2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查(大题培优)及详细答案

1、2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查（大题培优）及详细答案一、化学反应原理综合考查1.丙烯睛（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHQ和乙睛（CH3CN）等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯睛（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4。）的热化学方程式如下：C 3H6（g）+NH3（g）+3O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g）山=-515kJ/mol 2C 3H6（g）+O2（g）=OH4O（g）+H2O（g） H=-353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是

2、;有利于提高丙烯睛平衡产率的反应 条件是;提高丙烯睛反应选择性的关键因素是 。（2）图（a）为丙烯睛产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460C。低于460c时，丙烯睛的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由 是;高于460c时，丙烯睛产率降低的可能原因是 （双选，填标号）A.催化剂活性降低B.平衡常数变大 C.副反应增多D.反应活化能增大图（）图(b)（3）丙烯睛和丙烯醛的产率与 n （氨）/n （氨）/n （丙烯）约为1理由是（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳 。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为【答案】两个反应均为放热量大的反应降低温度，降低压强，催

3、化剂 不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC 1该比例下丙烯睛产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1: 7.5: 1【解析】【分析】（1）依据热化学方程式方向可知，两个反应均放热量大，即反应物和生成物的能量差大，因 此热力学趋势大；有利于提高丙烯睛平衡产率需要改变条件使平衡正向进行，提高丙烯睛 反应选择性的关键因素是催化剂；（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，即低于 460c时，对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的，但实际曲线是上升的，因此判断低于460c时，丙烯睛的产率不是对应温度下的平衡转化率；产率降低主要从产率的影响因素进行考虑；（3）根据图像可知，当

4、n （氨）/n （丙烯）约为1时，该比例下丙烯睛产率最高，而副产物丙烯醛产率最低，根据化学反应氨气、氧气、丙烯按 1： 1.5： 1的体积比加入反应达到最佳状态，依据氧气在空气中约占20%计算条件比。【详解】(1)两个反应在热力学上趋势均很大，两个反应均放热量大，即反应物和生成物的能量差 大，因此热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯睛的平衡产率，提高丙烯睛反应选择性的关键因素是催化剂；(2)因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，即低于460c时，对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的，但实际曲线是上升的，因此判断低于460c时，丙烯睛的

5、产率不是对应温度下的平衡转化率.高于 460° C时，丙烯睛产率降低；A.催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，A正确；B.该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数变小，B错误；C.根据题意，副产物有丙烯醛，催化剂活性降低，副反应增多，导致产率下降，C正确；D.反应活化能的大小不影响平衡，D错误；综上AC符合题意；(3)根据图象可知，当n (氨)/n (丙烯)约为1时，该比例下丙烯睛产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据反应C3H6(g)+NH3(g)+3 O2(g尸C3H3N(g)+3H2O(g),氨气、氧气、丙烯2按1: 1.5: 1的体积比加入反应达到最佳状

6、态，而空气中氧气约占20%,所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为：1:二5- : 1=1: 7.5: 1。20%2.资源化利用CO2,不仅可以减少温室气体的排放，还可以获得燃料或重要的化工产 品。(1) CO2的捕集:CO2属于 分子(填“极性”或“非极性”)，其晶体干冰)属于晶体。用饱和Na2C03溶液做吸收剂可“捕集”CO2。若所得溶液pH 10,溶液中27_ _11c HCO3 :c CO3 =;(室温下，H2CO3的 Ki 4 10 ; K2 5 10 )若吸 收剂失效，可利用 NaOH溶液使其再生，写出该反应的离子方程式 。聚合离子液体是目前广泛研究的CO?吸附剂。结合下.图.分析聚

7、合离子液体吸附 CO?的有利条件是。夏£ 一萋蜜5U聚合陶子液体左不口 5涸速下方co；的或明*(2)生产尿素：工业上以 CO2、NH3为原料生产尿素 CO NH2 2 ,该反应分为二步进 行：第一步：2NH 3(g) CO2(g)? H2NCOONH 4(s)AH= 159.5kJ/mol第二步：HzNCOONH4(s)? CONH22(s) H2O(g) 372.5kJ/mol写出上述合成尿素的热化学方程式 。(3)合成乙酸：中国科学家首次以CH30H、CO2和H2为原料高效合成乙酸，其反应路径如图所示:原料中的CH30H可通过电解法由CO2制取，用稀硫酸作电解质溶液，写出生成C

