專業(yè)題材化學反應基礎(chǔ)學習知識原理試題

【反應原理】1.二甲醚(CH30cH3)是無色氣體，可作為一種新型能源。由合成氣組成為H2、CO和少量的C02)直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應。甲醇合成反應：(I)CO(g)+2H2(g)——CH30H(g) AH『-90.1kJ-mol-i(口)CO2(g)+3H2(g)—CH30H(g)+H20(g)AH2=-49.0kJ-mol-i水煤氣變換反應：(m)C0(g)+H20(g)—C02(g)+H2(g) AH『-41.1kJ-mol-i二甲醚合成反應：(IV)2CH30H(g)—CH30CH3(g)+H20(g) AH『-24.5kJ-mol-1回答下列問題：⑴分析二甲醚合成反應(V)對于C0轉(zhuǎn)化率的影響:。(2)由H2和C0直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學方程式為。根據(jù)化學反應原理，分析增加壓強對直接制備二甲醚反應的影響:。⑶有研究者在催化劑(含CuZnAl0和Al203)、壓強為5.0MPa的條件下，由H2和C0直接制備二甲醚，結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因woo口QQoOwoo口QQoO—9DEI7"刊5i3更潮盲銀于港(4)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93kWhkg-i)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應式為。mol二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。.研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。⑴I2O5可使H2S、CO、HCl等被氧化，常用于定量測定CO的含量。已知：2I2(s)+5O2(g)—2I2O5(s) AH=-75.56kJ-mol-i2CO(g)+O2(g)—2CO2(g) AH=-566.0kJ-mol-i寫出CO(g)與I2O5(s)反應生成親)和CO2(g)的熱化學方程式：。⑵一定條件下，NO2與SO2反應生成SO3和NO兩種氣體。將體積比為1:2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是 (填字母)。A.體系壓強保持不變A.體系壓強保持不變B.混合氣體的顏色保持不變C.SO3和NO的體積比保持不變D.每消耗1molSO2的同時生成1molNO測得上述反應平衡時NO2與SO2的體積比為1:6，則平衡常數(shù)仁。（3）新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學原理是采用氨水吸收煙氣中的^。2，再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應。該技術(shù)的優(yōu)點除了能回收利胚O2外，還能得到一種復合肥料，該復合肥料可能的化學式為（寫出一種即可）。（4）右圖是一種碳酸鹽燃料電池（MCFC），以水煤氣（CO、H2）為燃料，一定比例的Li2cO3和Na2cO3低熔混合物為電解質(zhì)。寫出B極的電極反應式:。⑸工業(yè)上常用Na2cO3溶液吸收法處理氮的氧化物似NO和NO2的混合物為例）。已知:NO不能與Na2cO3溶液反應。NO+NO2+Na2cO3—2NaNO2+CO22NO2+Na2cO3—NaNO2+NaNO3+CO2①用足量的Na2cO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每產(chǎn)生22.4L（標準狀況）CO2（全部逸出）時吸收液質(zhì)量就增加44g則混合氣體中NO和NO2的體積比為②用Na2cO3溶液吸收法處理氮的氧化物存在的缺點3."氫能"將是未來最理想的新能源。

⑴實驗測得，1gH2(g)燃燒生成液態(tài)水時放出142.9kJ熱量，則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為(2)某化學家根據(jù)"原子經(jīng)濟”的思想，設計了如下制備H2的反應步驟:@CaBr2+H2O^—CaO+2HBr②2HBr+Hg——HgBr2+H2250℃③HgBr2+@2HgO^—2Hg+O2T請你根據(jù)"原子經(jīng)濟”的思想完成上述步驟③的化學方程式:根據(jù)"綠色化學”的思想評估該方法制h2的主要缺點(3)氫氣通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得。其中:CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)AH<0，在850℃時，K=1。①若升高溫度到①若升高溫度到950℃時，達到平衡時K(填">"、"<"或"=")1。②850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO、3.0molH2OS1.0molCO2和xmolH2，若要使上述反應開始時向正反應方向進行，貝Ox應滿足的條件(4)工業(yè)生產(chǎn)中，常用氫氧化鈉溶液吸收排放廢氣中的二氧化硫，并將吸收產(chǎn)物電解，可以產(chǎn)生氫氣、硫酸等物質(zhì)，裝置如圖1所示。該電解過程中陽極的電極反應式

