2020屆高三化學二輪-化學反應原理綜合題

2020屆高三化學

——化學反應原理綜合題

一、填空題(本大題共3小題)

1.碳和氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。回答下列問題：

(1)三氯化氮(NCb)是一種黃色、油狀、具有刺激性氣味的揮發(fā)性有毒液體，各原子

均滿足8電子穩(wěn)定結構。其電子式是o氯堿工業(yè)生產(chǎn)時，由于

食鹽水中通常含有少量NH4CI,而在陽極區(qū)與生成的氯氣反應產(chǎn)生少量NCb，該

反應的化學方程式為。

(2)一定條件下，不同物質的量的CO2與不同體積的LOmol/LNaOH溶液充分反應放

出的熱量如下表所示：

反應序號n(CO2)/molV(NaOH)/L放出的熱量/kJ

10.50.75a

21.02.00b

該條件CO?與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學反應方程式為

(3)利用CO可以將NO轉化為無害的用，其反應為:2NO(g)+2CO(g)^N2(g)

+2CO2(g),向容積均為0.1L的甲、乙兩個恒溫(溫度分別為300℃、T℃)容器中分

別加入2.00molNO和2.00molCO,測得各容器中n(CO)隨反應時間t的變化情況如

下表所示：

t/min04080120160

n甲(CO)/mol2.001.501.100.800.80

n乙(CO)/mol2.001.451.001.001.00

①甲容器中,0?40min內(nèi)用NO的濃度變化表示的反應速率v(NO)=

②該反應的AH―0(填或)。

③甲容器反應達到平衡后，若容器內(nèi)各物質的量均增加1倍，則平衡（填”正

向”、“逆向”或“不”）移動。

（4）常溫下，在（NH4）2C2（）4溶液中，反應NH4++C2O/+H2OUNH3-H2O+HC2O4一的平

衡常數(shù)K=o（已知常溫下，NH3-H2。的電離平衡常數(shù)Kb=2xl（y5,

25

H2c2O4的電離平衡常數(shù)Kal=5xl0,Ka2=5xl0-）

（5）在酸性電解質溶液中，以惰性材料作電極，將CO2轉化為丙烯的原理如圖所示

①太陽能電池的負極是（填"a”或"b”）

②生成丙烯的電極反應式是______________________________

2.甲醛在木材加工、醫(yī)藥等方面有重要用途。甲醇直接脫氫是工業(yè)上合成甲醛的新方

法：CH3OHUHCHO+H2,有研究指出，催化反應的部分機理如圖1,回答下列問

題：

HCHO圖1

（1）根據(jù)上述信息，請寫出甲醇脫氫制甲醛時發(fā)生的副反應方程式

;已知：甲醇、甲醛、氫氣的燃燒熱分別為akJ/moh

bkJ/mohckJ/mol,則反應CH3OH（1）UHCHO（g）+H2（g）的AH=kJ/moL

（用含有a、b、c字母的式子表示）。

(2)下圖分別表示在某一條件下，溫度對某種催化劑催化脫氫性能的影響(圖2)以

及溫度對氣體平衡分壓的關系(圖3),回答下列問題：

①結合上圖，請用相關原理解釋：在圖2中，650℃之后，甲醇生成甲醛的轉化率

隨溫度升高而下降的可能原因____________________________;

②如圖3,A溫度下，在恒容密閉容器中，起始充入CH3OH,若起始壓強為Po(單

位：Pa),達到平衡時，甲醇生成甲醛的轉化率為(用含有Po的式子表

示);

計算反應CH30H(g)UHCHO(g)+H2(g)在該溫度時的平衡常數(shù)

KP=(用平衡分壓代替平衡濃度計算，單位省略)；

③甲醇脫氫制甲醛，為了抑制副反應的進行同時提高甲醛的轉化率，可采取的措施

有。

⑶吹脫是處理甲醛廢水的一種工藝，吹脫速率可用方程v=0.025c(mg?L±h-i)表示

(其中c為甲醛濃度)，下表為常溫下甲醛的濃度隨吹脫時間變化數(shù)據(jù)。

吹脫時間(h)05213753

甲醛濃度

100008000400020001000

(mg/L)