8、H30H的电极反应式：。根据图示，写出总反应的化学方程式： 。2【答案】非极性 分子 2:1 HCO3 OHH2O CO3 低温，低流速(或25C,10mL min 1) 2NH3(g) CO2(g) ? CO NH2 2(s)出。9)AH= 87.0kJ/mol*-一- Lil、RH 八CO2 6e 6HCH3OH H2O CHOH+C2OH2CHCOOHH2O【解析】【分析】【详解】(1)极性分子是指分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀 的，不对称的，而非极性分子是指原子间以共价键结合，分子里电荷分布均匀，正负电荷 中心重合的分子， CO2是非金属氧化物，其结构式为

9、：O=C=O,属于非极性分子，干冰是固态二氧化碳，属于分子晶体，故答案为：非极性；分子。c Hc CO；根据K;,cHCO3CHcHCO3K2c CO310110 moi L 1 ,则c“10HCO310 匚C 11 2:1 ；饱和N&CQ溶液做吸收剂“捕集"CQ生成NaHCQ而失效,cCO25 10NaHCC3是酸式盐，能与 NaOH反应生成Na2CO3和H2O,其离子反应方程式为： HCC3-+OH- =H2O+CC32-,故答案为:2： 1 ; HCOz+OHHaO+CQ2-。观察图1可知，温度相对越低、气体流速越慢，聚合离子液体吸附CO2越彻底、效果越好，即吸附CO2

10、的有利条件温度为25c或低温，气体流速为 10mL?min-1或低流速，故答 案为：低温，低流速(或25C, 10mL?min-1)。已知： 2NH3(g) CO2(g) ? H2NCOONH 4(s)AH= 159.5kJ/mol； H2NCOONH4(s)? CONH22(s) HzO(g)AH72.5kJ/mol ；根据盖斯定律，+可得合成尿素的热化学方程式：2NH3(g) CO2(g)?CO NH2 2(s)H2O(g)3=87.0kJ/mol ,故答案为：2NH3(g) CO2(g) ?CO NH2 2 (s)H2O(g)H=87.0kJ/mol o(3)电解时CO2在阴极得到电子生

11、成 CH3OH,结合酸性条件写出阴极电极反应式为：CO2 6e 6HCH3OH H2O,故答案为：CO2 6e 6HCH 3OH H2Oo根据图示可知，CH3OH、CQ和H2在Lil、Rh*作用下生成了乙酸，根据原子守恒写出化* Lil、RH,学反应方程式为：CHOH+C2：+H2CHCOO+2O,故答案为：*Lil、RH CHOH+C2>h2CHCOO+HO。3. ch超干重整co技术可得到富含 co的化工原料。回答下列问题:已知相关反应的能量变化如图所示:过渡态过渡态CH小升比。反应进程'mol 1C脸画力 f：i=24EikJmH 1=7K.9kJ -1rnnlJCH&am

12、p;H2HM0反应进程过程I的热化学方程式为 (填序号)。关于上述过程n的说法不正确的是 a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为 CO+ H2= H2O (g) + COc. CO参与反应d. Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的 AH其他条件不变，在不同催化剂(I、n、m)作用下，反应 CH (g) +CO (g) =2CO(g) + 2H2 (g)进行相同时间后， CH的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态 (填“是”或“不是")平衡状态；b点CH的转化率高于c点，原因是O(2)在一刚性密闭容器中，CH和CO的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/

13、a AI2Q催化剂并加热至1123K使其发生反应 CH (g) +CO (g) =2CO(g) + 2H2 (g)。700 750 XCX) S50 温度/工-2-11研究表明 CO的生成速率 U (CO =1.3X10 p (CH) p ( CO) mol - gs ,某 时刻测得 p (CO =20kPa,贝U p (CO) =kPa, u ( CO =mol g - s 1 o达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，则该反应的平衡常数的计算式为& =【分析】由能量-反应进程曲线得热化学方程式，应用盖斯定律可得过程I的热化学方程式。过程 II中进入循环的物质是最初反应物，出循环的

14、物质是最终生成物，可得总反应方程式。恒温 恒容时组分气体的分压与其物质的量成正比，故用分压代替物质的量进行计算。草酸溶液 与NaOH溶液混合后，其两步电离平衡仍然存在，据电离常数表达式可求特定条件下溶液 的pH。【详解】(1)据CH4超干重整CO2的催化转化图，过程I的化学反应为CH4(g)+CQ(g)=2CO(g)+2H2(g)。由能量一反应进程曲线得热化学方程式：CH4(g)+H2O(g尸CO(g)+3H2(g)=A +206.2kJ mol-1 (i)CQ(g)+4H2(g尸CH4(g)+2H2O(g)追去 165kJ mol-1 (ii)(i) X2+般过程 I 的热化学方程式：CH4