ooDoooD0.0oooo121II86-42￡I圖2碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物的排放量與空燃比的關(guān)系ooDoooD0.0oooo121II86-42￡I(5)一氧化碳、氮氧化物和碳氫化合物是汽車尾氣的主要成分。已知空燃上匕空氣、燃料體積之比)與尾氣中各成分排放量關(guān)系如圖2所示，B物質(zhì)的名稱是。4.甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景。⑴工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)AH1=-90.8kJ-mol-io已知:2H2(g)+O2(g)—2H20(l) AH2=-571.6kJ-mol-i1H2(g)+202(g)一H20(g) AH3=-241.8kJ-mol-i①H2的燃燒熱為kJ-mol-io②CH30H(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)的反應熱AH=。③若在恒溫恒容的容器內(nèi)進行反應:CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)，則可用來判斷該反應達

到平衡狀態(tài)的標志有(填字母)。A.CO百分含量保持不變B.容器中H2濃度與CO濃度相等C.容器中混合氣體的密度保持不變D.CO的生成速率與CH30H的生成速率相等聞工小WCCELOHI(2)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種：①甲醇蒸氣重整法。該法中的一個主要反應為CH30H(g)==CO(g)+2H2(g)，此反應能自發(fā)進行的原因是。②甲醇部分氧化法。在一定溫度下，以Ag/CeO2ZnO為催化劑時原料氣比例對反應的選擇n(O) □ 性(選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如右圖所示。則當n(CH3OH)=0.25時，CH30H與O2發(fā)生的主要反應的化學方程式為 ；在制備n(O)

□ H時最好控制n(CH30H)= 。2 J ⑶在稀硫酸介質(zhì)中，甲醇燃料電池負極發(fā)生的電極反應式為。5.在汽車上安裝催化轉(zhuǎn)化器可使汽車尾氣中的主要污染物(CO、NOx、碳氫化合物)相互反應生成無毒害物質(zhì)，減少汽車尾氣污染。(1)N2(g)+O2(g)——2NO(g) AH=+180.5kJ-mol-i2C(s)+O2(g)—2CO(g) AH=-221.0kJ-mol-iC(s)+O2(g)——CO2(g) AH=-393.5kJ-mol-i寫出NO(g)與CO(g)反應的熱化學方程式:。⑵某研究性學習小組在技術(shù)人員的指導下，在某溫度時按下列流程探究催化劑作用下的反應速率，用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如下表：汽車尾氣■尾氣分析儀■催化反應器?尾氣分析儀時間/s012345c(NO)/x10-4molLi10.04.502.501.501.001.00c(CO)/x10-3molLi3.603.052.852.752.702.70①前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)=,②該溫度下，反應的平衡常數(shù)仁。③對于該可逆反應，下列敘述正確的是(填字母)。A.該反應在一定條件下能自發(fā)進行B.該反應能有效減少有害氣體的排放

C.該反應一旦發(fā)生將在很短的時間內(nèi)完成D.該反應達到平衡時CO、NO的轉(zhuǎn)化率相等電流計即L也幗NAS1COK￡:n::電流計即L也幗NAS1COK￡:n::L:rlr:(多孔池槌b(3)CO分析儀以燃料電池為工作原理，其裝置如右圖所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔氧化鈉，其中。2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動。下列敘述錯誤的是(填字母)。A.負極的電極反應式為CO+O2--2e--CO2B.工作時O2-在固體介質(zhì)中由電極a流向電極bC.工作時電子由電極a通過電流計流向電極bD.電流計中顯示的電流越大，汽車尾氣中CO的含量越高6.鎂及其合金廣泛應用于航空航天、交通、電池等行業(yè)，金屬鎂的制備方法主要有①電解無水氯化鎂法②碳或碳化鈣熱還原法③皮江法消ill已知:MgCl2(l)一Mg(l)+Cl2(g) AH=+642kJ-mol-iMgO(s)+C(s)—CO(g)+Mg(g) AH=+641.5kJ-mol-iCaO(s)+3C(s)—CaC2(s)+CO(g) △H=+464.0kJ-mol-i(1)寫出MgO(s)與CaC2(s)作用生成Mg(g)、CaO(s)、C(s)的熱化學方程式： 。

