专业题材化学反应基础学习知识原理试题

1、【反响原理】1.二甲醛(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源.由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醛,其中的主要过程包括以下四个反响.甲醇合成反应：(I)CO(g)+2H2(g)CH30H(g)AHi=-90.1kJmol-1(n)CO2(g)+3H2(g)CH30H(g).+H2O(g)AH2=-49.0kJmol-1水煤气变换反响：(m)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH3=-41.1kJmol-1二甲醛合成反响：(IV)2CH30H(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH4=-24.5kJmol-1答复以下问题：(1)分析二甲醍合成反响(

2、IV)对于CO转化率的影响：.(2)由H2和CO直接制备二甲醛(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为.根据化学反响原理,分析增加压强对直接制备二甲醛反响的影响：.(3)有研究者在催化剂(含CuZnAO和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和C.直接制备二甲醛,结果如以下图所示.其中CO转化率随温度升高而降低的原因(4)二甲醛直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kWhkg-1).假设电解质为酸性,二甲醛直接燃料电池的负极反响式为.1 mol二甲醛分子经过电化学氧化,转移电子的物质的量为2 .研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有

3、重要意义.(1) I2O5可使H2S、CO、HCl等被氧化,常用于定量测定CO的含量.：2l2(s)+5O2(g)2I2O5(s)AH=-75.56kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)AH=-566.0kJmol-1写出CO(g)与I2O5(s)反响生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式：.(2) 一定条件下,NO2与SO2反响生成SO3和NO两种气体.将体积比为1：2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反响,以下能说明反响到达平衡状态的是(填字母).A.体系压强保持不变B.混合气体的颜色保持不变C.SO3和NOr的体积比保才e不变D,每消耗1molSO2的同时生成1

4、molNO测得上述反响平衡时NO2与SO2的体积比为1：6,那么平衡常数K=3新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反响.该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为写出一种即可.4右图是一种碳酸盐燃料电池MCFC,以水煤气CO、H2为燃料,一定比例的Li2CO3和rNa2CO3低熔混合物为电解质.写出B极的电极反响式工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物以NO和NO2的混合物为例.：NO不能与Na2CO3溶液反响.NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO22NO2+Na2CO3NaNO2+N

5、aNO3+CO2用足量的Na2CO.3溶液完全吸收NO和NO2的混合物,每产生22.4L标准?犬况CO2全部逸出时,吸收液质量就增加44g,那么混合气体中NO和NO2的体积比为°用Na2CO3溶1液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是O3.“氢能将是未来最理想的新能源.(1)实验测得,1gH2(g)燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,那么氢气燃烧热的热化学方程式为O(2)某化学家根据“原子经济的思想,设计了如下制备H2的反响步骤：CaBr2+H2OCaO+2HBrloor2HBr+HgHgBr2+H2250cHgBr2+/_I割.工、一.2HgO2Hg+O2f请你根据“原子经济的思想

6、完成上述步骤的化学方程式:.根据“绿色化学的思想评估该方法制H2的主要缺点是O(3)氢气通常用生产水煤气的方法制得.其中：CO(g)+H2O(g),1CO2(g)+H2(g)AH<0,在850c时,K=1.假设升高温度到950C时,到达平衡时K(填“>、“<或“=")1.850c时,假设向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和xmolH2,假设要使上述反响开始时向正反响方向进行,那么x应满足的条件是O(4)工业生产中,常用氢氧化钠溶液吸收排放废气中的二氧化硫,并将吸收产物电解,可以产生氢气、硫酸等物质,装置如图1所示

7、.该电解过程中阳极的电极反响式为亲士土畜喜Dt.9876<-4321DuD-oDDL-rluc*64,.£|己时<:3不盛赳所sIEd匚直.j互rII12HISih171H箍比(F-图2碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的排放量与空燃比的关系(5)一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物是汽车尾气的主要成分.空燃比(空气、燃料体积之比)与尾气中各成分排放量关系如图2所示,B物质的名称是.4.甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景.(1)工业生产甲醇的常用方法是CO(g)+2H2(g)'CH30H(g)AHi=-90.8kJmol-1

