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2022屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理:02化學(xué)反應(yīng)原理綜合題(基礎(chǔ)題)原理綜合題(共13題)1.汽車尾氣中氮氧化合物、碳氧化合物的處理與利用是各國(guó)研究的熱點(diǎn)。(1)生成過(guò)程的能量變化如圖1所示。該條件下,和完全反應(yīng)生成會(huì)_______(填“吸收”或“釋放”)_______的能量。(2)與在催化劑作用下反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)汽車尾氣凈化:某實(shí)驗(yàn)小組在、恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的與模擬該過(guò)程,的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如表所示。010203040500.400.350.310.300.300.30①反應(yīng)進(jìn)行到時(shí),正反應(yīng)速率_______逆反應(yīng)速率(填“”“”或“”),內(nèi)用表示的平均反應(yīng)速率是_______。②該條件下,的最大轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______。③下列措施一定能增大該反應(yīng)速率的是_______(填序號(hào))。A.及時(shí)分離出、B.適當(dāng)升高溫度C.適當(dāng)擴(kuò)大容器的容積D.充入④某同學(xué)在其它條件一定的情況下,分別用甲、乙兩種催化劑完成該反應(yīng),繪出濃度隨時(shí)間變化如圖2,催化劑_______(填“甲”或“乙”)的催化效果更好。(3)用電化學(xué)氣敏傳感器測(cè)定汽車尾氣中含量,原理如圖3,根據(jù)燃料電池的原理,推測(cè)電極是該電池的_______(填“正極”或“負(fù)極”),電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)______。2.用煤制天然氣一般是指將煤炭經(jīng)氣化、凈化和甲烷化等工藝過(guò)程制成天然氣,其核心技術(shù)之一就是CO2/CO的甲烷化技術(shù)。甲烷化反應(yīng)涉及的主要反應(yīng)如下:Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)→CH4(g)+2H2O(g)Ⅱ.CO(g)+3H2(g)→CH4(g)+H2O(g)(1)溫度與CH4、CO2的百分含量的變化規(guī)律如圖1所示,則ΔH1___________0(填“>”或“<”);若生產(chǎn)中要提高CH4含量,可以選擇的條件是___________。(2)已知反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程涉及三步離子反應(yīng),如圖2所示,離子方程式為:①、②,則反應(yīng)③的離子方程式為_(kāi)__________。(3)在容積為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,T1、T2溫度下CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖3所示。①T1溫度下,0~tB時(shí)間段內(nèi),氫氣的反應(yīng)速率v(H2)=___________mol/(L·min)。②T2溫度下,將6molCO與10molH2通入1L密閉容器中,CH4的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化如下表所示。該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K(T2)___________。時(shí)間/min0246810物質(zhì)的量/mol01.42.32.83.03.0③T2溫度下,若起始時(shí)向1L密閉容器中充入2molCO、1molH2、2molCH4和2molH2O,反應(yīng)達(dá)到平衡前,v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”),平衡常數(shù)___________(填“增大”“減小”或“不變”)。3.氮的單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)=(NH4)2CO3(aq)△H1反應(yīng)Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)=NH4HCO3(aq)△H2反應(yīng)Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)△H3△H3與△H1、△H2之間的關(guān)系是△H3=___________。(2)肼(N2H4)可用于衛(wèi)星發(fā)射的燃料,8gN2H4(l)在O2(g)中完全燃燒,生成N2(g)和H2O(g),放出134kJ熱量,則肼的燃燒熱△H=___________。(已知H2O(g)=H2O(l)△H=?44kJ?mol?1)(3)在微生物作用的條件下,經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)被氧化成。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:①第一步反應(yīng)是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),判斷依據(jù)是___________。②1mol(aq)全部氧化成(aq)的熱化學(xué)方程式是___________。(4)疊氮化鈉(NaN3)是汽車安全氣囊中的主要成分,實(shí)驗(yàn)室用滴定法測(cè)定疊氮化鈉樣品中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),測(cè)定過(guò)程的反應(yīng)方程式為:;。滴定操作過(guò)程如下:Ⅰ.將2.500g試樣配成500mL溶液。Ⅱ.取50.00mL溶液置于錐形瓶中,加入50.00mL0.1010mol?L?1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。Ⅲ.充分反應(yīng)后,將溶液稍稀釋,向溶液中加入8mL濃硫酸,滴入3滴鄰菲啰啉指示液,用0.0500mol?L?1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的Ce4+,消耗溶液體積為29.00mL。①配制疊氮化鈉溶液時(shí),除需用到燒杯、量筒、膠頭滴管外,還用到的玻璃儀器有___________。②計(jì)算試樣中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)__________。4.研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。(1)亞硝酰氯(Cl—N=O)氣體是有機(jī)合成的重要試劑,它可由Cl2和NO在通常條件下反應(yīng)制得,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______。相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表所示:化學(xué)鍵Cl—ClN≡O(shè)(NO氣體)Cl—NN=O鍵能/(kJ?mol?1)243630200607(2)燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ?mol?1,對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理來(lái)減少SO2的排放。