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考前冲刺之反应原理( 2

5、( 2013·吉林二模) COH 2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为 CH 4)与水进行高温重整制备合成气。

1)已知: CH 4H 2CO的燃烧热分别为 890.3 kJ/ mol285.8 kJ/ mol283.0 kJ/ mol,且 1 mol液态水汽化时的能量变化为 44.0 kJ写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。

2)在一定条件下,向体积为 2 L的密闭容器中充入 0.40 mol CH 40.60 mol H 2 O (g),测得 CH 4 (g)H 2 (g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:

34 min之间,化学平衡向____________反应方向移动(填“正”或“逆”)。

3 min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)

3)已知温度、压强、投料比 Xn( CH 4)/ n( H 2 O)〕对该反应的影响如图所示。

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①图 1中的两条曲线所示投料比的关系 X 1____ X 2(填“=”“>”或“<”下同)

②图 2中两条曲线所示的压强比的关系: P 1_______ P 2

4)以天然气(设杂质不参与反应)、 KOH溶液为原料可设计成燃料电池

①放电时,正极的电极反应式_______________________________________

②设装置中盛有 100.0 mL 3.0 mol/ L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为 8.96 L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为____。

【解析】( 1)根据题意可写出三种物质燃烧的热化学方程式:

CH 4 (g)2 O 2 (g)= CO 2 (g)2 H 2 O (l)H= -890.3 kJ/ mol

CO (g) O 2 (g)= CO 2 (g)H= -283.0 kJ/ mol

H 2 (g) O 2 (g)= H 2 O (l)H= -285.8 kJ/ mol

及④ H 2 O (l)= H 2 O (g)H=+ 44.0 kJ/ mol

欲得到目标方程式: CH 4 (g)H 2 O (g)CO (g)3 H 2 (g),则需要① --③× 3 -④,将反应热作相应变化即可。

2)① CH 4量减少, H 2量增加,平衡正向移动。

②增大反应物浓度或减小生成物浓度,可使平衡正向移动;该反应是吸热反应,升高温度可是平衡正向移动;该容器体积固定,无法通过压强使平衡移动。

3)①投料比越大, CH 4投入的越多,剩余的 CH 4越多,因此投料比 X 1> X 2

②增大压强平衡逆向移动, CH 4的百分含量增加,因此 P 1> P 2

4)①正极通入的是 O 2,碱性条件下电极反应式为 O 2得电子与 H 2 O生成 OH-

②电池反应为: CH 42 O 2= CO 22 H 2 O,消耗 O 2 8.96 L时,生成 CO 2的物质的量是 0.2 mol0.3 molKOH将所有 CO 2吸收的反应方程式为: 3 KOH+ 2 CO 2= KHCO 3+ K 2 CO 3+ H 2 O因此放电后所得溶液是等物质的量的 KHCO 3K 2 CO 3的混合溶液。 CO 3 2 -HCO 3-都会水解使溶液显碱性,但 CO 3 2 -的水解程度大于 HCO 3-,因此各离子浓度的大小关系为 c( K+)> c( HCO 3-)> c( CO 3 2 -)> c( OH-)> c( H+ ) 。

【答案】( 1CH 4 (g)H 2 O (g)CO (g)3 H 2 (g)H=+ 206.1 kJ/ mol

2)①正;②升高温度或增大 H 2 O的浓度或减小 CO的浓度;

3)①>;②>;

4)① O 24 e2 H 2 O4 OH;② c( K+)> c( HCO 3-)> c( CO 3 2 -)> c( OH-)> c( H+ ) 。

6、( 2013·江苏苏锡常镇四市一调) SNCRSCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的 NO x),其流程如下:

1)反应 2 NO2 CO学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯! 2 CO 2N 2能够自发进行,则该反应的Δ H_________ 0

(填“>”或“<”)。

2SNCRSCR流程中发生的主要反应有:

4 NO (g)4 NH 3 (g)O 2 (g)学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯! 4 N 2 (g)6 H 2 O (g)Δ H=- 1627.2 kJmol1

6 NO (g)4 NH 3 (g)学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯! 5 N 2 (g)6 H 2 O (g)Δ H=- 1807.0 kJmol1

6 NO 2 (g)8 NH 3 (g)学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯! 7 N 2 (g)12 H 2 O (g)Δ H=- 2659.9 kJmol1

反应 N 2 (g)O 2 (g)学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯! 2 NO (g)的Δ H=_________ kJmol1

3NONH 3Ag 2 O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图 10

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①由图 10可以看出,脱硝工艺流程应在学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!_____________(填“有氧”或“无氧”)条件下进行。

②随着反应温度的进一步升高,在有氧的条件下 NO的转化率明显下降的可能原因是_____________。

4NO 2也可用尿素[ CO( NH 2) 2]还原,写出尿素与 NO 2反应的化学方程式:_________ 。

5NO 2O 2和熔融 NaNO 3可制作燃料电池,其原理见下图。

该电池在使用过程中石墨 I电极上生成氧化物 Y,其电极反应为_____________。若生成 1 molY,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为____________ L