15、(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)A H=247.4kJ1 mol过程n物质变化为：左上(CQ H2、CO2) +右下(惰性气体)一左下(H2O) +右上(CO、惰性气体)，总反应为H2+CC2=H2O+CQ Fe3O4、CaO为总反应的催化剂，能降低反应的活化能，但不能改变反应的AH。故ab正确，cd错误。 通常，催化剂能加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间。但催化剂不能使平衡发生移动，即不能改变平衡转化率。若图中 a点为化学平衡，则保持温度不变(800C),将催化剂II换成I或III, CH4转化率应不变，故 a点不是化学平衡。同理，图中b、c两点都未达到化学平衡。据题意，b

16、、c两点只有温度不同，b点温度较高，反应速率快，相同时间内Cd转化率高。(2)据气态方程PV= nRT,恒温恒容时某组分气体的分压与其物质的量成正比。则反应中 分压为1123K 恒容时，CH4 (g) +CO2 (g) = 2CO ( g) + 2H2 (g)起始分压/kPa： 202500改变分压 /kPa： 10102020某时分压 /kPa： 10152020即某时刻 p(CQ)=15kPa, p(CH4)= 10kPa。代入 u(CO)= 1.3 x 10 p(CH4) p(CQ)mol g 1 s 1 = 1.95mol g- 1 s 1。 设达到平衡时 CH4的改变分压为x kPa

17、,1123K 恒容时，CH4 (g) +CO2 (g) = 2CO ( g) + 2H2 (g)起始分压/kPa： 202500改变分压/kPa：x x 2x 2x平衡分压 /kPa： 20-x 25 x2x 2x . (20-x) (25 x) 2x 2x . 一据题息，有 =1.8,解得 x=18。CH4(g)、CQ(g)、CO(g)、H2(g)20 25的平衡分压依次是2 kPa、7 kPa、36 kPa、36 kPa,代入 Kp=p2(CO) p2(H2)pM) pg)362362_ 2(kPa)2。2 7(3)常温下，草酸溶液与H2C2O4 H+HQO4NaOH溶液混合，所得混合溶液

18、中仍存在分步电离:+_ _ -c(H ) c(HC2O4)&i= HC2O4 = H+QO42Ka2=c(H2c2O4)c(H+) c(C2。2-)c(HC2O4)2-当 c H2C2O4 =c C2O4时,Kal Ka2= C2(H +) o C(H + ) = jKai Ka2 =6X103.5 mol/L , pH= 2.7。【点睛】Kc,用平衡分压求得压一定温度下，可逆反应建立平衡时，用平衡浓度求得浓度平衡常数 力平衡常数Kp,它们可通过气态方程进行换算。4 .研究发现，NOx和SQ是雾霾的主要成分。I . NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。

19、已知：N2(g) + 02(g)2N0(g) AH= + 180 kJ - mol 12C0( g) + 02( g) = 2C02( g) AH= 564 kJ mol 1(1) 2N0(g)+2CQg)鸣 2C02(g) + N2(g)AH=。(2) TC时，将等物质的量的 N0和C0充入容积为2 L的密闭容器中，保持温度和体积不 变，反应过程(015 min)中N0的物质的量随时间变化如图所示。°10 Ts已知：平衡时气体的分压=气体的体积分数X体系的总压强，TC时达到平衡，此时体系的总压强为p=20MPa,则TC时该反应的压力平衡常数Kp=；平衡后，若保持温度不变，再向容器中

20、充入 N0和C02各0. 3mol,平衡将 (填“向左”、“向右”或 “不”)移动。15 min时，若改变外界反应条件，导致n(N0)发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是(填序号)A.增大C0浓度 B.升温C.减小容器体积D.加入催化剂葭SQ主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关 键。已知：亚硫酸：Kai=2.0X10-2 Ka2=6. 0X10-7(3)请通过计算证明，NaHS03溶液显酸性的原因： 。(4)如图示的电解装置，可将雾霾中的NO、SQ转化为硫酸俊，从而实现废气的回收再利用。通入N0的电极反应式为 ；若通入的N0体积为4.48L(标况下)，则另外

21、一个电极通入的SO2质量至少为g。用潴液和A jh>N0pm 丁 so,【答案】-744 kJ mol1 。0875 (或7/80)不AC HS的水解常数K=Kw/Kai=5.0x10-13vKa2=6.0X 10-7( HSQ-的电离常数)，所以显酸性6H+ NO+ 5e =NH4+ + H2O 32【解析】【详解】(1)已知： N2(g)+O2(g) =2NO(g), 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g),由盖斯定律 可知：得 2NO(g) +2CQg)解喋% 3 2CO2(g) +N2(g)的4 H=( 564 180) kJ mol 1= 744kJ mol 12g+N2