對(duì)于該反應(yīng),在T℃時(shí),借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下:時(shí)間/min濃度/mol·L101020304050O21.000.790.600.600.640.64CO200.420.800.800.880.88①0~10min內(nèi),平均反應(yīng)速率υ(O2)____mol·L1·min1;當(dāng)升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_____(填“增大”“減小”或“不變”)。②30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷,改變的條件可能是___(填字母)。A.加入一定量的粉狀碳酸鈣B.適當(dāng)縮小容器的體積C.通入一定量的O2D.加入合適的催化劑(3)NOx的排放主要來(lái)自汽車尾氣,利用反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H=-34.0kJ?mol?1,用活性炭對(duì)NO進(jìn)行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,保持恒壓測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示:由圖可知,1050K前反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,其原因?yàn)開(kāi)______。(4)為避免汽車尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染,需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.8kJ?mol?1,生成無(wú)毒的N2和CO2.實(shí)驗(yàn)測(cè)得,υ正=k正·c2(NO)·c2(CO),υ逆=k逆·c(N2)c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。①達(dá)到平衡后,僅升高溫度,k正增大的倍數(shù)_______(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO,在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則=_______(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。5.硫化氫(H2S)是一種有毒氣體,對(duì)環(huán)境和人體健康造成極大的危害,工業(yè)上采用多種方法減少H2S的排放。(1)去除廢氣中H2S的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:2H2S(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2SO2(g)ΔH=akJ?mol?12H2S(g)+SO2(g)=2H2O(l)+3S(s)ΔH=bkJ?mol?1反應(yīng)2H2S(g)+O2(g)=2H2O(l)+2S(s)ΔH=____kJ?mol?1。
為了有效去除廢氣中的H2S,在燃燒爐中通入的H2S和空氣(O2的體積分?jǐn)?shù)約為20%)的體積比一般控制在0.4,理由是_____。
(2)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種H2S和CO2的協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中H2S和CO2的高效去除。示意圖如圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng):a.EDTA?Fe2+-e-=EDTA?Fe3+b.2EDTA?Fe3++H2S=2H++S↓+2EDTA?Fe2+①陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______。
②協(xié)同轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)為_(kāi)_________。
(3)用Fe2(SO4)3吸收液脫除H2S法包含的反應(yīng)如下:Ⅰ.H2S(g)H2S(aq)Ⅱ.H2S(aq)H++HS-Ⅲ.HS-+2Fe3+S↓+2Fe2++H+一定條件下測(cè)得脫硫率與Fe3+濃度的變化關(guān)系如圖所示:①吸收液過(guò)濾出S后,濾液需進(jìn)行再生,較經(jīng)濟(jì)的再生方法是____。
②圖中當(dāng)Fe3+的濃度大于10g·L?1時(shí),濃度越大,脫硫率越低,這是由于_____。
(4)生物脫H2S的原理為H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4、4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O。①硫桿菌存在時(shí),F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的3×105倍,該菌的作用是_____。
②由圖甲和圖乙判斷使用硫桿菌的最佳條件:_______。該反應(yīng)必須在適應(yīng)的溫度下,才能有利于反應(yīng)的進(jìn)行,其原因可能是_____。
6.二氧化錳是化學(xué)工業(yè)中常用的氧化劑和催化劑。我國(guó)主要以貧菱錳礦(有效成分為MnCO3)為原料,通過(guò)熱解法進(jìn)行生產(chǎn)。(1)碳酸錳熱解制二氧化錳分兩步進(jìn)行:i.MnCO3(s)?MnO(s)+CO2(g)△H1=+akJ?mol?1ii.2MnO(s)+O2(g)?2MnO2(s)△H2=+bkJ?mol?1①反應(yīng)i的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=_______;②焙燒MnCO3制取MnO2的熱化學(xué)方程式是_________;(2)焙燒(裝置如圖1)時(shí)持續(xù)通入空氣,并不斷抽氣的目的是_______;(3)在其他條件不變時(shí),某科研團(tuán)隊(duì)對(duì)影響轉(zhuǎn)化率的生產(chǎn)條件進(jìn)行了研究,結(jié)果如圖2、圖3所示。①常壓下,要提高M(jìn)nCO3的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)選擇的生產(chǎn)條件是____________焙燒68h。②圖3中,焙燒8h時(shí),MnCO3的轉(zhuǎn)化率:干空氣<濕空氣,原因是______________。7.CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體,中國(guó)政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2的綜合利用是解決溫室問(wèn)題的有效途徑。(1)研究表明CO2和H2在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH。已知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)ΔH1=akJ·mol?1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1)ΔH2=bkJ·mol?1H2O(g)=H2O(l)ΔH3=ckJ·mol?1則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=_______kJ·mol?1(2)為研究CO2與CO之間的轉(zhuǎn)化,讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH,反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得壓強(qiáng)、溫度對(duì)CO的體積分?jǐn)?shù)(φ(CO)%)的影響如圖所示。回答下列問(wèn)題:①壓強(qiáng)p1、p2、p3的大小關(guān)系是______;Ka、Kb、Kc為a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù),則其大小關(guān)系是______。