湖北省浠水县高二化学下学期专题练习微专题十化学反应原理综合题型研究

1、微专题十化学反应原理综合题型研究1.开发新能源是解决环境污染的重要举措，工业上常用CH和CO反应制备H2和CQ(1)铝的化合物PdCl2通过化学反应可用来检测 CO气体，该反应的反应物与生成物有COPd 、H2O HCl、PdCl2和一种未知物质 X,X的化学式为。(2)甲烷经重整催化作用提供反应气的燃料电池如下图所示(以熔融Li2CO和K2CO为电解质)。通入甲烷的电极为 (填“正极”或“负极”，正极的电极反应式为,该电池工作一段时间后，消耗甲烷3.36 L(标准X犬况,下同)，则B极上消耗空气和二氧化碳混合气体的体积为L。已知空气中 V(N2): VO2)=4 ： 1天然气口。oOoOoo

2、 OCO,催化剂燃料俄(NOCQj4cHic电幅唯上“1内含燔融碳酸盐.内重整碳酸盐燃料电池的原理图空气、CO,空气极IN i。)(3) CO通过碳化反应可将钙镁的氢氧化物中的Ca2+、M0+分离。化学方程式为Ca(OH)2+Mg(OH)+3COCaCG+Mg(HCO 2+HO。已知:25 C 时,CaCQ 的 Kp 为 2.5 X 10-9,酸钙的溶解度是 go(4)将一定量的CO(g)和CH(g)通入一恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+CH4(g) 一2CO(g)+2H2(g)。其他条件相同，在不 同催化剂(I、II)作用下反应相同时间后，体系中CO含量 随反应温度的变化如图所示。在

3、a点与b点对应的反应条 件下，反应继续进行一段时间后达到平衡，平衡常数K(填“ >"、" < 或“ =")Kb; c点CO含量高于b9 / 16点的原因是为了探究反应CO(g)+CH4(g)12CO(g)+2HXg)的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入 CH与CO,使其物质的量浓度均为1.0 mol L-1。平衡时，根据相关数据绘(制出两条反应速率-浓度关系曲线：v正-c(CH4)和v逆- c(CO)。则与曲线v正-c(CH4)相对应的是上图中曲线 “甲”或“乙”)；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，反应重新达到平衡，平衡常数减小，则此

4、时曲线甲对应的平衡点可能为( 填字母，下同),曲线乙对应的平衡点可能为。2.研究和深度开发 CO CO的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。(1) CO可用于炼铁，已知：1Fe 2Q(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g)AH=+489.0 kJ - molC(s)+CO 2(g) 2CO(g)A H2 =+172.5 kJ - mol -1则CO还原FezQ(s)的热化学方程式为(2)分离高炉煤气得到的 CO与空气可设计成燃料 电池，若电解质为碱性。写出该燃料电池的负极反应式：(3) CO和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种 温度下发生反应：CG(g)+3H 2(g)间的变化如右图

5、。士CHOH(g)+H2O(g)。测得CHOH的物质的量随时由右图判断该反应A H 0,曲线I、n对应的平衡常数 Ki 氐。(填“ >”、"=或“ <”)一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。容器甲乙反应物1 mol CO 2、a mol CO 2、 b mol H 2、投入量3 mol H 2c mol CH 30H(g)、c mol H 2O(g)若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为O一定温度下，此反应在恒容密闭容器中进

6、行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_(填字母)。a.容器中压强不变b. H 2的体积分数不变c. c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不变e. 2 个C-O键断裂的同时有3个C H键形成(4)将燃煤废气中的CO转化为二甲醍的反应原理为2CO(g)+6H 2(g)CHOCH(g)+3H 20(g)。二甲醛可用作直接燃料电池，1 mol二甲醛分子经过电化学氧化，可以产生个电子的电量；根据化学反应原理，分析增加压强对制备二甲醛反应的影响：3.研究NO、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。1IA H=-574 kJ molAHb=

7、-1 160 kJ mol利用甲烷催化还原 NO:CH 4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CQ(g)+2H 2O(g)CH 4(g)+4NO(g) -2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)甲烷直接将NO还原为N2的热化学方程式为(2)已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：CO(g)+H 2O(g)-H(g)+CO2(g),500C时的平衡常数为 9,若在该温度下进行反应，设起始时CO和H2O的浓度均为0.02 mol L-1,则CO勺平衡转化率为 。(3)用活化后的V2Q作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示。H-H?OT电?:度脚力ovo反成 41