22、000.20.10.20.12NO +2CO 幅分起始量(mol)0.40.4转化量(mol)0.20.2平衡量(mol)0.20.2p( NO)= p( CO)= p( CO2)= 20MPaX0.20.2+0.2+0.2+0.14070.120p(N2)=20MPaX =0.2+0.2+0.2+0.172 .K=P2(NO)吃8)=q0.0875；同样可计算化学平衡常数K=5,再向容器中充入 NO和CQ各0.3mol,此时的浓度商为仍为 5,因此 平衡不移动；15min时，改变某一因素，NO的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动。增大 CO 的浓度，平衡向正反应方向移动，NO的物质的量减

23、小，A项正确；正反应是放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，NO的物质的量增大，B项错误；减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，NO物质的量减小，C项正确；加入催化剂，化学平衡不移动，D项错误；答案选 AC;(3) HSO3-的水解常数K=Kw/ Ka1=5. 0X 10-13< Ka2=6. 0X 10-7,电离平衡常数大于水解平衡 常数，说明溶液显酸性；(4)根据电解装置，NO和SQ转化为硫酸俊，说明 NO转化成NH4+,即NO在阴极上发 生 NO+6H+ + 5e -=NH4+H2O;阳极反应式为 SO2+ 2H2O- 2e =4H+ + SO12 ,根据得失电 子

24、数目守恒，因此有 2NO10e 5SQ,求出SQ的质量为(4) 8X 5X 64/( 2X22.4)g=32g。【点睛】正确书写电极反应式做到“三看”一看电极材料，若是金属 (Au、Pt除外)作阳极，金属 一定被电解(注：Fe生成Fe2+)。二看介质，介质是否参与电极反应。三看电解质状O5 .秋冬季是雾霾高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的主要原因之一。(1)工业上利用甲烷催化还原NO,可减少氮氧化物的排放。已知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CQ(g)+2H2O(g) A H574kJmol-1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) A

25、 H=160kJmol-1甲烷直接将 NO2还原为N2的热化学方程式为 。 (2)汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段，主要原理为 2NO(g)+2CO(g)=LN2(g)+2CO2(g) A H<0TC时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(015min)中NO的物质的量随时间变化如上图所示。已知：平衡时气体的分压=气体的体积分数X体系的总压强，TC时达到平衡，此时体系的总压强为p=20MPa,则TC时该反应的压力平衡常数Kp=；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入 NO和CO2各0.3mol,平衡将(填“向

26、左”、“向右”或 “不”)移动。15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是_(填序号)fl/mnl tIV ID UrtnnA.增大CO浓度B.升温C.减小容器体积 D.加入催化剂(3)工业上常采用 碱溶液吸收”的方法来同时吸收 SQ,和氮的氧化物气体(NOx),如用氢氧化钠溶液吸收可得到 NazSQ、NaHSQ、NaNO2、NaNO3等溶液。已知：常温下，HNO2的电离常数为 Ka=7X10, H2SQ 的电离常数为 Ka1=1.2 X 120 Ka2=5.8 X -80常温下，相同浓度的 NazSQ、NaNO2溶液中pH较大的是 溶液。常温下，N

27、aHSQ显 性(填酸“碱"或牛”，判断的理由是(通过计算说明)。(4)铀元素(Ce濯例系金属中自然丰度最高的一种，常见有+3、+4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收，生成 NO*、NO3- (二者物质的量之比为 1 ： 1)。可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质，同时再生Ce4+,其原理如图所示。员子交换黑Ce4+从电解槽的 (填字母代号)口流出。写出阴极的电极反应式：8.3 x-130 电a2【答案】CH4(g)+2NO2(g尸N2(g)+CQ(g)+2H2O(g) 出-867-J mol-10.0875(MPa)-1 或高(MPa)-1

28、 不 AC NaS。酸因为HSQ-的电离常数Ka2=5.8 X 180水解常数Kh=离常数大于水解常数，所以溶液显酸性a 2NQ-+8H+6e-=N2 f +4H2O【解析】【分析】(4)电解过程中Ce3+在阳极失电子，变为 Ce4+,则b进Ce3+, a出Ce4+, NO2-在阴极得电子变 为 N2,则 d 进 NO2-, c 出 N2。【详解】 CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CQ(g)+2H2O(g) H i=-574-J m ol-1 CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CC2(g)+2H2O(g) H 2=-1160-Jm ol-1-1-1 得：CH(g)+2NO2