②900℃、1.0MPa時(shí),足量碳與amolCO2反應(yīng)達(dá)平衡后,CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______(保留三位有效數(shù)字),該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸,CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250~300℃時(shí),乙酸的生成速率降低的主要原因是_______。(4)以鉛蓄電池為電源可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯,其原理如圖所示,電解所用電極材料均為惰性電極。陰極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________;每生成0.5mol乙烯,理論上需消耗鉛蓄電池中_____mol硫酸。8.(1)我國(guó)成功發(fā)射的“天宮一號(hào)”飛行器的外殼覆蓋了一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料,其主要成分是氮化硅,該陶瓷材料可由石英固體與焦炭顆粒在高溫的氮?dú)饬髦型ㄟ^(guò)如下反應(yīng)制得:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,該反應(yīng)變化過(guò)程中的能量變化如圖所示。回答以下問(wèn)題。(1)該反應(yīng)________(填“吸熱”或“放熱”),反應(yīng)熱ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。(2)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH22As(s)+O2(g)=As2O5(s)ΔH3則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH=__________。(3)氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用,減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。已知:①2NO(g)=N2(g)+O2(g)ΔH=-180.5kJ·mol-1②C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1③2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=,寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________。(4)甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol,請(qǐng)寫出表示CH4燃燒熱的熱化學(xué)方程式_____________。(5)由圖可知,金剛石的穩(wěn)定性________石墨的穩(wěn)定性(填“>”、“<”或“=”)。(6)中和熱的測(cè)定裝置如圖所示:圖中A的儀器名稱:__________________作用:____________________________9.(1)①25℃時(shí),NaHCO3溶液呈堿性,原因是___________水解引起的(填“Na+”或“”);②常溫下,0.0100mol/L鹽酸的pH=___________;③用0.0100mol/L鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液,酚酞作指示劑,滴定終點(diǎn)時(shí),溶液的顏色由淺紅色變?yōu)開(kāi)__________(填“藍(lán)色”或“無(wú)色”),且半分鐘內(nèi)保持不變。(2)①已知H2與O2反應(yīng)生成1molH2O(g)時(shí)放出241.8kJ的熱量,請(qǐng)完成該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=___________kJ/mol;②已知:C(石墨,s)=C(金剛石,s)△H>0,則穩(wěn)定性:石墨___________金剛石(填“>”、“<”或“=”)。(3)在某密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng):FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H>0,平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。①反應(yīng)達(dá)到平衡后,向容器中通入CO,化學(xué)平衡向__________方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”);②若升高溫度,平衡常數(shù)K___________(填“增大”、“減少”或“不變”);③查閱資料得知1100℃時(shí)K=0.263。某時(shí)刻測(cè)得容器中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.10mol/L,此時(shí)刻反應(yīng)__________平衡狀態(tài)(填“達(dá)到”或“未達(dá)到”)。(4)電化學(xué)是研究化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的裝置、過(guò)程和效率的科學(xué)。①根據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)=2Ag(s)+Cu2+(aq),設(shè)計(jì)的原電池如圖一所示,X溶液時(shí)__________溶液(填“CuSO4”或“AgNO3”);②圖二裝置在鐵件上鍍銅,鐵作陰極,則銅極上的電極反應(yīng)是___________。10.二氧化碳是常見(jiàn)的溫室氣體,其回收利用是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題。Ⅰ.CO2可以與H2反應(yīng)合成C2H4,該轉(zhuǎn)化分兩步進(jìn)行:第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJ·mol1第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H=–210.5kJ·mol1(1)CO2與H2反應(yīng)反應(yīng)合成乙烯的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__。(2)一定條件下的密閉容器中,要提高CO2合成乙烯的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是____(填標(biāo)號(hào))。①減小壓強(qiáng)②增大H2的濃度③加入適當(dāng)催化劑④分離出H2O(g)(3)已知溫度對(duì)CO2合成乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率及催化劑的催化效率的影響如圖所示,下列說(shuō)法正確的是____(填標(biāo)號(hào))。①N點(diǎn)的速率最大②M點(diǎn)的平衡常數(shù)比N點(diǎn)的平衡常數(shù)大③溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高乙烯的平衡產(chǎn)率增大④實(shí)際反應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行,以提高CO2的轉(zhuǎn)化率Ⅱ.研究表明CO2和H2在一定條件下可以合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)[反應(yīng)①]。一定條件下,往2L恒容密閉容器中充入2.0mo1CO2和4.0molH2,在不同催化劑作用下合成甲醇,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示:(4)催化效果最佳的是催化劑____(填“A”、“B”或“C”)。