8、+ yO,快迪见n虚I)Hlolv图1氨气选择性还原NO反应历程图2气体中含氮组分浓度随温度变写出总反应的化学方程式：测得该反应的平衡常数与温度的关系为lg K=5.08+,该反应是(填“吸热”“放热”）反应。该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示，当温度达到700 K时，发生副反应的化学方程二为。（4）图3是用食盐水作电解液电解烟气脱氮的一种原理图，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为N,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。图 4是电流密度和溶液 pH对烟气脱硝的影 响。图3图4电流密度、pH对NO去除率的影响NO被阳极产生的氧化性物质氧化为N反应的离子方程式为原是。若极板面积为10 cm2,实

9、验烟气含 NO 1.5%,流速为0.070 L s-1（气体体积已折算成标准状况,且烟气中无其他气体被氧化，法拉第常数为96 500 C mol-1,测得电流密度为1.0-2A , cm o列 式 计 算 实 验 中 NO 去 除 率 ：O4.氮氧化物（NQ）、SO和CO等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行化学方法处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。(1)利用甲烷催化还原 NO:A H=-572 kJ - molAH=-1 160 kJ molCH 4(g)+4NO2(g) 一4NO(g)+CO(g)+2H 2O(g)CH 4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H 2

10、O(g)H 2O(l)HO(g)A H3=+44 kJ - mol写出甲烷将NO还原为N2并生成液态水时的热化学方程(2)工业上利用 CO生产甲醇燃料，反应为CO(g)+3H 2(g) -CHOH(g)+H2O(g)A H=-49.0kJ -mol将6 mol CO2和8 mol H 2充入容积为2 L的密闭容器中(温度不变),H 2的物质的量随时间变化如下图实线所示(图中字母后的数字表示对应坐标)。该反应在08 min内CO的平均反应速率为列式计算此温度下该反应 的 平 衡 常 数 ：第12 mi n后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入 1 mol CO 2(g)和3 mol H 2O(g

11、),则v正(填“大于”、“小于”或“等于”)v逆。仅改变某一条件再进行实验，测得H2物质的量变化如上图虚线所示。与实线相比，曲线I改变的条件可能是曲线n改变的条件可能是O(3)采用右图装置将 SO转化为重要化工原料。若 A为SO,B为Q,则A为 极，该极电极反应式为。(4)常温下,Ksp(BaCO3)=2.5 X 10-9, Kp(BaSQ)=1.0 x 10-10,欲用 1 LNa 2CO溶液将 0.01 mol BaSO 4 转化为 BaCO,则c(Na2CO) >。5. 2013年，“雾霾”成为年度关键词。近年来 ，对“雾霾”的防护与治理成为越来越重要的环境问题和社会问题。雾霾主要

12、由二氧化硫、氮氧化物 可吸入颗粒物这三项组成。(1)机动车的尾气是雾霾形成的原因之一，近几年有人提 利用选择性催化剂，利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的 NO气体，请写出该过程的化学方程八: O(2)我国北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在O 2/CO2的气氛下燃烧能够降低燃煤时NO勺排放，主要反应如下：2NO(g)+2CO(g) ' -Nb(g)+2CO2(g)AH若 N2(g)+O2(g) '-:2NO(g)AH=+180.5 kJ - mol-1 CO(g)'C(s)+O2(g)Ahb=+110.5 kJmol-1

13、C(s)+O2(g) CO(g)AH=-393.5 kJmol-1则 A H =kJ - mol-。 燃煤尾气中的SO用NaOH§液吸U形成 NaHSOm夜,在pH为47时电解，硫元素在铅阴极上被电解还原为 NaSQ。NaSQ俗称保险粉，广泛应用于染料、印染、造纸、食品工业以及医学上。这种技术是最初的电化学脱硫技术之一。请写出该电解反应中阴极的电极反应（4） SO 2经过净化后与空气混合进行催化氧化后制取硫酸或者硫酸俊，其中SO发生催化氧化的反应2SO（g） +O 2（g） i2SQ（g）。若在 Ti C、MP淼件下,往一密闭容器通入 SO和C2其中n（SO2）: n（O2）=2 ：

14、 1,测得容器内总与反应时间如右上图所示。该反应的化学平衡常数表达式：K=图中A点时,SO2的转化率为K)=计算SO催化氧化反应在图中 B点的压强平衡常数（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数）。若在T2 C、其他条件不变的情况下测得压强的变化曲线如上图所示，则Ti（填“>”、“<”或“二"）T2；其中C点的正反应速率 vc（正）与A点的逆反应速率 va（逆）的 大小关系为 vc（正）（填“>”、“<”或 “="）Va（逆）。6 . I .利用CH和CO可以制造价值更高的化学产品。已知下列反应 CH(g)+2O2(g)CO(g)+2H