(2)碳化鈣還原氧化鎂的文獻資料如下表:n(CaC) 2—n(MgO)還原溫度/℃恒溫時間/h還原率/%1.111102.0651.111502.0801.111502.5851.210002.0331.211502.0841.211502.5881.311502.0861.311502.088實際生產(chǎn)中只采取恒溫2h，其主要原因是 ；采用n(CaC)n(MgO)配比為1.2，而不是1.3，其主要原因(3)用電解法制取鎂時，若原料氯化鎂含有水時，在電解溫度下，原料會形咖9(。附。，并發(fā)生電離反應:Mg(OH)Cl—Mg(OH)++Cl-。電解時在陰極表面會產(chǎn)生氧化鎂鈍化膜，此

時陰極的反應式為。實驗室由MgCl2-6H2O制取無水氯化鎂可采用的方法是(4)我國目前生產(chǎn)金屬鎂主要用皮江法生產(chǎn)，其原料為白云石(MgCO3-CaCO3)的煅燒產(chǎn)物和硅鐵(含75%5人其生產(chǎn)原理如下:I1D0125D七2CaO+2MgO(s)+Si(s)—逐~2Mg(g)+Ca2SiO4(s)高泡酸躁

(E高泡酸躁

(E液同一二硝基裝采用真空操作除了能降低操作溫度外，還具有的優(yōu)點⑸鎂/間二硝基苯電池的裝置如右圖所示，電池工作時鎂轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸V，間二硝基苯則轉(zhuǎn)變?yōu)殚g二苯胺。該電池正極的電極反應式為。.氨、肼(N2Hp和疊氮酸都是氮元素的重要氫化物。(1)氨可用于制造氮肥、硝酸等。①合成氨工業(yè)中，"造氣”有關(guān)反應的熱化學方程式如下：C(s)+H2O(g)一CO(g)+H2(g) AH『+131.4kJ-mol-iC(s)+2H2O(g)—CO2(g)+2H2(g)AH2=+90.2kJ-mol-iCO(g)+H2O(g)—CO2(g)+H2(g)AH3則ah3=。②在一密閉容器中，加入物質(zhì)的量之比為1：3的N2與H2，在不同溫度、壓強下測得平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)如圖1所示。則溫度為400℃、壓強500x105Pa時，H2的平衡轉(zhuǎn)化率最接近(填字母)。A.89%B.75%C.49%D.34%圖2③實際生產(chǎn)中，合成氨的溫度一般控制在400500℃,選擇該溫度范圍的理由(2)肼可用于火箭燃料、制藥原料等。①次氯酸鈉與過量的氨反應可以制備肼，該反應的化學方程式

為。②一種肼燃料電池的工作原理如圖2所示。該電池工作時負極的電極反應式為。③肼與亞硝酸(HNO2)反應可生成疊氮酸。8.6g疊氮酸完全分解可放出6.72L氮氣(標準狀況)，則疊氮酸的分子式為。.鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是日常生活中使用最廣泛的金屬材料之一。(1)用天然氣冶鐵，第一步是天然氣的重整反應并制得水煤氣。相關(guān)反應的熱化學方程式如下：△H=+206kJ-mol-i△H=+247.4kJ-mol-iAH= kJ-mol-ioCH△H=+206kJ-mol-i△H=+247.4kJ-mol-iAH= kJ-mol-ioCH4(g)+CO2(g)——2CO(g)+2H2(g)①CO(g)+H2O(g)—H2(g)+CO2(g)②制取水煤氣時，常向反應器中通入一定比例空氣，使部分€吃燃燒，其目的⑵①天然氣冶鐵的第二步是用第一步的產(chǎn)物還原鐵礦石，結(jié)合兩步反應，從物質(zhì)轉(zhuǎn)化考慮，該冶鐵工藝的優(yōu)點是_o滿碳②滲、脫碳反應原理為3Fe(s)+CH4(g)isFe3c(s)+2H2(g)，若在910℃時滲碳(此時反應的平衡常數(shù)為、)，滲碳過程中，氣體濃度及(之間應滿足的關(guān)系的是o(3)用生鐵煉鋼時，需要吹入純氧氧化雜質(zhì)，并加生石灰脫硫、磷，加脫氧劑脫氧。①用金屬鋁脫氧時，Al與FeO在高溫下反應的化學方程式