(5)T2溫度下,若反應(yīng)進(jìn)行10min達(dá)到圖中a點(diǎn)狀態(tài),用CO2的濃度表示的反應(yīng)速率v(CO2)=____。(6)圖中b點(diǎn)已達(dá)平衡狀態(tài),則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____。(7)在某催化劑作用下,CO2和H2除發(fā)生反應(yīng)①外,還發(fā)生如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)[反應(yīng)②]。維持壓強(qiáng)不變,按固定初始投料比將CO2和H2按一定流速通過(guò)該催化劑,經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):T(K)CO2實(shí)際轉(zhuǎn)化率(%)甲醇選擇性(%)54312.342.355315.339.1注:甲醇的選擇性是指發(fā)生反應(yīng)的CO2中轉(zhuǎn)化為甲醇的百分比。表中數(shù)據(jù)說(shuō)明,升高溫度CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率提高而甲醇的選擇性降低,其原因是____。11.一氧化碳是一種重要的化工原料。結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題:(1)工業(yè)上可通過(guò)CO和H2化合制取CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1已知:①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=41.1kJ·mol1②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H3=49.0kJ·mol1則△H1=___。(2)二氧化碳的回收利用是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題。在太陽(yáng)能的作用下,以CO2為原料制取炭黑的流程如圖所示。其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__。(3)工業(yè)上還可通過(guò)CO和Cl2化合制取光氣(COCl2):Cl2(g)+CO(g)=COCl2(g)△H。向密閉容器中充入1molCl2(g)和1molCO(g),反應(yīng)速率隨溫度的變化如圖所示。①圖中Q點(diǎn)的含義是___,△H___0(填“>”或“<”)。②某溫度下,該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c(COCl2)=0.80mol?L1,c(Cl2)=0.20mol?L1,則平衡體系中CO的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)__(保留2位小數(shù))。在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。(4)以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,利用太陽(yáng)能將CO2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴,工作原理如圖:①b電極的名稱是___。②生成丙烯(C3H6)的電極反應(yīng)式為_(kāi)__。12.H2在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用,傳統(tǒng)制氫成本高、技術(shù)復(fù)雜,研究新型制氫意義重大,已成為科學(xué)家研究的重要課題。回答下列問(wèn)題:(1)我國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),在Rh的催化下,單分子甲酸分解制H2反應(yīng)的過(guò)程如圖1所示,其中帶“*”的物種表示吸附在Rh表面,該反應(yīng)過(guò)程中決定反應(yīng)速率步驟的化學(xué)方程式為_(kāi)__________;甲酸分解制H2的熱化學(xué)方程式可表示為_(kāi)__________(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。(2)T℃下H2S可直接分解制取H2,反應(yīng)的原理如下:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。實(shí)際生產(chǎn)中往剛性容器中同時(shí)通入H2S和水蒸氣,水蒸氣與反應(yīng)體系的任何物質(zhì)均不發(fā)生反應(yīng),測(cè)得容器總壓(P總壓)和H2S的轉(zhuǎn)化率(a)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示。計(jì)算反應(yīng)在0~20min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=___kPa·min1;平衡時(shí),p(水蒸氣)=_______kPa,平衡常數(shù)Kp=____kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。(3)工業(yè)上也可采用乙苯()氣體催化脫氫法制取H2,同時(shí)生成苯乙烯()氣體。其他條件不變時(shí),在不同催化劑(n、m、p)作用下,反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,乙苯的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖3所示。相同溫度下,三種催化劑(n、m、p)的催化活性由高到低的順序?yàn)開(kāi)__________;b點(diǎn)乙苯的轉(zhuǎn)化率高于a點(diǎn)的原因是___________。13.磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸的固體廢棄物,用磷石膏生產(chǎn)硫酸或硫,既可減少對(duì)環(huán)境的污染又可使資源循環(huán)利用?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)用焦炭、硫磺等均可還原磷石膏。已知下列反應(yīng):I.CaSO4(s)+2C(s)=CaS(s)+2CO2(g)△H1=+226kJ?mol?1II.3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g)△H2=akJ?mol?1III.3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s)△H3=bkJ?mol?1①反應(yīng)(I)能在___________(填“低溫”“高溫”或“任何溫度”)下自發(fā)進(jìn)行。②用硫磺還原CaSO4反應(yīng)為2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g),其△H=___________kJ·mol1(用含a、b的代數(shù)式表示)。(2)磷石膏轉(zhuǎn)氨法制硫酸的主要反應(yīng)為CaSO4(s)+(NH4)2CO3CaCO3(s)+(NH4)2SO4,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________[已知:Ksp(CaCO3)=2.5×10?9,Ksp(CaSO4)=3.2×10?7]。(3)一氧化碳還原CaSO4可發(fā)生下列反應(yīng),其lgKp與溫度(T)的關(guān)系如圖所示(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。I.SO2(g)+3CO(g)2CO2(g)+COS(g)II.CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)①△H>0的反應(yīng)是___________(填“I”或“II”)。