8、.：2H2(g)+O2(g)-2H2O(l)AH2=-571.6kJmol-11H2(g)+2O2(g)H2O(g)AH3=-241.8kJmol-1H2的燃烧热为kJmol-1.CH30H(g)+O2(g)-CO(g)+2H2O(g)的反响热AH=.假设在恒温恒容的容器内进行反响：CO(g)+2H2(g)-CH30H(g),那么可用来判断该反响达到平衡状态的标志有(填字母).A.CO百分含量保持不变B.容器中H2浓度与CO浓度相等C.容器中混合气体的密度保持不变D.CO的生成速率与CH30H的生成速率相等020J0,4050J6070.SmL.HU山(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两

9、种：甲醇蒸气重整法.该法中的一个主要反响为CH30H(g)1C0(g)+2H2(g),此反响能自发进行的原因是.甲醇局部氧化法.在一定温度下,以Ag/CeO2ZnO为催化剂时原料气比例对反响的选择nQ)性(选择性越大表示生成的该物质越多)影响关系如右图所示.那么当n(CH30H)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反响的化学方程式为；在制备n(O2)H2时最好限制n(CH3OH)=.(3)在稀硫酸介质中,甲醇燃料电池负极发生的电极反响式为.5.在汽车上安装催化转化器可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)相互反应生成无,毒害物质,减少汽车尾气污染.(1)N2(g)+O2(g)

10、2NO(g)AH=+180.5kJmol-12C(s)+O2(g)一2CO(g)AH=-221.0kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)AH=-393.5kJmol-1写出NO(g)与CO(g)反响的热化学方程式:.(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下.,在某温度时按以下流程探究催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：汽车尾气卜尾气分析仪卜催化反响器一尾气分析仪时间/s012345c(NO)/X10-4molL-110.04.502.501.501.001.00c(CO)/X10-3molL-13.603.052.852.752.702.70前2s内

11、的平均反响速率v(N2)=该温度下,反响的平衡常数K=.对于该可逆反响,以下表达正确的选项是(填字母).A.该反响在一定条件下能自发进行B.该反响能有效减少有害气体的排放C.该反响一旦发生将在很短的时间内完成D.该反响到达平衡时CO、NQ的转化率相等氧化(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如右图所示,该电池中电解质为氧化钮钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动.以下表达错误的选项是(填字母).A.负极的电极反响式为CO+O2-2e-CO2B.工作时O2-在固体介质中由电极a流向电极bC.工作时电子由电极a通过电流计流向电极bD.电流计中显示的电流越大,汽车尾气中CO的含量

12、越高6 .镁及其合金广泛应用于航空航天、交通、电池等行业,金属镁的制备方法主要有电解无水氯化镁法碳或碳化钙热复原法皮江法：MgCl2(1)Mg(l)+Cl2(g)AH=+642kJmol-1MgO(s)+C(s)CO(g)+Mg(g)AH=+641.5kJmol-1CaO(s)+3C(s)CaC2(s)+CO(g)AH=+464.0kJmol-1(1)写出MgO(s)与CaC2(s)作用生成Mg(g)、CaO(s)、C(s)的热化学方程(2)碳化钙复原氧化镁的文献资料如下表n(CaC2)复原温度恒温时间/h复原率/%n(MgO)/C1.111102.0651.111502.0801.11150

13、2.5851.210002.0331.211502.0841.211502.5881.311502.0861.311502.088实际生产中只采取恒温2h,其主要原因是;采用n(CaC2)n(MgO)配比为1.2,而不是1.3,其主要原因(3)用电解法制取镁时,假设原料氯化镁含有水时,在电解温度下,原料会形成Mg(OH)Cl,并发生电离反响:Mg(OH)ClMg(OH)+Cl-.电解时在阴极外表会产生氧化镁钝化膜,此时阴极的反响式为.实验室由MgCl26H2O制取无水氯化镁可采用的方法是.(4)我国目前生产金属镁主要用皮江法生产,其原料为白云石(MgCO3CaCO3)的煨烧产物和硅铁(含75%

14、Si).其生产原理如下：11001250C2CaO+2MgO(s)+Si(s)真空-2Mg(g)+Ca2SiO4(s)同宙酸桂间一二和县建旅滋采用真空操作除了能降低操作温度外,还具有的优点是O(5)镁/间二硝基苯电池的装置如右图所示,电池工作时镁转变为氢氧化镁,间二硝基苯那么转变为间二苯胺.该电池正极的电极反响式为.7 .氨、朋1(N2H4)和叠氮酸都,是氮元素的重要氢化物.(1)氨可用于制造氮肥、硝酸等.合成氨工业中,“造气有关反响的热化学方程式如下：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)AHi=+131.4kJmol-1C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)AH2=+90