②脫氧時，鋁耗、吹氧時間、鋼水溫度變化之間關(guān)系如圖1，鋼水溫度升高的主要原因紅.-一二用宅會5紅.-一二用宅會*和100Alkg■I陰離了選擇透過眼 陽留子選擇透過膜吼就時間tainAlkg■I陰離了選擇透過眼 陽留子選擇透過膜(4)一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽，以鐵作陽極，碳作陰極，可使廢水中1^H4在某一室富集。模擬裝置如圖2。下列說法正確的是(填字母)。a.陽極的電極反應式為Fe-2e-——Fe2+b.陰極的電極反應式為4OH--4e--2H2O+OJc.電解一段時間后，陽極室主要成分為H2SO4和FeSO4d.電解一段時間后，陰極室一定是(NH4)3PO49.碳氧化物和氨氧化物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應用。(1)工業(yè)上利用CO和H2在催化劑存在下合成甲醇。

AH=-91kJ-mol-i主反應:CO(g)+2H2(g)—CH3AH=-91kJ-mol-i副反應：2CO(g)+4H2(g)—CH30cH3(g)+H2O(g) AH=-206kJ-mol-iCH.OHKtm灌CH.OHKtm灌①反應2CH30H(g)—CH30cH3(g)+H2O(g)的AH=kJ-mol-i。②工業(yè)中常用醇為燃料制成燃料電池(如圖1所示)，通入空氣的電極是 (填"正"或"負")極該電池的負極反應式為。(2)氮氧化物進入大氣后，可形成硝酸型酸雨和光化學煙霧，必須對其進行處理。①用過量的NaOH溶液吸收NO2氣體，所得的溶液中除了含有NaOH和NaNO2，還含有。②為避免污染，常給汽車安裝尾氣凈化裝置。凈化裝置里裝有催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機理如圖2所示。寫出凈化過程中的總反應化學方程式。6NO③某工廠排出的尾氣中NO,的含量為0.56%(體積分麴，用氨氣可以將其轉(zhuǎn)化為無害氣體，A發(fā)生的反應如下:6NO+4xNHq-(3+2x)N+6xHO若處理1x104L(標準狀況)該尾氣需42.5gNH3，則x=。9.能源問題是人類社會面臨的重大課題，日本大地震引起的核泄漏事故引起了人們對核能源的恐慌。而甲醇是未來重要的綠色能源之一。以:h4和h2o為原料，通過下列反應來制備甲醇。工.CH4(g)+H2O(g)——CO(g)+3H2(g) AH=+206.0kJ-mol-i口.CO(g)+2H2(g)——CH3OH(g) AH=-129.0kJ-mol-i⑴CH4(g)與H2O(g)反應生成CH30H(g)和H2(g)的熱化學方程式為。⑵將1.0molCH4和2.0mol%0旬)通入容積為100L的反應室，在一定條件下發(fā)生反應工，測得在一定的壓強下ch4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如右圖。*CH芾

化率①假設100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用力表示該反應的平均反應速率為。②100℃時反應工的平衡常數(shù)為。(3)在壓強為0.1MPa、溫度為300℃條件下，1.0molCO與2.0molH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應口生成甲醇，平衡后將容器的容積壓縮到原來的容積，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是(填字母)。

A.c(H2A.c(H2)減小B.正反應速率加快，逆反應速率減慢C.CH30H的物質(zhì)的量增加 D.重新平衡時反應速率加快E.平衡常數(shù)電曾大(4)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染，有一種電化學法可消除這種污染，其原理是通電后，將CO2+氧化成CO3+，然后以CO3+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用右圖裝置模擬上述過程。i|I時蝴Lj.三鼻/稀硫酸.甲醉七二二二二.①寫出陽極的電極反應式:。②寫出除去甲醇的離子方程式:。.丙烷在燃燒時能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知:①2c3H8(g)+7O2(g)—6CO(g)+8H2O(l) AH=-2741.8kJ-mol-i②2CO(g)+O2(g)——2CO2(g)AH=-566.0kJ-mol-i⑴反應C3H8(g)+5O2(g)——3CO2(g)+4H2O(l)的AH=。⑵C3H8在不足量的氧氣中燃燒，生成CO、CO2以及氣態(tài)水，將所有的產(chǎn)物通入一個固定體積的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生可逆反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。①下列事實能說明該反應達到平衡的是(填字母)。A.體系中的壓強不發(fā)生變化B.v正(H2)=v逆(CO)