②在交點(diǎn)A處,氣體分壓間滿足的關(guān)系是:p(COS)=___________。③在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(I),能說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。a.2v(CO)正=3v(CO2)正b.氣體的密度不再隨時(shí)間變化c.氣體的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化d.的值不再隨時(shí)間而變化④若在1.0L的恒容密閉容器中加入1molCaSO4,并充入1molCO,只發(fā)生反應(yīng)II,在B點(diǎn)時(shí)氣體總壓強(qiáng)為1MPa,則此時(shí)CaSO4轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__________(已知≈1.41)。參考答案1.吸收180>0.00125%B乙正極【詳解】(1)氮?dú)夂脱鯕獾姆磻?yīng)方程式為N2+O2=2NO,該反應(yīng)的反應(yīng)熱=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量生成物成鍵放出的總能量=946+498632×2=+180kJ/mol,故吸收能量180kJ/mol;
(2)①10s后,NO的物質(zhì)的量在不斷減小,故反應(yīng)正向進(jìn)行,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率;根據(jù)表格,v(NO)=,又NO與CO2的速率之比等于系數(shù)之比,故v(CO2)=0.001;②NO的最大轉(zhuǎn)化率為=;③A分離出物質(zhì),濃度減小,速率減慢,B升高溫度,速率加快,C擴(kuò)大體積,濃度減小,速率減小,D充入惰性氣體,速率不變,故選B;④乙比甲達(dá)到平衡所用時(shí)間短,速率快,故催化劑乙效率高;(3)CO變?yōu)镃O2的過(guò)程化合價(jià)升高,失電子,作負(fù)極,故通O2的B極為正極;負(fù)極反應(yīng)式為。2.<低溫、高壓3>不變【分析】(1)根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)可知,溫度升高,CH4的量減少,而CO2的量增加,則反應(yīng)逆向移動(dòng),可知ΔH1<0;該反應(yīng)正反向?yàn)轶w積減少、放熱,可知提高CH4含量的方法;(2)根據(jù)圖2所示可知,和反應(yīng)生成、和,據(jù)此寫離子方程式;(3)①T1溫度下,0~tB時(shí)間段內(nèi),求甲烷的反應(yīng)速率v(CH4),根據(jù)反應(yīng)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)可知,v(H2)=3v(CH4);②根據(jù)表格可知,平衡時(shí)CH4的物質(zhì)的量為3mol,根據(jù)三段式作答;③求該狀態(tài)下Qc,判斷反應(yīng)方向;溫度不變平衡常數(shù)不變?!驹斀狻?1)根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)可知,溫度升高,CH4的量減少,而CO2的量增加,則反應(yīng)逆向移動(dòng),可知ΔH1<0;該反應(yīng)正反向?yàn)轶w積減少、放熱,若生產(chǎn)中要提高CH4含量,可以選擇的條件是低溫、高壓,故答案為:<;低溫、高壓;(2)根據(jù)圖2所示可知,和反應(yīng)生成、和,則反應(yīng)③的離子方程式為:,故答案為:;(3)①T1溫度下,0~tB時(shí)間段內(nèi),甲烷的反應(yīng)速率v(CH4)=mol/(L·min),根據(jù)反應(yīng)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)可知,v(H2)=3v(CH4)=mol/(L·min),故答案為:;②根據(jù)表格可知,平衡時(shí)CH4的物質(zhì)的量為3mol,根據(jù)三段式:,則K(T2)=,故答案為:3;③T2溫度下,若起始時(shí)向1L密閉容器中充入2molCO、1molH2、2molCH4和2molH2O,反應(yīng)達(dá)到平衡前,根據(jù)Qc=<3,則反應(yīng)正向進(jìn)行,故v(正)>v(逆),溫度不變平衡常數(shù)不變,故答案為:>;不變。【點(diǎn)睛】本題重點(diǎn)(3)③,已知物質(zhì)的量,要判斷反應(yīng)方向,可先求Qc,再根據(jù)與平衡常數(shù)K比較確定,平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變。3.2△H2?△H1?624kJ?mol?1放熱△H<0(或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量)500mL容量瓶、玻璃棒93.60%【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律將反應(yīng)Ⅱ的2倍減去反應(yīng)Ⅰ得到反應(yīng)Ⅲ,因此△H3與△H1、△H2之間的關(guān)系是△H3=2△H2?△H1;故答案為:2△H2?△H1。(2)肼(N2H4)可用于衛(wèi)星發(fā)射的燃料,8gN2H4(l)在O2(g)中完全燃燒,生成N2(g)和H2O(g),放出134kJ熱量,則1mol肼(N2H4)即32g完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出536kJ,由于1mol肼完全反應(yīng)生成了2mol氣態(tài)水,再根據(jù)2H2O(g)=2H2O(l)△H=?88kJ?mol?1,因此1mol肼完全反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出624kJ的熱,則肼的燃燒熱△H=?624kJ?mol?1;故答案為:?624kJ?mol?1。(3)①根據(jù)圖中信息,第一步反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,因此第一步反應(yīng)是放熱反應(yīng);故答案為:放熱;△H<0(或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量)。②將兩步反應(yīng)方程式相加得到1mol(aq)全部氧化成(aq)的熱化學(xué)方程式是;故答案為:。(4)①配制500mL疊氮化鈉溶液時(shí),需用到燒杯、量筒、膠頭滴管、500mL容量瓶、玻璃棒等玻璃儀器;故答案為:500mL容量瓶、玻璃棒。②根據(jù)題意先計(jì)算過(guò)量的Ce4+的物質(zhì)的量n(Ce4+)=0.0500mol?L?1×0.029L=1.45×10?3mol,則疊氮化鈉(NaN3)的物質(zhì)的量n(NaN3)=[0.1010mol?L?1×0.05L?1.45×10?3mol]×10=3.6×10?2mol,試樣中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為;故答案為:93.60%。4.Cl2(g)+2NO(g)=2ClNO(g)△H=-111kJ?mol?10.021減小BC1050K前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,NO轉(zhuǎn)化率增大<【詳解】(1)根據(jù)題意,焓變等于斷鍵吸收的總能量減去成鍵放出的總能量,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為Cl2(g)+2NO(g)=2ClNO(g)△H=243kJ?mol?1+630kJ?mol?1×2-200kJ?mol?1×2-607kJ?mol?1×2=-111kJ?mol?1;故答案為:Cl2(g)+2NO(g)=2ClNO(g)△H=-111kJ?mol?1。