則當甲醛濃度為2000mg.LT時，其吹脫速率v=mgl-LhT；分析上表

數(shù)據(jù)，若甲醛起始濃度為5000mg.LI當甲醛濃度降為2500mg-LL則吹脫時間

為ho

3.草酸(H2c2O4)是生物體的一種代謝產(chǎn)物，廣泛分布于植物、動物和真菌中，并在不

同的生物體中發(fā)揮著不同的作用。

(I)草酸是一種二元有機弱酸，具有還原性。

5

⑴已知：25℃時，草酸的電離平衡常數(shù)Kai=5.0xl(T,Ka2=5.4xW;碳酸(H2co3)

7

的電離平衡常數(shù)Kal=4.4xl0-,Ka2=4.7xl(yii。

①向Na2cCh溶液中加入少量草酸溶液，發(fā)生反應的離子方程式為

②常溫下，用0.01mol-L-1的NaOH標準溶液滴定20mL0.01mol-L-1的草酸溶液,

滴定曲線如圖所示。

8.4

3

2.O

H.O

.O。

2040lz(NaOH)/mL

a點溶液呈________(填“酸”“堿”或“中”)性；b點溶液中各離子濃度的大小

關系為o

(2)酸性KMnCU溶液可將草酸氧化為CO2,還原產(chǎn)物為Mr?*,該反應的離子方程

式為_____________________________________________________________________

(n)草酸分解生成CO和CO2,以CO或CO2,為原料均可制得甲醇。

1

(3)已知：i.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)A//1一285.(*/mol；ii.CH3OH(1)+

|02(g)=CO2(g)+2H2。(1)A//,-72G.OAJ-。則二氧化碳與氫氣反應生

成液態(tài)甲醇和液態(tài)水(該反應為可逆反應)的熱化學方程式為

(4)利用CO與H2合成甲醇的反應原理為C0(g)+2H2(g)OCH30H(g)?，F(xiàn)向一容積可

變的密閉容器中充入lOmolCO(g)和20moi比業(yè))發(fā)生上述反應，CO的平衡轉化率

(a)與溫度(T)、壓強(p)的變化關系如圖所示。

①該反應為(填“放熱”或“吸熱”)反應，A、B、C三點的平衡常數(shù)

K(A)、K(B)、K(C)的大小關系為,壓強的大小關系為

pi(填“大于”“小于"或"等于")P2o

②若A點時，保持容器容積和溫度不變，向容器中再充入2moic0(g)、4moiH2(g)

和2molCH30H(g),則v正___________(填“>”或“<”)v逆。

二、簡答題(本大題共12小題)

4.化學在催化和環(huán)境領域發(fā)揮著越來越重要的作用。最新研究表明，大氣污染物N20

與CO可在Fe+(或Pt?。*)表面實現(xiàn)“無害化轉化”，反應方程式為：N2O(g)+

CO(g)^CO2(g)+N2(g)AH。該反應的能量變化及反應歷程分別如圖1和圖2所示:

已知：①N2O(g)+Fe+(s)=N2(g)+FeO+(s)△&；(慢)

++

@FeO(s)+CO(g)=CO2(g)+Fe(s)AH2；(快)

(1)“無害化轉化”反應的△!!=kJ-mol1o

(2)吸附在Fe+(s)表面的物質主要是(填字母)。

a.N2O(g)b.CO(g)c.N2(g)d.CO2(g)

(3)由圖1分析，反應②比反應①更快的原因是

(4)在兩個1L恒容密閉容器中，均充入等物質的量的N2O(g)和CO(g),分別以

Fe+和Pt?。*作催化劑，實現(xiàn)無害化轉化。反應進行相同的時間后，測得CO的轉化

率a(CO)隨反應溫度的變化情況如圖3所示。

a(CO)

用

電

器

N2O>CO2

圖4

①800K時，a(CO)相交于d點的原因是?