15、.2kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH3贝必H3=.在一密闭容器中,参加物质的量之比为1：3的N2与H2,在不同温度、压强下测得平衡体系中NH3的物质的量分数如图1所示.那么温度为400C、压强500X105Pa时,H2的平衡转化率最接近(填字母).A. 89%B. 75%C. 49%D. 34%实际生产中,合成氨的温度一般限制在400500C,选择该温度范围的理由(2)队可用于火箭燃料、制药原料等.次氯酸钠与过量的氨反响可以制备肿,该反响的化学方程式为.一种肿燃料电池的工作原理如图2所示.该电池工作时负极的电极反响式为.肿与亚硝酸(HNO2)反响可生成叠氮酸.

16、8.6g叠氮酸完全分解可放出6.72L氮气(标准状况),那么叠氮酸的分子式为.8.钢铁工业是国民经济的重要根底产业,是日常生活中使用最广泛的金属材料之一.(1)用天然气冶铁,第一步是天然气的重整反响并制得水煤气.相关反响的热化学方程式如下：AH=+206kJmol_1CH4(g)+H20(g)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+C02(g)2CO(g)+2H2(g)AH=+247.4kJmol-1CO(g)+H20(g)-H2(g)+C02(g)AH=kJmol-1.制取水煤气时,常向反响器中通入一定比例空气,使局部CH4燃烧,其目的是O(2)天然气冶铁的第二步是用第一步的产物复原铁矿石,结

17、合两步反响,从物质转化考虑,该冶铁工艺的优点是_.渗、脱碳反响原理为3Fe(s)+CH4(g)膻碳Fe3c(s)+2H2(g),假设在910C时渗碳(此时反响的平衡常数为K1),渗碳过程中,气体浓度及K1之间应满足的关系的是.(3)用生铁炼钢时,需要吹入纯氧氧化杂质,并加生石灰脱硫、磷,加脱氧剂脱氧.用金属铝脱氧时,Al与FeO在高温下反响的化学方程式为.脱氧时,铝耗、吹氧时间、钢水温度变化之间关系如图1,钢水温度升高的主要原因描般O川离尸选然透口肚Z用择透过腹图2(4) 一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽,以铁作阳极,碳作阴极,可使废水中NH4在某一室富集.模拟装置如图2.以下说法正确的选项是(

18、填字母).a,阳极的电极反响式为Fe-2e-Fe2+b,阴极的电极反响式为4OH-4e-2H2O+O2Tc,电解一段时间后,阳极室主要成分为H2SO4和FeSO4d.电解一段时间后,阴极室一定是(NH4)3PO49,碳氧化物和氨氧化物在工业生产中有着广泛应用.(1)工业上利用CO和H2在催化剂存在下合成甲醇.主反响：CO(g)+2H2(g)CH30H(g)三=三三=三三三AH=-91kJmol-1AH=-206kJmol-1副反响：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H20(g)图1反响2CH30H(g)CH3OCH3(g)+H20(g)的AH=kJmol-1.工业中常用醇为燃料制

19、成燃料电池(如图1所示),通入空气的电极是(填“正或“负)极;该电池的负极反响式为.(2)氮氧化物进入大气后,可形成硝酸型酸雨和光化学烟雾,必须对其进行处理.用过量的NaOH溶液吸收NO2气体,所得的溶液中除了含有NaOH和NaNO2,还含有.为预防污染,常给汽车安装尾气净化装置.净化装置里装有催化剂,气体在催化剂外表吸附与解吸作用的机理如图2所示.写出净化过程中的总反响化学方程式：.某工厂排出的尾气中NOx的含量为0.56%(体积分数),用氨气可以将其转化为无害气体,发生的反响如下6NOx+4xNH3一(3+2x)N2+6xH2O假设处理1X104L(标准?犬况)该尾气需42.5gNH3,那

20、么*=.9.能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过以下反响来制备甲醇.I.CH4(g)+H20(g)CO(g)+3Hr2(g)AH=+206.0kJmol-1n.CO(g)+2H2(g)CH30H(g)AH=-129.0kJmol-1CH4(g)与H2O(g)反响生成CH30H(g)和H2(g)的热化学方程式为.(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为100L的反响室,在一定条件下发生反响I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图.假设100C时到达平衡