(2)①0~10min內(nèi),平均反應(yīng)速率;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),因此該反應(yīng)的平衡常數(shù)K減??;故答案為:0.021;減小。②根據(jù)題中表格信息,30min后氧氣、二氧化碳濃度都增大;A.加入一定量的粉狀碳酸鈣,平衡不移動(dòng),故A不符合題意;B.適當(dāng)縮小容器的體積,濃度增大,相當(dāng)于加壓,由于該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng),平衡正向移動(dòng),故B符合題意;C.通入一定量的O2,O2濃度增大,平衡正向移動(dòng),二氧化碳濃度也增大,故B符合題意;D.加入合適的催化劑,平衡不移動(dòng),故D不符合題意;綜上所述,答案為BC。(3)由圖可知,1050K前反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,其原因?yàn)?050K前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,NO轉(zhuǎn)化率增大;故答案為:1050K前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,NO轉(zhuǎn)化率增大。(4)①達(dá)到平衡后,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),僅升高溫度,平衡逆向移動(dòng),因此k正增大的倍數(shù)<k逆增大的倍數(shù);故答案為:<。②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO,在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,,則=;故答案為:。5.若H2S和空氣的體積比大于0.4,則廢氣中H2S脫除效率低,若小于0.4,則H2S會(huì)部分氧化成大氣污染物SO2CO2+2H++2e-=CO+H2OCO2+H2SCO+H2O+S通入足量的O2(或空氣)Fe3+濃度增大,pH減小,使反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),且pH減小因素超過(guò)反應(yīng)Ⅲ中Fe3+濃度增大因素作催化劑(或降低反應(yīng)的活化能)30℃、pH=2.0溫度過(guò)低,反應(yīng)速率太慢,溫度過(guò)高,蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性),反應(yīng)速率會(huì)下降【詳解】(1)將第二個(gè)方程式2倍加上第一個(gè)方程式,再將得到的整體除以3,得到反應(yīng)2H2S(g)+O2(g)=2H2O(l)+2S(s)ΔH=kJ?mol?1;根據(jù)2H2S(g)+SO2(g)=2H2O(l)+3S(s),在燃燒爐中通入的H2S和空氣的體積比一般控制在0.4,若H2S和空氣的體積比大于0.4,硫化氫沒(méi)有被氧氣消耗完,則廢氣中H2S脫除效率低,若小于0.4,氧氣過(guò)量,氧氣將部分硫化氫氧化成大氣污染物SO2;故答案為:;若H2S和空氣的體積比大于0.4,則廢氣中H2S脫除效率低,若小于0.4,則H2S會(huì)部分氧化成大氣污染物SO2。(2)①根據(jù)前面信息EDTA?Fe2+-e-=EDTA?Fe3+,右邊為陽(yáng)極,左邊為陰極,再根據(jù)圖中信息得出陰極的電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-=CO+H2O;故答案為:CO2+2H++2e-=CO+H2O。②根據(jù)2EDTA?Fe3++H2S=2H++S↓+2EDTA?Fe2+和CO2+2H++2e-=CO+H2O得出協(xié)同轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)為CO2+H2SCO+H2O+S;故答案為:CO2+H2SCO+H2O+S。(3)①根據(jù)HS-+2Fe3+S↓+2Fe2++H+,濾液Fe2+,在酸性環(huán)境,需進(jìn)行再生,較經(jīng)濟(jì)的再生方法是通入足量的O2(或空氣)將亞鐵離子變?yōu)殍F離子;故答案為:通入足量的O2(或空氣)。②圖中當(dāng)Fe3+的濃度大于10g·L?1時(shí),濃度越大,脫硫率越低,這是由于Fe3+濃度增大,pH減小,增加了氫離子濃度,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的化學(xué)平衡逆向移動(dòng),pH減小因素超過(guò)反應(yīng)Ⅲ中Fe3+濃度增大因素;故答案為:Fe3+濃度增大,pH減小,使反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),且pH減小因素超過(guò)反應(yīng)Ⅲ中Fe3+濃度增大因素。(4)①硫桿菌存在時(shí),F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的3×105倍,加快反應(yīng)速率,說(shuō)明菌的作用是其催化作用;故答案為:作催化劑(或降低反應(yīng)的活化能)。②根據(jù)圖中信息使用硫桿菌的最佳條件是30℃、pH=2.0。該反應(yīng)必須在適應(yīng)的溫度下,才能有利于反應(yīng)的進(jìn)行,其原因可能是溫度過(guò)低,反應(yīng)速率太慢,溫度過(guò)高,蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性),反應(yīng)速率會(huì)下降,即在適當(dāng)溫度下,硫桿菌活性最大,其催化效果最好;故答案為:30℃、pH=2.0;溫度過(guò)低,反應(yīng)速率太慢,溫度過(guò)高,蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性),反應(yīng)速率會(huì)下降。6.c(CO2)2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)△H1=+(2a+b)kJ?mol?1保持O2的濃度,降低CO2的濃度,使平衡正向移動(dòng),提高碳酸錳的轉(zhuǎn)化率濕空氣中,350℃左右干空氣中沒(méi)有催化劑,反應(yīng)速率比濕空氣中慢,8h時(shí)未達(dá)到平衡【分析】(1)①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義來(lái)書寫;②將第i方程式乘以2,再加上第ii個(gè)方程式得到焙燒MnCO3制取MnO2的熱化學(xué)方程式。(2)焙燒(裝置如圖1)時(shí)持續(xù)通入空氣,并不斷抽氣主要利用平衡移動(dòng)原理分析。(3)①根據(jù)圖中的信息得出;②根據(jù)濕空氣中會(huì)吸收部分的二氧化碳及平衡移動(dòng)來(lái)分析?!驹斀狻?1)①反應(yīng)i的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是生成物濃度的系數(shù)次方之積除以反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方之積,因此K=c(CO2);故答案為:c(CO2)。②將第i方程式乘以2,再加上第ii個(gè)方程式得到焙燒MnCO3制取MnO2的熱化學(xué)方程式是2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)△H1=+(2a+b)kJ?mol?1;故答案為:2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)△H1=+(2a+b)kJ?mol?1。(2)焙燒(裝置如圖1)時(shí)持續(xù)通入空氣,并不斷抽氣的目的是不斷的移出CO2,降低CO2的濃度,保持O2的濃度,使平衡正向移動(dòng),提高碳酸錳的轉(zhuǎn)化率;故答案為:保持O2的濃度,降低CO2的濃度,使平衡正向移動(dòng),提高碳酸錳的轉(zhuǎn)化率。