【解析】( 1)该反应是一个熵减的反应,若要自发,必为放热反应,即Δ H< 0

2)根据目标方程式,用第一个反应方程式减去第二个反应方程式即得,因此反应热即为 -1627.2 --1807.0)= 179.8 kJ· mol -1

3)①控制一定的温度,有氧条件下 NO的转化率及 NO 2的产率均很高,应在有氧条件下进行反应。

②有氧条件下,温度升高到一定程度, NH 3可与 O 2反应,使 NO的转化率降低。

4)用尿素还原 NO 2,不能产生有害气体,因此产物应为 N 2CO 2H 2 O,根据得失电子守恒,可写出反应方程式。

5)从电池原料分析,该电池的总反应应为: 4 NO 2+ O 2= 2 N 2 O 5,因此在通入 NO 2的石墨 I电极上,生成的氧化物即为 N 2 O 5,电极反应为 NO 2NO 3eN 2 O 5根据电池总反应,生成 1 molN 2 O 5消耗 0.5 molO 2,即标况下 11.2 L

【答案】( 1)<;( 2179.8;( 3)①有氧;②温度升高,发生了副反应: 4 NH 37 O 24 NO 26 H 2 O(若答温度升高, NO xNH 3反应的化学平衡向逆反应方向移动也可。

44 CO( NH 2) 26 NO 27 N 24 CO 28 H 2 O

5NO 2NO 3eN 2 O 511.2

7、( 2013·江西九校联考)请按要求完成下列各小题:

1)用 CO 2来生产燃料甲醇的反应原理为: CO 2 (g)+ 3 H 2 (g)高考资源网(ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。 CH 3 OH (g)+ H 2 O (g),某些化学键的键能数据如下表:

计算上述反应的焓变△ H=_______________________(用相应字母表示)。写出上述反应的平衡常数表达式 K=__________________;若只加压,则平衡常数 K________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。

2)在溶液中 NaHSO 3NaHCO 3等物质的量混合恰好完全反应,该反应的离子方程式为:

__________________ 。

3)某温度( t℃)时,测得 0.01 mol· L- 1NaOH溶液的 pH10在此温度下,将 0.01 mol· L- 1H 2 SO 4溶液 V a LpH12NaOH溶液 V b L混合,若所得混合液 pH11,则 V aV b=___________ 。

4)在 25℃时,将 c mol· L- 1的醋酸溶液与 b mol· L- 1 NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,用含 bc的代数式表示 CH 3 COOH的电离常数 Ka=____________________。

5)三种弱酸 HAH 2 BHC,电离平衡常数的数值为:① 1.8× 10- 5、② 5.6× 10- 11、③ 4.9× 10- 10、④ 4.3× 10- 7(数据顺序已打乱),已知三种酸和它们的盐之间能发生以下反应: HA+ HB-(少量)= A-+ H 2 B, H 2 B(少量)+ C-= HB-+ HC则三种酸对应的电离平衡常数分别为_________(请用序号填空)

【解析】( 1)反应热等于反应物所有键能之和减去生成物所有键能之和。需要注意,每个 CO 22C= O键,每个甲醇分子中有 3CH键、一个 CO键、一个 HO键,每个 H 2 O2HO键;平衡常数即平衡时产物浓度的化学计量数次幂之积,比上反应为浓度的化学计量数次幂之积。化学平衡常数时温度的函数,温度不变,平衡常数不变。

2NaHSO 3的溶液显酸性, HSO 3-易电离, NaHCO 3溶液显碱性, HCO 3-易水解, HSO 3-的电离促进 HCO 3-的水解,最终生成 SO 3 2 -H 2 CO 3

30.01 mol· L- 1NaOH溶液, c( OH-)= 0.01 mol· mol -1pH= 10,则 c( H+)= 1× 10 -10,此温度下的 K w= c( OH-c( H+)= 1× 10 -12 pH= 12NaOH溶液,,与硫酸混合后 pH= 11,显碱性,则有

,解得

4)设醋酸、 NaOH溶液的体积均为 V,则 bmol· L -1 NaOH溶液中含 NaOH的物质的量是 bVmolcmol· L -1的醋酸溶液中含 CH 3 COOH的物质的量是 cV,二者混合后显中性,则醋酸过量,所得溶液是 CH 3 COOHCH 3 COONa的混合溶液,溶液中的 CH 3 COO-的物质的量是 bVmolCH 3 COOH的物质的量是( c-b) Vmol,中性溶液 c( H+)= 10 -7 mol· L -1,则=

5)由复分解反应中较强酸可置较弱酸,由第一个反应: HA+ HB-(少量)= A-+ H 2 B可知酸性 HA强于 H 2 B,由第二个反应: H 2 B(少量)+ C-= HB-+ HC可知酸性 H 2 B强于 HC有因为在第二个反应中只生成了 HB -,则说明 HC的酸性强于 HB -,故 K a 1> K a 2> K a 4> K a 3

【答案】( 1)( 3 b2 d3 ac3 e)或﹣( 3 a+c+ 3 e3 b2 dkJ· mol -1

c( H 2 Oc( CH 3 OH)/ c( CO 2c 3( H 2);不变;

2HSO 3+ HCO 3= SO 3 2+ H 2 O+ CO 2↑;

( 3152

( 4) b× 10- 7/( cb);

( 5)①;④;②;③;