29、(g尸N2(g)+CQ(g)+2H2O(g) H= (-5Jo ) (一-60-J0) =867-J mol-1 ,故答案为： CH4(g)+2NO2(g尸N2(g)+CC2(g)+2H2O(g) H =-867-Jmol-1 ;(2)由图可知，NO起始物质的量为 0.4mol, 0到15min共减少了 0.2mol ,则2NO(g)+2CO(g)脩催掇“ Nz(g)+2CO 2(g)起始值/mol0.40.400变化值/mol0.20.20.10.2平衡值/mol0.20.20.10.220MPaX _ _ _0.240_ _ =MPa,同理可得：p(CO)=,平衡时p(NO)=4020M

30、MPa, p(N2)=- MPa, p(CO2)21cn2coNn(丑 MPa)2 MPa40pCO2pin 2= MPa,所以 Kp= -42=士=0.0875(MPa)-1 或7p N。p C。(MPa)2 (40MPa)2(MPa)-1 0再向容器中充入 NO和C6各0.3mol,加入的NO和CQ物质的量相等，那么p,则80二者引起压强增大量相等，假设二者引起的压强增量分别为(40MPa+p)2 20MPa 7Qc=r77工= (MPa)-1, Qc=Kp,平衡不移动，故答案为：(40MPa+p)2 (40MPa)2 800.0875(MPa)-1 或'(MPa)-1；不；由图可

31、知NO物质的量减小，说明平衡正向移动。A.增大CO浓度，平衡正向移动，NO物质的量减小，A正确；B.升温，平衡逆向移动，NO物质的量增大，B错误；C.减小容器体积，等同于增大压强，平衡正向移动，NO物质的量减小，C正确；D.加入催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，NO物质的量不变，D错误；故答案为：AC;HNO2的电离常数为 Ka=7XT0, H2SO3的电离常数为 Kai=1.2Xl23 Ka2=5.8 X-80可知，HNO2的酸性强于HSQ-的酸性，则NO2-的水解程度小于SO32-,所以相同浓度的 Na2SQ、NaNO2溶液，Na2SQ的碱性更强，pH更大，故答案为： Na2SQ；10-

32、14HSC3-+H2O? H2SQ, Ka2>Kh=Kw,故 HSQ-的水解常数 Kh= 8.3x 10-13,又因为1.2 10-2HSQ-的电离常数Ka2=5.8 X 180所以，HSC3-的电离常数大于水解常数，常温下，NaHSQ显K酸性，故答案为：酸；因为HSO3-的电离常数Ka2=5.8 X 180水解常数Kh= = 8.3 ><30K a2电离常数大于水解常数，所以溶液显酸性；(4)生成Ce4+,则Ce3+-e-= Ce4+, Ce4+ 在阳极生成，从a 口流出，故答案为：a；NO2-转化为无毒物质，则 NO2-在阴极得电子，转化为 N2,结合电子得失守恒、电荷守

33、恒可得阴极电极反应为：2NO2-+8H+6e-=N2? +4H2O,故答案为：2NO2-+8H+6e-=N2 f +4H2O。【点睛】KaXKh=Kw,越弱越水解。6.甲醛(HCHO)俗称蚁醛，在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。I 甲醛的制备工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛，己知：CH30H(g)=i HCHO(g)+H2(g)AH(1)该反应的能量变化如图甲所示， H=kJ?mol-1。(2)为提高CH30H转化率，采取的措施有 、；在温恒容条件下，该反应达到平衡 状态的标志有(填标号)。a.混合气体的密度保持不变b.混合气体的总压强保持不变c. v( CH3OH)消耗=v( H2)生成d.

34、甲醛的浓度保持不变(3)选用Ag/SiQZnO作催化剂，在400750c区间进行活性评价，图乙给出了甲醇转 化率与甲醛选择性(选择性越大，表示生成该物质越多)随反应温度的变化曲线。制备甲 醛的最佳反应温度为(填标号)，理由是。a. 400 c b. 650 c c. 700 c d. 750 c4» W?50期财T 用乙(4) TC时，在2L恒容密闭容器中充入 1mo1甲醇，发生反应：CH30H(g)HCHO( g)+ H2(g)CH30H(g) -CO(g)+2H2(g)平衡时甲醇为0.2mol,甲醛为0.7mo1。则反应i的平衡常数 K=。II.甲醛的用途(5)将甲醛水溶液与硫酸

35、馍(NiSO4)溶液混合，可用于化学镀馍。反应过程中有CO2产生，则该反应的离子方程式为 ：若收集到112mLCQ (标准状况)，理论上转移电子 mo1。【答案】+84 升高温度 降低压强bd c此温度下甲醛的选择性和甲醇的转化率均较高1.575 HCHO+2Ni2+H2O=2Ni+CQ T+4H+ 0. 02【解析】【分析】【详解】(1)生成物和反应物之间的能量差为463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol ；(2)该反应是气体分子数增加的、吸热的可逆反应，因此根据勒夏特列原理，我们可以采用升高温度、降低压强的方法来促进平衡正向移动，提高转化率；再来看平衡的标志：a.反应物和生