21、所需的时间为5min,那么用H2表示该反响的平均反响速率为.100C时反响I的平衡常数为.(3)在压弓虽为0.1MPa、温度为300C条件下,1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反响n生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的容积,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是(填字母).A.c(H2)减小B.正反响速率加快,逆反响速率减慢C.CH30H的物质的量增加D.重新平衡时反响速率加快E.平衡常数K增大(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用右图

22、装置模拟上述过程.写出阳极的电极反响式：.写出除去甲醇的离子方程式：.10.丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活.：2c3H8(g)+7O2(g)一6CO(g)+8H2O(l)AH=-2741.8kJmol-12CO(g)+O2卜g)2CO2(g),AH=-566.0kJmol-1(1)反响C3H8(g)+5O2(g)3cO2(g)+4H2O(l)的AH=.(2)C3H8在缺乏量的氧气中燃烧,生成CO、CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生可逆反响：CO(g)+H2O(g)一CO2(g)+H2(g).以

23、下事实能说明该反响到达平衡的是(填字母).A.体系中的压强不发生变化B.v正(H2)=v逆(CO)C.混合气体的密度不发生变化D.CO一2的浓度不再发生变化TC时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反响并保持温度不变,各物质的浓度随时间变化如下表时间/minCO/molL-1H2O(g)/molL-1CO2/molL-1H2/molL-100.2000.3000020.1380.2380.0620.06230.1000.2000.1000.10040.1000.2000.1000.10050.1160.2160.084C160.0960.2660.104C2第56m

24、in时的数据是保持温度和体积不变,改变某一条件后测得的.第56min时,改变的条件是420C时该化学反响的平衡常数为9,如果反响开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01molL-1,那么CO在此条件下的转化率为.又知397C时该反响的平衡常数为12,请判断该反响的AH.(填“=或<)0.(3)依据(1)中的反响可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体料电池内部是熔融白掺杂着氧化钮(Y2O3)的氧化错(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2-.电池负极的电极反响式为(4)用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液.电解开始后阴极的现象为.11.

25、铁和铝是我们日常生活中应用最广泛的金属材料.3(1)：2Fe(s)+2O2(g)Fe2O3(s)AH=-823.7kJmol-132Al(s)+2O2(g)-Al2O3(s)AH=-1675.7kJmol-1写出铝热反响的热化学方程式：,该反应常用于焊接铁轨,理由是.(2)工业上用AlSiFe合金在一定条件下复原白云石主要成分为CaMg(CO3)2可制取金属镁.实际生产中镁的复原率在不同条件下的变化曲线如图1、图2所示.234.4W上'监制严7UJ悒舌出那97.102(.1LQEUIlli!IMO1讣用盟国"LJ-3中飘木出书实际生产中通过添加氟盐来提升镁的复原率,选择最正确

26、的氟盐及添加量是温度一般限制在1140C,原因是假设将一定质量的AlSiFe合金投入100m,LamolL-1硫酸(过量)中,充分反响后过滤,向滤液中参加5molL-1氢氧化钠溶液,当加到200mL时生成的沉淀量最大,那么a的值为M电神/、喉纤推出机三(3)大功率AlH2O2动力电池原理如图3所示,电池放电时负极的Al转化为Al°2.透过离子交换膜的离子为,该电池反响的离子方程式为.【反响原理】69.(1)消耗甲醇,促进甲醇合成反响(I)平衡右移,CO转化率增大；生成的H2O,通过水煤气变换反响(出)消耗局部CO,CO.转化率增大(2)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+

27、H2O(g)AH=-204.7kJmol-1该反响是气体分子数减少白反响,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加；压强升高,反响速率加快(3)反.应放热温度升高,平衡左移(4)CH3OCH3+3H2O-12e-12CO2+12H+12mol870. (1)5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+|2(s)AH=-1377.22kJmol-1(2)B2.67(或3)(NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4(4) O2+4e-+2CO2-2CO3(5)1：7对于含NO较多的混合气体无法完全吸收171. (1)H2(g)+2O2(g)H2OQ)AH=-285.8kJmol-1(2)HgBr2+CaO三三HgO+CaBr2循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会产生污染(3)<0Wx<3一O二一一O2-(4) HS3+H2O-2e-S4+3H+(5)氮氧化物72. (1)285.8-392.8kJmol-1AD(2)该反响是一个嫡增的反响(AS>0)一啊2CH3OH+O2,2HCHO+2H2O0.5(3) CH3OH-6e-+H2OCO2>6H+73.(1)2NO(g)+2CO