(3)①根據(jù)圖中的信息得出常壓下,要提高M(jìn)nCO3的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)選擇的生產(chǎn)條件是濕空氣中,350℃左右焙燒68h;故答案為:濕空氣中,350℃左右。②圖3中,焙燒8h時(shí),MnCO3的轉(zhuǎn)化率:干空氣<濕空氣,原因是濕空氣中會(huì)吸收部分的二氧化碳,降低二氧化碳的濃度,平衡有利于正向移動(dòng),增大碳酸錳的轉(zhuǎn)化率,也可能濕空氣有催化劑,提高反應(yīng)速率;故答案為:干空氣中沒(méi)有催化劑,反應(yīng)速率比濕空氣中慢,8h時(shí)未達(dá)到平衡?!军c(diǎn)睛】化學(xué)平衡題型是??碱}型,主要考查熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡表達(dá)式、利用平衡移動(dòng)原理分析平衡移動(dòng)、實(shí)際工業(yè)中的選擇。7.(3bac)p1<p2<p3Ka=Kb<Kc66.7%(或0.667)3.2Mpa催化劑的催化效率降低2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O6【分析】(1)第二個(gè)方程式2倍減去第一個(gè)方程式,再減去第三個(gè)方程式。(2)①根據(jù)平衡移動(dòng)來(lái)分析壓強(qiáng)關(guān)系,根據(jù)溫度變化來(lái)判斷平衡常數(shù);②分別假設(shè)計(jì)算出CO、CO2物質(zhì)的量,再計(jì)算CO2的轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)。(3)根據(jù)圖中信息分析出催化劑的催化效率降低。(4)根據(jù)分析,左側(cè)CO2轉(zhuǎn)化為乙烯,化合價(jià)降低,得到電子,根據(jù)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O分析電子轉(zhuǎn)移與消耗硫酸關(guān)系?!驹斀狻?1)第二個(gè)方程式2倍減去第一個(gè)方程式,再減去第三個(gè)方程式得到CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=(3b-a-c)kJ·mol?1;故答案為:(3b-a-c)。(2)①?gòu)?00℃分析,從下到上,CO體積分?jǐn)?shù)增大,則說(shuō)明平衡正向移動(dòng),該反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),即減小壓強(qiáng),因此壓強(qiáng)p1、p2、p3的大小關(guān)系是p1<p2<p3;Ka、Kb、Kc為a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù),a、b溫度相等,則平衡常數(shù)相等,b、c壓強(qiáng)相同,溫度不同,溫度升高,CO體積分?jǐn)?shù)增大,平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)變大,因此其大小關(guān)系是Ka=Kb<Kc;故答案為:p1<p2<p3;Ka=Kb<Kc。②900℃、1.0MPa時(shí),足量碳與amolCO2反應(yīng)達(dá)平衡后,CO的體積分?jǐn)?shù)為為80%,則CO2的體積分?jǐn)?shù)為20%,假設(shè)平衡時(shí)CO物質(zhì)的量為0.8mol,CO2物質(zhì)的量為0.2mol,則CO2改變量為0.4mol,因此CO2的轉(zhuǎn)化率為,該反應(yīng)的平衡常數(shù);故答案為:66.7%(或0.667);3.2Mpa。(3)根據(jù)圖中信息,250~300℃時(shí),乙酸的生成速率降低的主要原因是催化劑的催化效率降低;故答案為:催化劑的催化效率降低。(4)以鉛蓄電池為電源可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯,其原理如圖所示,電解所用電極材料均為惰性電極。根據(jù)分析,左側(cè)CO2轉(zhuǎn)化為乙烯,化合價(jià)降低,得到電子,為陰極,因此陰極上的電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O;根據(jù)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O分析,轉(zhuǎn)移2mol電子,反應(yīng)2mol硫酸,每生成0.5mol乙烯,轉(zhuǎn)移6mol電子,所以理論上需消耗鉛蓄電池中6mol硫酸;故答案為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O;6?!军c(diǎn)睛】化學(xué)平衡綜合題型是??碱}型,主要考查蓋斯定律、化學(xué)平衡移動(dòng)及平衡常數(shù),電化學(xué)等知識(shí)。8.放熱<2ΔH1-3ΔH2-ΔH32CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1小于環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌使其充分反應(yīng)【分析】根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)所含能量的大小關(guān)系可分析出反應(yīng)吸放熱類型;根據(jù)蓋斯定律,通過(guò)其他焓變已知的熱化學(xué)方程式即可計(jì)算未知反應(yīng)的焓變;根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可書寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式,再根據(jù)蓋斯定律借助其他焓變已知的熱化學(xué)方程式即可計(jì)算未知反應(yīng)的焓變;書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí),一定要注意燃燒熱的定義;根據(jù)物質(zhì)所含能量的多少,即可判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性;在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中,用到的最為特別的儀器即為環(huán)形玻璃攪拌棒,一方面要注意該儀器的材質(zhì)為玻璃,另一方面注意該儀器并非普通的玻璃攪拌棒,但作用幾乎等同?!驹斀狻?1)由圖可知,反應(yīng)物的能量更高,因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng),;(2)由題可知,方程式Ⅳ:可由方程式Ⅰ:和方程式Ⅱ:以及方程式Ⅲ:,經(jīng)過(guò)如下運(yùn)算得到:Ⅳ=2Ⅰ3ⅡⅢ;因此其焓變可表示為:;(3)由平衡常數(shù)表達(dá)式可知,該反應(yīng)的方程式為④:;其可由方程式①②③經(jīng)過(guò)如下運(yùn)算得到:④=①③+2②,即方程式④的焓變可表示為ΔH4=ΔH1ΔH3+2ΔH2,代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得該反應(yīng)焓變?yōu)?46.5kJ/mol,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:;(4)甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol,即1mol甲烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)水會(huì)放出890.3kJ的熱量,所以表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:;(5)由圖可知,金剛石所含的能量更高,所含能量越高的物質(zhì)越不穩(wěn)定,因此金剛石穩(wěn)定性小于石墨的穩(wěn)定性;(6)在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中,使用的A是環(huán)形玻璃攪拌棒,其作用即攪拌溶液使酸與堿能充分反應(yīng)。9.
