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文档简介
化学原理综合题型
I.氮及其化合物与人们的生活休戚相关。回答下列问题:
I.(1)已知:①CO的燃烧热△朋=-283kJ-mo「i;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△”2=+183kJmoL。
写出NO和CO反应生成无污染性气体的热化学反应方程式。
(2)在密闭容器中充入lOmolCO和8molNO,发生反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度,压强的关系。
①该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高NO的转化率,可实行的措施有(填字母
序号)。
a.改用高效催化剂b.缩小容器的体积c.上升温度d,增加CO的浓度
②压强为10MPa、温度为。下,若反应进行到20min达到平衡状态,容器的体积为4L,则此时NO的
转化率=,用CCh的浓度变更表示的平均反应速率v(CO2)=该温度下平衡常数仆=
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数;保留两位有效数字)。
③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A〜G点
中的点。
II.电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图。
(3)M极应连接电源的:填“正松减“负极”),N极的电极反应式为o
(4)将电解生成的HNCh全部转化为NH4NO3,则通入的NH:与实际参与反应的NO的物质的量之比至少为
(5)在25℃时,将am。「171的氮水与O.lmoLLr的硝酸等体积温合后溶液显中性,用含〃的代数式表示NH4NO3
的水解常数Kh=0
-
【答案】I.(1)2CO(g)+2NO(g)^^N2(g)+2CO2(g)△//=-749kJmoL'
(2)①bd②50%0.05mol-f'min-10.089③G
+
II.(3)负极NO-3e+2H2O=NO3+4H
(4)1:4
⑸|()x(|()u-b
2.大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为削减其排放,需将工业生产中产生的CO?分别出来进行储存和利用。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2Jo
已知:
®2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)NH=-159.5kJ/mol
@NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)AH=+116.5kJ/mol
③H2(XI)=H2O(g)△〃:十44.0kJ/mol
写出CO?与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式:。
(2)CO?与Hz也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)^^CH3OH(g)+H2O(g)o在体积可变的恒压密闭容器中压
强为P时,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时CO?的转化率如图一所示。
图一图二图三
①该反应的AS0,0(填或"V”)。
②700K时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=o
③若温度不变,减小反应物投料比m(H2)/〃(CO2)],K值(填“增大”、“减小”或“不变
④700K投料比m(H2)/〃(CO>]=2时,达平衡时H2的转化率为。
(3)利用太阳能和缺铁氧化物[如Feo.9。]可将富集到的廉价CO?热解为碳和氧气,实现CO?再资源化,转化过
程如图二所示,若用Imol块铁氧化物[Fg.Q]与足量CO2完全反应可生成molC«).
(4)以TiCh/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO?和CH4干脆转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸
的生成速率的关系见图三。如何说明图中250〜400C时温度上升与乙酸的生成速率变更的关
系?O
【答案】(1)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)A/7=-87.0kJ/mol
P()
⑵①VV®P(C£MXP③不变④45%
(3)01
(4)在250~300℃过程中,催化剂是影响速率的主要因素,催化剂的催化效率降低,导致反应速率也降低;而在
300~4(XTC时,催化效率低且变更程度较小,但反应速率增加较明显,因此该过程中温度是影响速率的主要因素,
温度越高,反应速率越大
3.燃燥能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤亲密相关。SO2、CO、CO2也是对环
境影响较大的气体,对它们的合理限制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)用CHa催化还原氮氧化物可以消退氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+4N0(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)反应过程能量变更如图所示:
下列说法正确的是。
A.反应过程a有催化剂参与
B.该反应为放热反应,热效应等于
C.变更催化剂,能变更该反应的活化能和反应热
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于昌