36、成物都是气体，因此气体的密度是恒定不变的，a项错误；b.该反应前后气体分子数不等，因此当压强保持不变时，说明反应已达到平衡状态，b项正确；c.甲醇和氢气的化学计量数相同，因此无论何时都有v( CHOH)消耗=v( H2)生成，c项错误；d.当甲醛的浓度保持不变，说明其消耗速率和生成速率相同，即此时达到了平衡状态，d项正确；答案选bd;(3)在700c时，甲醛选择性和甲醇转化率均较高，因此700c是最合适的温度，答案选c；(4)平衡时甲醇为 0.2mol,因此有0. 8mol甲醇被消耗，其中甲醛有 0. 7mol,说明有0.7mol甲醇发生了反应，有 0.1mol甲醇发生了反应，因此氢气一共有0

37、.7mol+0.1mol 2=0.9mol,代入平衡常数的表达式有c(HCHO)c(H 2) 0.35mol/L 0.45mol/L1.575；K=c(CH3OH)0.1mol/L(5既然是镀馍，则馍被还原为单质，而甲醛被氧化为二氧化碳，因此反应的离子方程式2+为HCHO+2Ni +H2O=2Ni+CO2 +4H ；甲醛中的碳可以按0价处理，二氧化碳中的碳为+4价，因此每生成1个二氧化碳分子需要转移 4个电子，而112mL二氧化碳的物质的一,0.112L一. ，一重为=0.005mol ,因此一共要转移 0. 02mol电子。22.4L/mol【点睛】对于任意一个氧化还原反应，总有氧化剂得电子

38、数=还原剂失电子数=转移的总电子数，因此只需求出最好求的那一项，另外两项就迎刃而解了。7.煤燃烧排放的烟气含有 SQ和NOx,大量排放烟气形成酸雨、污染大气，因此对烟气进 行脱硫、脱硝，对环境保护有重要意义。回答下列问题：I.利用CO脱硫(1)工业生产可利用 CO气体从燃煤烟气中脱硫，则25c时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式 2CO(g)+ SC2(g)? 2CQ(g) + S(s)的烙殳l H =。25 C , 100kPa 时，由元 素最稳定的单质生成 1mol纯化合物时的反应热称为标准摩尔生成夕含，已知一些物质的标准摩尔生成始”如下表所示：物质CO(g)CQ(g)SO2(g)标准摩尔

39、生成烙?fHm(25C)/kJ?mol-1-110.5-393.5-296.8(2)在模拟脱硫的实验中，向多个相同的体积恒为2L的密闭容器中分别通入 2.2mol CO和1mol SO2气体，在不同条件下进行反应，体系总压强随时间的变化如图所示。在实验b中，40 min达到平衡，则 040 min用SQ表示的平均反应速率v(SC2)=o与实验a相比，实验b可能改变的条件为 ,实验c可能改变的条件为n .利用N%脱硝在一定条件下，用 NH3消除NO污染的反应原理为：4NH3(g)+6NO(g)? 5N2(g) +6H2O(l)4H= 1807.98kJmo11。在刚性容器中， NH3与NO的物质

40、的量之比分别为 X、Y、Z(其中X<Y<Z)在不同温度条件下，得到 NO脱除率(即NO转化率)曲线如图所示。NH3与NO的物质的量之比为 X时对应的曲线为 (填“a”或b飞：)各曲线中NO脱除率均先升高后降低的原因为 。2900c条件下，设Z=,初始压强po,则4NH3(g) + 6NO(g)?5N2(g) + 6H2O(l)的平衡常数 3Kp=(列出计算式即可)。 n.利用NaCIQ脱硫脱硝(4)利用NaClO2的碱性溶液可吸收 SQ和NO2(物质的量之比为1:1)的混合气体，自身转化为 NaCl,则反应的离子方程式为 。【答案】-269.2kJmol-1 0.01mol L-1

41、 min-1加入催化剂 升高温度 c温度低于900c时，反应速率较慢，随着温度升高反应速率加快，NO脱出率逐渐升高，温度高于900C,反应达到平衡状态，反应的 由<0,继续升高温度，平衡向左移动，NO脱出率又下降50.375P0-0.3750-246 或6- 3ClC2-+4SO2+4NO2+12OH-=3CF+4SC42-+4NO3-O.IPo 40.15P0 60.14 0.156P0+6H2O【解析】【分析】 【详解】(1)根据 标准摩尔生成始”的定义可得：C s +1。2 g 解 3 CO gAtHm1=-110.5kJgmol-12小1% C-1C s +-O2 g 硝? CO