C.混合氣體的密度不發(fā)生變化D.CO2的濃度不再發(fā)生變化②T℃時，在一定體積的容器中，通入一定量的CO(g)和H2O(g)，發(fā)生反應并保持溫度不變，各物質(zhì)的濃度隨時間變化如下表：時間/minCO/mol-L-1H2O(g)/mol-L-1CO2/mol-L-1H2/molL100.2000.3000020.1380.2380.0620.06230.1000.2000.1000.10040.1000.2000.1000.10050.1160.2160.084c160.0960.2660.104C2第56min時的數(shù)據(jù)是保持溫度和體積不變，改變某一條件后測得的。第56min時，改變的條件^。已知420℃時該化學反應的平衡常數(shù)為9，如果反應開始時，CO和H2O(g)的濃度都是0.01mo卜L-1,則CO在此條件下的轉(zhuǎn)化率為。又知397℃時該反應的平衡常數(shù)為12，請判斷該反應的AH(填，、"="或"<")0。⑶依據(jù)(1)中的反應可以設計一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體燃

料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在其內(nèi)部可以傳導O2-。電池負極的電極反應式為。(4)用上述燃料電池和惰性電極電解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液。電解開始后陰極的現(xiàn)象為。.鐵和鋁是我們?nèi)粘Ｉ钪袘米顝V泛的金屬材料。3⑴已知:2Fe(s)+2O2(g)—Fe2O3(s) AH=-823.7kJ-mol-i32Al(s)+2O2(g)一Al2O3(s) AH=-1675.7kJ.mol-i寫出鋁熱反應的熱化學方程式:，該反應常用于焊接鐵軌，理由是。⑵工業(yè)上用AlSiFe合金在一定條件下還原白云石［主要成分為CaMg(CO3)2］可制取金屬鎂。實際生產(chǎn)中鎂的還原率在不同條件下的變化曲線如圖1、圖2所示。%I2 3 4氯鹽庫Ml期%%I2 3 4氯鹽庫Ml期%5G5.即S8779901020l0507(?Si<JITlO11馳1170①實際生產(chǎn)中通過添加氟鹽來提高鎂的還原率，選擇最佳的氟鹽及添加量是②溫度一般控制在1140℃,原因是,③若將一定質(zhì)量的AlSiFe合金投入100mLam。卜L-1硫酸（過量）中，充分反應后過濾，向濾液中加入5m。卜L-1氫氧化鈉溶液，當加到200mL時生成的沉淀量最大，則a的值為。電槌/二、藤纖堆電極禺子交換觀⑶大功率AlH2O2動力電池原理如圖3所示，電池放電時負極的Al轉(zhuǎn)化為AlO2。透過離子交換膜的離子為，該電池反應的離子方程式為?！痉磻怼?9.(1)消耗甲醇促進甲醇合成反應(工序衡右移,CO轉(zhuǎn)化率增大生成的H2O,通過水煤氣變換反應(印)消耗部分CO,CO轉(zhuǎn)化率增大(2)2CO(g)+4H2(g)—CH30cH3(g)+H2O(g)AH=-204.7kJ-mol-i該反應是氣體分子數(shù)減少的反應，壓強升高使平衡右移,CO和H2轉(zhuǎn)化率增大,CH30cH3產(chǎn)率增加;壓強升高反應速率加快(3)反應放熱，溫度升高，平衡左移CH30cH3+3H2O-12e-——2CO2+12H+12mol8(1)5CO(g)+I2O5(s)—5CO2(g)+I2(s)AH=-1377.22kJ-mol-i(2)B2.67(或3)⑶(NH4)3PO4[或(NH4)2HPO4或NH4H2P04](4)O,+4e-+2CO,—2c°；(5)①1:7②對于含NO較多的混合氣體無法完全吸收2 21(1)H2(g)+2O2(g)一H2O(l)AH=-285.8kJ-mol-1(2)HgBr2+CaO二二HgO+CaBr2循環(huán)過程需要很高的能量且使用重金屬汞,會產(chǎn)生污染⑶①<②0Vx<3⑷HS03+H2O-2e-S02-+3H+(5)氮氧化物(1)①285.8②-392.8kJ-mol-1③AD(2)①該反應是一個熵增的反應(AS>0)②2CH3OH+O2-—2HCHO+2H2O0.5(3)CH30H-6e-+H2O—COJ+6H+(1)2NO(g)+2CO(g)——N2(g)+2CO2(g)AH=-746.5kJ