(2)已知:CH3OH、出的燃烧热(△”)分别为-726.5kJ/mol、-285.8kJ/mol,则常温下CO2和H2反应生成
CH3OH和H2O的热化学方程式是。
(3)工业上还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)^^CH3OH(g)o在一容积可变的密闭容器中
充人10moicO和20moiHz,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变更如图所示。
①下列说法不能推断该反应达到化学平衡状态的是(填字母)。
a.H2的消耗速率等于CH30H的生成速率的2倍
b.H2的体积分数不再变更
c.体系中H2的转化率和C0的转化率相等
d.体系中气体的平均摩尔质量不再变更
②比较A、B两点压强大小PA____PB(填'>、V或=")。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20L。假如反应起先时仍充入10moicO和20moi比,则在平
衡状态B时容器的体积V(B)=L。
(4)SO2在肯定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电1也在铁表面镀银的装置示意图:
①该电池的负极反应式是O
②当甲中消耗标况下1.12L氧气时,乙中极(填a或b)增重go
【答案】(1)BD
(2)C02(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H20(I)AH=-130.9kJ/mol
(3)①ac②V③4
+2
(4)①SO2~2e-+2H2O=4H+SO4-
②b21.6
4.CO2是造成温室效应的废气,探讨二氧化碳的利用具有非常重要的意义。CO?可用来合成低碳烯烧:2CCh(g)+6H2(g)
.'C2H4(g)+4H2O(g)AH=-I27.8kJ/moU请回答:
(1)已知:Hz的燃烧热是285.8kJ/mol,且Hz。。.*H20(l)A/7=-44.0kJ/mol,则表示C2H4燃烧热的热
化学方程式为0
(2)图1、图2分别是CCh的平衡转化率(a)随压强及温度的变更关系,已知Z为起始时的投料比,即2=沙义。
〃g)
①图1中投料比相同,温度从低到高的依次为O
②图2中Z]、Z2、Z3投料比从大到小的依次为,理由是o
③若要进一步提高CO2的平衡转化率,除了可以适当变更反应温度外,还可以实行的措施
有。(任写一种
(3)若图2中乙=2.5,在温度为680K、体积为2L的恒容密闭容器中,充入Imol氏和0.4molCCh,10min
后达到平衡状态。
①从反应起先到恰好达到平衡时,H2的平均反应速率V(H2)=o
②680K时,反应的平衡常数K=o
(4)在催化剂M的作用下,CQj和Hz同时发生下列两个反应:
①2cOMg)+6H2(g).--C2H4(g)+4H2O(g)
②2co2(g)+6H2(g).*CH30cH3(g)+3H2O(g)AH<0
下图是乙饰在相同时间内,不同温度下的产率,则高于7r时乙烯产率降低的缘由可能是o
A.催化剂M的活性降低R.①反应的平衡常数变大
C.②反应的活化能增大D.生成甲醵的量增加
【答案】(I)c2H4(g)+3O2(g)^-2H2。⑴+2CO2(g)A,=T411.0kj/mol(3分)
(2)①力〈一〈A
②Z|>Z2>Z3相同温度下,增大氢气的量,平衡正向移动,二氧化碳的转化率增大
③增大压强或将乙饰从体系中分别或增加Z值
(3)003mol/(Lmin)125
(4)AD
5.氯是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNCh)、连二次硝酸[H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氟的化工产
品o
(1)已知:25c时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式
HNO2H2N2O2
电离常数4812
Ka=5.ixl0Kai=6.17X10、Ka2=2.88xl0
①物质的量浓度相同的NaNCh和NaHNzCh溶液的pH(NaNO2)pH(NaHN2C)2)GF>'"y'或"='')。
②25c时,NaHNzCh溶液中存在水解平衡,其水解常数即=(保留三位有效数字)。
(2)以N%与CO?为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应【:2NH3(g)+CO?(g)2cChNHds)△//,=-159.5kJmor1;
-1
反应II:NH2CO2NH4(S)CO(NH2)2(s)+H2O(g)A//2=+H6.5kJ-moI:
反应III:H2O(l)^=H2O(g)A”3=+44.0kJ-moP'o
则反应IV:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为。
(3)7/C时,向容积为2L的恒农密闭容器中充入“(NH3):〃(CCh)=2:1的原料气,使之发生反应IV,反应结
束后得到尿素的质量为30g,容器内的压强(p)随时间⑺的变更如图1所示。
①()〜5min内,该反应的平均反应速率v(CO2)=。
②7TC时,该反应的邛衡常数K的值为o
③图2中能正确反映平衡常数K随温度变更关系的曲线为(填曲线标记字母),其推断理由是
④该反应最好在加压条件下进行,其缘由是O
【答案】⑴①v②1.62x10-7
(2)2NH3(g)+CO2(g)^=^CO(NH2)2(S)+H2O(1)A”=-87kJmol-
(3)@().O5moi-L'min1②128
③a上升温度,平衡逆向移动,平衡常数减小
④增大反应速率,平衡向右移动,提高尿素的产量
6.种(As)是第四周期VA族元素,可以形成As2s3、AS2O5.H3AQ3、H3ASO4等化合物,有着广泛的用途。回答
下列问题:
(!)画出珅的原子结构示意图O
(2)工业上常将含碑废渣(主要成分为As2s3)制成浆状,通入02氧化,生成H3ASO4和单质硫。写动身生反
应的化学方程式O该反应须要在加压下进行,缘由是O