15、 20(g)A Hi=a kJ-1 mol CO(g)+H2O(g)、-CO(g)+H 2 (g)A H2=b kJ-1 mol 2C0(g)+Q(g) ：-2C0(g)A H3=c kJ-1 mol求反应CH(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)AH =（用含a、b、c的13 / 16代数式表不' )kJ , mol o(2)定条件下，等物质的量的（1）中反应物反应生成的气体可合成二甲醍（CH3OCH）,同时还生了一种可以参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式（3）用CuAl 204作催化剂，一定条件下发生反应 CO（g）+CH4（g） 一CHCOOH（g）,温度与催化

16、剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如下图所示。反应温度1成速 250300 C 时的 300400 C 时，乙酸的生成速率升高的原因是n .钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠（Na3S）分别作为两个电极的反应物 ，多孔固体Al 2C3陶瓷（可传导Na+）为电解质,其反应原理如下：NkS<，1 2Na+xS(3<x<5)物质 Na熔点/ C97.8沸点/ C892SAl 2C31152 050444.62 980（4）根据上表数据，判断该电池工作的适宜温度应为（填字母）。D. 3502 050 CA. 100 C以下B. 100300 C C.300350于钠硫电池，下列

17、说法正确的是（填器源电也用或母）。放电时，电极A为负极B.时,Na+的移动方向为从充电时，电极A应连接电源的正极D.熠融NaNa -固体 电解帔-Na熔融 (SBJSdSj土 Nh电被H也极AA.C.（6） 25C时，若用钠硫电池作为电源电解充电时，电极B的电极反应式为-2e-xS500 mL 0.2 mol - L-1 NaCl 溶液，当溶液的 pH 变13时，电路中通过电子的物质的量为mol,两极的反应物的质量差为g（假设电解前两极反应物的质量相等）。7 .科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和C

18、HOH(l)的燃烧热A H分别为-285.8kJ - mol-1、-283.0 kJ - mol-1 和-726.5 kJ - mol-1。请回答下列问题： (1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为(3)在容积为2 L的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度(填序号)。温度为Ti时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为一 一-1v(CH3OH)= mol - L - min该反应在Ti时的平衡常数比 T2时的小处于A点的反应体系从Ti变到T2,达到平衡时增大该反应为放热反应(4)在Ti温度时，将1

19、 mol CO 2和3 mol H 2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后若 CO的转化率为a ,则平衡时容器内的压强与起始压强之比 为。 在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极反应式 为、正极反应式为。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ,则该燃料电池的理论效率为（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能燃料电池反应所能释放的全部能量之比）。8. I .（26 题节选）与MnO-Zn电池类似 KFeO-Zn也可以组成碱性电池 RFeQ在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的 离子方程为。n .（27题节选）光气（COC1

20、2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下将CO与C12在活性炭催化下合成。（1）工业上利用天然气（主要成分为CH）与CO进行高温重整制备 CO,已知CH、Hk和CO的 燃烧热（A H）分别为-890.3 kJ - mol-1、-285.8 kJ - mol-1 和-283.0 kJ - mol-1,则生成 1 n3（标准状况）CO所需热量为 。(2) COC2 的分解反应为 COC2(g)-Cl2(g)+CO(g) A H=+108 kJ mo。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化如下图所示(第10 min到14 min的COC2浓度变化曲线未示出)。二-0J4

21、- 10 2 1。： 右 OOS：0 06： 0 04：0020.000 2 4 6 K 10 12 14 16 ISF/min计算反应在第 8 min时的平衡常数 K=。比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)(填“<”、" >”或 “ =")T(8)。若12 min时反应于温度 T(8)下重新达到平衡，此时c(COCM)=mol-1o比较产物 CO在23 min、56 min和1213 min时平均反应速率平均反应速率分别以v(23)、 v(56)v(1213)表 示 的 大 小17 /16时平均反应速率的大小：v(56

22、)比较反应物 COC2在 56 min和1516 min(填>" 或 “=")v(1516),原 因 是答案1 .(1) CO 2(2)负极 Q+2CG+4e2C23.52(3) 5X10-4(4)二c点与b点反应均未达到平衡，但c点温度高于b点，反应速率更快，相同时间内 生成CO 的量更多，所以c点CO勺含量更高乙 E B2 .(1) Fe 2Q(s)+3CO(g)2Fe(s)+3COz(g)A H=-28.5 kJ - mol-1(2) CO+4OH - 2e-C+2Ho (3) <>0.4<cW1 ab(4) 12 N 该反应分子数减少，压强增加使平衡右移，CH3OCH产率增加；压强增加，反应速 率增大13. (1) CH 4(g)+2NO2(g) Nb(g)+CO2(g)+2H 2O(g)A H=-8