42、2 gAtHm2=-393.5kJ gmol2 1-1S s +O2 gSO2 gAtHm3=-296.8kJgmol2再根据盖斯定律2(反应-反应)-反应可得到2CO(g)+ SQ(g)?2CO2(g)+S(s),则，CO脱硫反应 2CO(g)+ SO2(g)?2CO2(g)+S(s两始变-1-1-1AH =2 AtHm2-AtHmi -AtHm3=2 -393.5kJgmol -110.5kJgmol - -296.8kJgmol =-269.2kJgmol ,故答案为：-269.2kJmol-1;(2)结合题干信息，列三段式有:初始转化末态2CO g+ SO2 g2CO2 g+ S s2

43、.21002xx2xx2.2-2x1-x2xx皿 2.2-2x+1-x+2x则2.2+1120 ，解得x=0.8,则 cc260v SO2 =0.8mol2L 八 . . -1 -1，故答=0.01molg_ gmin40min案为 0.010.01mol _-1min-1;与实验a相比，实验b达到的平衡状态不变且所需时间缩短，改变的条件应为加入了催 化剂，与实验a相比，实验c达到平衡状态改变且所需时间缩短，可能是增大压强或升高 温度，联系反应特点，若是增大压强，平衡向右移动，向右反应的程度应增大，与图像不 符，若是升高温度，平衡向左移动，与图像相符，故答案为：加入催化剂；升高温度；NH3和N

44、O的物质的量之比越大， NO的脱出率月啊，则相同温度下，不同 NH3、NO 物质的量之比对应 NO的脱出率：X<Y<Z则X对应曲线c, Y对应曲线b, Z对应曲线a, 故答案为：c；NO的脱出率会受到速率、平衡移动等因素的影响，温度低于900c时，反应速率较慢，随着温度升高反应速率加快，NO脱出率逐渐升高，温度高于 900 C,反应达到平衡状态，反应的AH<0,继续升高温度，平衡向左移动，NO脱出率又下降，故答案为：温度低于900 c时，反应速率较慢，随着温度升高反应速率加快，NO脱出率逐渐升高，温度高于900C,反应达到平衡状态，反应的AH<0,继续升高温度，平衡向左

45、移动，NO脱出率又下降；2压强为P0,根据曲线a上NH3与NO的物质的量之比为 Z=,则NH3的分压为0.4p。,3NO的分压为0.6p。，列三段式有:4NH3 g +6NO g起始0.4p00.6P0转化0.3p00.45p0平衡0.1p00.15p0麻)5N2 g +6H2O l00.375p00.375p0则反应的平衡常数Kpp5 N250.375p046_p NH 3 gp NO0.1p°460.15p。或0.3750.14 0.156p0 '5故答案为:0.375p00.375T 4 I6"耿 c / ,一c "6 5 ，0.1p00.15p00

46、.14 0.15 p0(4)在碱性环境下,ClO2-氧化等物质的量的 SC2和NO2, CIO2-变为C，SO2变为SO42-, NO23C1O2-变为NO3-,利用氧化还原反应规律进行配平，可得离子反应方程式+4SQ+4NO2+12OH-=3C-+4SQ2-+4NO3-+6H2O,故答案为：3ClO2-+4SQ+4NO2+12OH-=3C +4SQ2-+4NO3-+6H2O。8.氮氧化物(主要为NO和NO2)是大气污染物，如何有效地消除氮氧化物的污染是目前科 学家们研究的热点问题。(1)用尿素CO(NH2)2吸收氮氧化物是一种可行的方法。尿素在高温条件下与 NO2反应转化成无毒气体，该反应的

47、化学方程式为。用尿素溶V(NO)放也可吸收氮氧化物，研究表明，当混合气体中 =1时，总氮还原率最高，随着，V(NO 2)V(NO)V(NO2)比值增大，总氮还原率降低的主要原因是在一个体积为1L的恒容密闭容器中充入 1molCO2和1molNH3,在恒定温度下使其发生反应2NH3(g)+CQ(g= NH2CON建(s)+H2O(g) Hv。并达到平衡，混合气体中氨气的体积 分数随时间的变化如图所示。则A点时v正(CQ)(填 4" T"或“=" ,但寸v正(CO2),原因是 。B点时，NH3的转化率 为。下列有关反应 2NH3(g)+CO2(g) . TCO (NH