(3)已知:As(s)+—H2(g)+2O2(g>=H3AsO4(s)△HI
2
H2(g)+^-O2(g)=H2O(l)
AH2
2As(s)+02(g)=AS2O5(S)△”3
则反应AS2O5(S)+3H2O(1)=2H3ASO4G)的NH=。
(4)298K时,将2()mL3xmol【TNa3AsO3、2()mL3xmolL-卜和20mLNaOH溶液混合,发生反应:AsO;
(aq)+b(叫)+2OH-(aqL^AsO:(aq)+2「(aq)+H2。⑴。溶液中dAsO:)与反应时间⑺的关系如图所示。
①下列可推断反应达到平衡的是(填标号)。
a.溶液的pH不再变更
b.v<K)=2v(ASO,-)
c.c(AsO;)/c(AsO;)不再变更
d.c(r)=ymol-L-1
②时,y正v,€(填“大于”“小于”或“等于”)。
③,m时"G时Kd(填“大于""小于''或"等于"),理由是。
④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为o
【答案】(1)
(2)2As2s3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S
增加反应物02的浓度,提高AS2S3的转化速率
(3)2A//1-3A//2-AHi
(4)①ac②大于③小于加时生成物浓度较低
7.近期发觉,H2s是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调整神经信号传递、舒张血管
减轻高血压的功能。回答下列问题:
(I)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是(填标号)。
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以
B.氮硫酸的导电实力低于杓同浓度的亚硫酸
C.0.10mol-L-'的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氯气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(I)和系统(II)制氢的热化学方程式分别为、,
制得等量H2所需能量较少的是o
(3)H2s与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(gh-^COS(g)+H2O(g)<>在610K时,将0.10molCO?与
0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2s的平衡转化率a尸%,反应平衡常数K=0
②在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2s的转化率%该反应的八〃_____0。
(填,"V,•或“=”)
③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2s转化率增大的是(填标号)
A.H2sB.CO2C.COSD.N2
【答案】(1)D
(2)H2O(l)=H2(g)+^-O2(g)AW=+286kj/molH2S(g)=H2(g)+S(s)AA7=+20kj/mol系统(H)
(3)①2.52.8x03②>>③B
8.元素铭■©)在溶液中主要以CN+(蓝紫色)、Cr(OH);(绿色)、Cr2O5-(橙红色)、CrO:(黄色)等形式存在。
Cr(OH)3犯难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题:
(1)C/+与AW的化学性质相像。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可视察到的现象
是O
(2)CrO:-和Cr?。;-在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0molL-的NazCrCh溶液中c(CrQ;-)随
c(H+)的变更如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO:的平衡转化率(填“增大”"减小''或"不变”)。依据A点数据,
计算出该转化反应的平衡常数为O
③上升温度,溶液中CrO:的平衡转化率减小,则该反应的NH0(填“大于""小于''或“等于”)。
(3)在化学分析中采纳KzCrCh为指示剂,以AgNCh标准溶液滴定溶液中。一,利用Ag+与CrO:生成砖红色
沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中CT恰好沉淀完全(浓度等于1.0x10-5molL-)时,溶液中c(Ag+)为
molL-1,此时溶液中《CrO:-)等于molLH,,(已知AgzCrO4>AgCl的隔分别
为2.0x10-12和2.0x10-10)。
(4)+6价格的化合物毒性较大,常用NaHSCh将废液中的还原成CP+,该反应的离子方程式
为o
【答案】(1)蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀渐渐溶解形成绿色溶液
⑵①2CrO)+2H+-=±CrQ;-+H2O②增大l.OxlO14③小于
(3)20x10-55.0x10-3
(4)Crq,+3HSO;+5HT、2Cr3++3SOj+4H2O
9.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NCX,形成酸雨、污染大气,采纳NaCKh溶液作为汲取剂可同时对烟气进行脱硫、
脱硝。回答下列问题:
(1)NaCICh的化学名称为。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323K,NaCKh溶液浓度为5x103molLL反应
一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子so:SO:
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