反应原理试题

1.(2018北京)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。

过程如下：

-1

(1)反应1：2H2s0式1)^^2S02(g)+2H20(g)+02(g)A”=+551kJ-mol

-

反应IH：S(s)+O2(g)^=SO2(g)A^F-297kJ-mol*

反应I【的热化学方程式：o

(2)对反应II,在某一投料比时，两种压强下，112soi在平衡体系中物质的量分数随温度

的变化关系如图所示。

豪

会

-

一

运

营

£毋

-

o

s

='-

Apx(填“>”或“V”)，得出该结论的理由是o

(3)「能够作为水溶液中S02歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。

i.S02+4r+4H*^^SI+2I2+2H20

ii.L+2HvO+______+_______+2I-

(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18mLS0?饱和

溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：L易溶解在KI溶液中)

序号ABCD

0.2

试剂amol,L1KI0.2mol・L-1KI0.0002mol

0.4mol•L~'KImol,L

组成0.2mol•L-1HjSO,I2

H2SOI

实验溶液变黄，一段时溶液变黄，出现浑无明显现溶液由棕褐色很快褪色，变

现象间后出现浑浊浊较A快象成黄色，出现浑浊较A快

①B是A的对比实验，则a=

②比较A、B、C,可得出的结论是o

③实验表明，SO?的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因：

2.一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，发生反应：C0(g)+2HKg)-CHQH(g),在

不同温度下甲醇的物质的曷随时间的变化如图所示。下列叙述准确的是

甲

静

的

物

质

的

IImI

A.平衡常数4(300℃)</(500℃)

B.在其他条件不变时，压缩处于E点的体系体积，氢气浓度增大

C.300℃,当容器内气体密度不变时说明反应已经达到平衡

nB

D.500℃,从反应开始到平衡，氨气的平均反应速率V(HJ=3%mol•L1•min

3.(14分)氨气有广泛用途，工业上利用反应N2(g)+3H?(g)干仝2NHKg)AH〈0合成氨，

回答以下问题：

(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响，以smol/LH?参加合成氨反应，在a、

b两种条件下分别达到平衡，如图A。

①a条件下，0〜M的平均反应速率V-CH2)=mol-L'-min

②相对a来说，b可能改变的条件是。

③在a条件卜.八时刻将容器体枳压缩至原来的1/2,〃时刻重新建立平衡状态。请在答

题卡相对应位置画出n时刻后c(H”的变化曲线并作相对应的标注。

(2)某小组往一恒温恒压容器充入9m0IN2和23moi比模拟合成氨反应，图B为不同温

度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(〃)的关系图。

①比较Tj、T3的大小T|T3(填“v”或

②分析体系在“、60Mpa下达到的平衡，此时Nz的平衡分压为

一MPa(分压=总压x物质的量分数)；到式本本此时的平衡常

NaOH溶液

数Kp=0(用平衡分压代替平衡浓度，不要求计算结果)

(3)有人利用NO2和N%构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环

境污染，又能充分利用化学能实行粗铜精炼，如图C所示，d极为粗铜。

①a极通入(填化学式)；

②b极电极反应为。

4.•水蒸汽催化重整生物油是未来工业化制氢的可行方案.以乙酸为模型物实行研究，发生

的主要反应如下：

I.CH3COOH(g)+2H2O(g)2CO2(g)+4H2(g)AH.

II.CH3COOH(g)^^2CO(g)+2H2(g)AH2

HI.CO2(g)+H2(g)^^CO(g)+H2O(g)AH3

回答下列问题：

(1)反应in中物质化学键键能数据如下：

化学键60H-H50H—0

f/kJ-mol*1803436_1076465

△匕=kJ-mol

(2)重整反应的各物质产率随温度、水与乙酸投料比(S/C)的变化关系如图(a)、(b)所示。

2R

-MS

70

60W-

890静

&5Wc

30x

20

I0O75

7O

6S

so

6S0700750800830900930

ffi<»>反应激度对筮整反应的影响ffl(b)S/C对重整反应的影响

①由图(a)可知，制备H2最佳的温度约为

②由图(b)可知，％产率能S/C增大而.(填“增大”或“减小”)，其原因是:

(3)反应【的化学平衡常数K的表达式为向恒容密闭容器中充入等物质的量的

CH3COOH和H?O混合气体，若仅发生反应I至平衡状态，测得H?的体积分数为50%,则

CH3COOH平衡转化率为。

(4)反应体系常生成积碳。当温度一定时，随着S/C增加，积碳量逐渐减小，反应的化学

方程式为

(5)电解含CH3coOH的有机废水也可获得清洁能源出，原理如图所示。则B为电源

极，电解时阳极的电极反应式为

-1

1.【答案】3SO2(g)+2H2O(g)=2H2S0..(1)+S(S)A^=-254kJ-mol>反

应II是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，112sol的物质的

量增大，体系总物质的量减小，H2soi的物质的量分数增大S02SOf4H'0.4

「是S0?歧化反应的催化剂，H.单独存有时不具有催化作用，但FT能够加快歧化反应速率

反应ii比i快；D中由反应ii产生的II'使反应i加快

【解析】分析：(1)应用盖断定律结合反应U分析。

(2)采用友一议二节去，根据温度相同时，压强与H2s04物质的量分数判断。

(3)依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变，反应顺应ii消去I得总反应。

(4)用控制变量法对比分析。

详解：(D根据过程，反应口为S6催化歧化生成HiSCh和S,反应为3s6+2HQ=2HiSOuS。应用盖斯

定律，反应H反应m得,2H2so“D+S（s）=3S02（g）+2H20（g）AH=AHi+AH3=（+551kJAnoDM-297kTAm）l）

=+-254kJ/mob反应II的热化学方程式为3sCh（g）包比。（g）=2H2sCh（1）+S（s）AH-254kJ/molo

（2）在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，P2时WS6物质的量分数大于pi时;反

应II是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2sCh物质的量增加，体系总物质的量

减小，H2s6物质的量分数增大；则pj>pi。

（3）反应II的总反应为3soi+2H202H2SO4+S,1-可以作为水溶液中SOi歧化反应的催化剂，催化剂在反

应前后质量和化学性质不变，（总反应-反应i）+2得，反应ii的离子方程式为l2+2H2（HSO2=4H++S5H2r。

（4）①B是A的对比实枚，采用控制变量法，B比A多加了0.2mol/LH2SQ4,A与B中KI浓度应相等，

则3=0.4O

②对比A与B,加入H•可以加快S02歧化反应的速率：对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应；

比较A、B、C,可得出的结论是：I-是SCh歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以

加快歧化反应速率。

③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了E,反应i消耗H坏口匕反应ii中消耗R,D中t容

液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快，反应速率D>A,由此可见，反应ii比反应i速率快,

反应过产生H喉c（H+）增大，从而反应i加快。

C（C“3。”）

2.【答案】B【解析】A项，C0（g）+2H2（g）-CH30H（g）,平衡常数K=乂二电）,300c

下甲醉的含量高，即正反应实行的水准更大，故300℃下的平衡常数大，故A项错误；B项，

CO（g）+2H2（g）—CH：QH®是气体体枳减小的反应，E点是平衡状态，压缩体积氢气的浓度

增大，即使平衡会正向移动，也只能减小氢气浓度的增大，故B项准确；C项，在体积为

3L的密闭容器中，气体质量和体积都不变，所以密度不变，不能由密度判断反应是否达到

%

X——

平衡，故C项错误;D项，（Hs）=2v（CH3OH）=23tBmc-1•L1•min故D项错误。

3.（14分）（1）①（CO-Q）加［2分］

②增大c（Nz）（2分）

③如右图（2分，两个给分点不株连）

给分点1：八时刻变成2a（1分）

给分点2：八~/2时刻的趋势（逐渐减小）和终点（大于为）的确定（1分）

（2）①<（1分）

（36MPa）已

②9（1分）（"叫）山5'叫）3（共2分，无单位扣一分）

（36xlO6Pa£

(9xlO6Pa)x(15xlO6Pa)3

若I可答成以下表示方式也按上述要求给分:

-

(3)①NCh(2分)@2NH3—6e-+6OH=N2+6H2O(2化学式1分，配平1分)

4.【答案】(1).+36(2).800℃(3).增大(4).S/C增大时，反应I平衡向正反应方向移

24

C(CO2).C(//2)

动，反应III平衡向逆反应方向移动，使体系中的H2的量增大(5).-------------——口

2

C{CH3COOH)•C(H2O)

+

(6).40%(7).C+H2O(g)=CO+Fh(8).负(9).CH3COOH-8e+2H2O=2CO2f+8H

【详解】⑴反应热=反应物总键能-生成物总键能，故△Fhn

(803kJ.mol1X2+2X436kJ.mol')一(1076kJ.mol"+465X2kJ.mol")=+36kJ.mol"；

故答案为：+36；

⑵①由图(a)可知，制备力在800C时，达到最高转化率，则制备氢气最佳的温度约为

800℃；

故答案为：800C；

②由图(b)可知，S/C增大时，反应I平衡向正反应方向移动，反应W平衡向逆反应方向移

动，使体系中的H2的量增大，

故答案为：增大；S/C增大时，反应I平衡向正反应方向移动，反应I