2無(wú)色483.6>正反應(yīng)增大未達(dá)到AgNO3Cu-2e-=Cu2+【分析】(1)根據(jù)鹽類水解原理分析解答;根據(jù)pH計(jì)算表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算;根據(jù)滴定原理及指示劑的變色范圍分析解答;(2)根據(jù)反應(yīng)熱與反應(yīng)物物質(zhì)的量的關(guān)系分析解答;(3)根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式及平衡移動(dòng)原理分析解答;(4)根據(jù)原電池原理及電解池原理分析解答?!驹斀狻浚?)①在溶液中,強(qiáng)堿弱酸鹽,強(qiáng)酸弱堿鹽或弱酸弱堿鹽電離出來(lái)的離子與水電離出來(lái)的H+與OH生成弱電解質(zhì)的過(guò)程叫做鹽類水解,所以能發(fā)生水解反應(yīng)的是,故答案為:;②鹽酸屬于強(qiáng)電解質(zhì),完全電離,c(H+)=c(HCl)=0.0100mol/L,pH=lgc(H+)=lg102=2,故答案為:2;③酚酞在堿性溶液中為紅色,當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)溶液為中性,所以溶液變?yōu)闊o(wú)色,故答案為:無(wú)色;(2)①反應(yīng)熱和參加反應(yīng)的反應(yīng)物物質(zhì)的量成正比,則H2與O2反應(yīng)生成2molH2O(g)時(shí)放出的熱量為241.8kJ×2=483.6kJ,則熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=483.6kJkJ/mol,故答案為:483.6;②由C(石墨,s)=C(金剛石,s)△H>0知,反應(yīng)吸熱,反應(yīng)物石墨能量低,物質(zhì)能量越低越穩(wěn)定,則穩(wěn)定性:石墨>金剛石,故答案為:>;(3)①增大反應(yīng)物濃度,根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故答案為:正反應(yīng);②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),K增大,故答案為:增大;③Qc=<0.263,則未達(dá)到平衡,故答案為:未達(dá)到;(4)①右側(cè)為原電池的正極,電極反應(yīng)為Ag++e=Ag,則X溶液為AgNO3,故答案為:AgNO3;②圖二裝置為電解池,在鐵件上鍍銅,鐵作陰極,則銅作陽(yáng)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)是Cu2e=Cu2+,故答案為:Cu2e=Cu2+。10.2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=–127.9kJ·mol1②④②A0.06mol·L1·min1112.5升高溫度,反應(yīng)①②的反應(yīng)速率均加快,但反應(yīng)②的反應(yīng)速率變化更大【分析】Ⅰ⑴根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算。⑵①減小壓強(qiáng),向體積增大即逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率減小;②增大H2的濃度,平衡正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大;③加入適當(dāng)催化劑,加快反應(yīng)速率,平衡不移動(dòng),轉(zhuǎn)化率不變;④分離出H2O(g),平衡正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大。⑶①N點(diǎn)溫度高,但催化效率低,因此N的速率不一定最大;②從M點(diǎn)到N點(diǎn),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),因此M點(diǎn)的平衡常數(shù)比N點(diǎn)的平衡常數(shù)大;③溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高,平衡逆向移動(dòng),乙烯的平衡產(chǎn)率減?。虎軐?shí)際反應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行,平衡正向進(jìn)行,雖然提高CO2的轉(zhuǎn)化率,但催化劑的活性,反應(yīng)速率減小,經(jīng)濟(jì)效率低。Ⅱ⑷在T1溫度下,相同時(shí)間內(nèi),催化劑A轉(zhuǎn)化率最大。⑸根據(jù)轉(zhuǎn)化率和速率公式進(jìn)行計(jì)算CO2的濃度表示的反應(yīng)速率。⑹建立三段式,再進(jìn)行計(jì)算平衡常數(shù)。⑺表中數(shù)據(jù)說(shuō)明,升高溫度,可能升高溫度,反應(yīng)①②的反應(yīng)速率均加快,但反應(yīng)②的反應(yīng)速率變化更大?!驹斀狻竣瘼艑⒌谝粋€(gè)方程式乘以2加第二個(gè)方程式,得到CO2與H2反應(yīng)反應(yīng)合成乙烯的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.9kJ·mol1;故答案為:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.9kJ·mol1。⑵①減小壓強(qiáng),向體積增大即逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率減小,故①不符合題意;②增大H2的濃度,平衡正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大,故②符合題意;③加入適當(dāng)催化劑,加快反應(yīng)速率,平衡不移動(dòng),轉(zhuǎn)化率不變,故③不符合題意;④分離出H2O(g),平衡正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大,故④符合題意;綜上所述,答案為:②④。⑶①N點(diǎn)溫度高,但催化效率低,因此N的速率不一定最大,故①錯(cuò)誤;②從M點(diǎn)到N點(diǎn),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),因此M點(diǎn)的平衡常數(shù)比N點(diǎn)的平衡常數(shù)大,故②正確;③溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高,平衡逆向移動(dòng),乙烯的平衡產(chǎn)率減小,故③錯(cuò)誤;④實(shí)際反應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行,平衡正向進(jìn)行,雖然提高CO2的轉(zhuǎn)化率,但催化劑的活性,反應(yīng)速率減小,經(jīng)濟(jì)效率低,故④錯(cuò)誤;綜上所述,答案為:②。Ⅱ⑷在T1溫度下,相同時(shí)間內(nèi),催化劑A轉(zhuǎn)化率最大,因此催化效果最佳的是催化劑;故答案為A。⑸T2溫度下,若反應(yīng)進(jìn)行10min達(dá)到圖中a點(diǎn)狀態(tài),用CO2的濃度表示的反應(yīng)速率;故答案為:0.06mol·L1·min1。⑹圖中b點(diǎn)已達(dá)平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)化率為60%,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù);故答案為:112.5。⑺表中數(shù)據(jù)說(shuō)明,升高溫度,可能升高溫度,反應(yīng)①②的反應(yīng)速率均加快,但反應(yīng)②的反應(yīng)速率變化更大,而此甲醇的選擇性降低,其原因是升高溫度,反應(yīng)①②的反應(yīng)速率均加快,但反應(yīng)②的反應(yīng)速率變化更大。11.90.1kJ·mol1CO2C+O2化學(xué)平衡狀態(tài)<16.67%20正極3CO2+18H++18e→CH3CH=CH2+6H2O【分析】(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;(2)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)物為二氧化碳,生成物為炭黑和氧氣;(3)根據(jù)圖像可知,升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,且逆反應(yīng)速率增大的程度大于正反應(yīng)速率,則升高溫度,平衡逆向移動(dòng),逆向反應(yīng)為吸熱,則正反應(yīng)為放
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