48、2)2(s)+H2O(g)的说法正确的是A.分离出少量的尿素，NH3的转化率将增大B.反应达到平衡时，降低反应体系的温度，CQ的浓度减小C. NH3的转化率始终等于 CQ的转化率D.加入有效的催化剂能够提高尿素的产率(2)已知。3氧化氮氧化物的主要反应的热化学方程式如下：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) Hi=akJ mol-1NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) H2=bkJ. mol-16NO2(g)+Cfe(g)=3N2O5(g) H3=ckJ- mol-1则反应 4NO2(g)+C2(g)=2N2O5(g)A H=(用含 a、b、c 的代数式表示)kJ mol-1。

49、(3)氮氧化物也可用碱液吸收。若 NC和NC2的混合气体被NaCH溶液完全吸收，只生成一种盐，则该盐的化学式为；已知常温下 Ka(HNO2)=5 X 140则反应HNC2(aq)+NaCH(aq) NaNC2(aq)+H2C(|)的平衡常数 K=。【答案】4CC(NH2)2+6NC2 ES7N2+4CQ+8H2O NO不溶于水，难与尿素反应> 由A点a+2c-2b到B点，温度不变，氨气的体积分数减小，正反应速率减小75% B NaNO2 5X 1。【解析】【分析】(1)尿素CO(NH2)2在高温条件下与与 NO2反应转化成无毒气体，即生成氮气、二氧化碳和水，根据NO不溶于水、和水不反应性

50、质解答；利用三段式，求解 NH3的转化率；根据化学平衡移动原理解答；(2)利用盖斯定律求解 H;(3)根据氧化还原反应规律推测生成物；化学平衡常数k定义：化学平衡常数等于生成物浓度哥积与反应物浓度哥积之比，结合Kw的关系式解答。NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收，只生成一种盐，该反应中只有 N元素化合价发生变化，且 NO中N元素化合价 为+2、NO2中N元素化合价为+4,则生成的盐中 N元素化合价为+3价，即亚硝酸盐。【详解】(1)尿素CO(NH2)2在高温条件下与 NO反应转化成三种无毒气体，可生成N2、CQ和水，反应的方程式为 4CO(N方)2+6NO27N2+4CO+8H2O；由

51、于NO不溶于水，和水不反应，所以氮氧化物气体中 NO的体积分数越大，总氮还原率降低；恒温条件下，A点氨气体积分数大于 B的氨气体积分数，说明 A点未达到平衡，反应正 向进行，B点达到平衡状态，则 A到B的反应过程中，氨气的体积分数减小，正反应速率逐渐减小，有 A点v正(CO2) > B点时v正(CO2)；设达到平衡状态时反应了2xmolNH3,有2NH3(g) + CO2(g)璃分 NH2CONH2(s)+HzO(g)开始的物质的量110转化的物质的量2xXx平衡的物质的量 1 2X 1 XxNH3的体积分数为20%,贝U 12x 100% 20%,求得x=-mol,贝U NH3的转化率

52、为2-2x83 28 100%=75%'1CO(NH2)2(s)+H2O(g)的说法;有关反应2NH3(g)+CO2(g)A.尿素是固体，浓度是个定值，分离出尿素，浓度不改变，化学反应速率不变，平衡不 移动，A错误；B.该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO2的浓度减小，B正确;C.根据上问的分析，设达到平衡状态时反应了2xmolNH3, NH3的转化率等于2xx 100%, CO2的转化率等于一100%,转化率不相等，C错误；11D.催化剂能够对加快化学反应速率，但不能使平衡发生移动，不能提高尿素的产率， 误。答案选B；(2) 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) H1=

53、akJ m ol-1NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) H2=bkJ mol-1 6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) H3=ckJ m ol-111根据盖斯7E律 ( + 2X2X)得反应 4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g),可知H=(Hi33.12X H3 2X H2)= - (a+2c-2b);(3)NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收，只生成一种盐，反应中只有N元素化合价发生变化，且这两种氧化物得失电子相等，NO中N元素化合价为+2、NO2中N元素化合价为+4,则生成的盐中N元素化合价为+3价，为亚硝酸盐，化学式为NaNO2。反应HNO2(aq)+

54、NaOH(aq=NaNO2(aq)+H2O(l)的平衡常数 K=c(NO2) (由于 Na+实c(HNO2)c(OH-)际上没有参与反应过程，因此没有出现在表达式中。),上下同时乘以c(H+),有1X_c(NO2)c(H )K =c(HNO2)c(OH-)c(H )c(NO2)c(H )c(HNO2)c(OH-)c(H )1Ka,带入数据可得 Kw5 10K =-1410-4I=51010 。【点睛】问题C项,有规律，当物质的投料比等于化学计量数之比，则其转化率相等；当物质 的投料相同，则转化率之比等于计量数之比。题中，投料相同，因此其转化率之比等于计 量数之比2:1。知道此规律，可以快速判断。9.默基硫(COS主要存在于煤、石