②900K時，“無害化轉化”反應的平衡常數(shù)K=(保留兩位小數(shù))。

(5)某研究性學習小組使用熔融的Na2cCh為電解質，將反應N2O(g)+

CO(g)uCC)2(g)+N2(g)設計成了燃料電池(如圖4)。該燃料電池工作時COg從

極流向極，負極的電極反應為o

5.(1)已知在常溫常壓下：

①CH3cH20H(l)+3O2(g)U2cC)2(g)+3H2O(g)AHi=-1366kJ-moF1

②2co(g)+O2(g)=2CO2(g)AH2

1

③H2O(g)=H2O(l)AH3=-44kJ-mor

1

④CH3cH20H⑴+2Ch(g)U2CO(g)+3H2O(l)AH4=-932kJ-mor

則CO的燃燒熱AH=o

(2)一定條件下，在體積為3L的密閉容器中反應CO(g)+2H2(g)UCH30H(g)達

到化學平衡狀態(tài)。

①反應的平衡常數(shù)表達式K=；根據(jù)下圖，升高溫度，K值將(填“增

大”、“減小”或“不變”)。

②500℃時，從反應開始到達到化學平衡，以H2的濃度變化表示的化學反應速率是

___________________O

③X點與Y點的平均速率：v(X)v(Y)；其中X點的正反應速率v正(X)與Z

點的逆反應速率v逆(Z)的大小關系為v正(X)v逆(Z)(填，，>"、“<”、，，=")。

@300℃時能夠說明該可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志是(填字

母)。

a.v生成(CH3(DH)=v生成(氏)b,混合氣體的密度不再改變

c.混合氣體的平均相對分子質量不再改變d.CO、H2,CH30H的濃度相等

⑤500℃時，將容器的容積壓縮到原來的1/2,在其他條件不變的情況下，對平衡體

系產(chǎn)生的影響是。(填字母)

a.c(H2)減少b.正反應速率加快，逆反應速率減慢

c.CH30H的百分含量增加d.重新平衡時c(H2)/c(CH3OH)減小

6.二氧化碳的有效回收利用，既能緩解能源危機，又可減少溫室效應的影響，具有解

決能源問題及環(huán)保問題的雙重意義。Zn/ZnO熱化學循環(huán)還原C02制CO的原理如

下圖所示，回答下列問題：

(1)①從循環(huán)結果看，能量轉化的主要方式是

②反應2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)AH=kJ/moL

③Zn/ZnO在反應中循環(huán)使用，其作用是o

(2)二甲醛是主要的有機物中間體，在一定條件下利用C02與H2可直接合成二甲醛:

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),儒^=3時，實驗測得CO?的平衡

轉化率隨溫度及壓強變化如下圖所示。

(,平(

衡

轉

化

率

°;(

平衡轉化率隨T、P變化

①圖中壓強PiP2(填“<”、或“=")。

②恒溫恒容的條件下，下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是

A.混合氣體平均相對分子質量不變B.混合氣體密度不變

C.容器內(nèi)壓強恒定不變D.反應速率滿足以下關系：V正（CC）2）=3V逆（?。?/p>

E.CO?、上、CH30cH3、H2O物質的量濃度之比為1:3:1:3

F.單位時間內(nèi)斷裂3NAH-H鍵的同時形成6molH-O鍵

③合成二甲醛過程中往往會生成一氧化碳，合成時選用硅鋁化合物做催化劑，硅鋁

比不同時，生成二甲醛或一氧化碳的物質的量分數(shù)不同。硅鋁比與產(chǎn)物選擇性如下

圖所示。圖中A點和B點的化學平衡常數(shù)比較：KAKB（填“＞、＜、="）。

根據(jù)以上兩條曲線，寫出其中變化規(guī)律（一條即可）：。

?

M甲

物

Mi

的

敏

分

?

%

4080120|60200硅氣;比

產(chǎn)物選擇性與硅鋁比

④在圖中畫出使用硅鋁比20化合物和使用硅鋁比60化合物做催化劑制備二甲醛的

能量變化示意圖。

能.

量

反應過程

（3）以甲醇為主要原料電化學合成碳酸二甲酯KCHsO'CO]的反應原理如下:

4cH30H+'ICO+Q型],（'（）+2Mo，由圖可知B極為電源

（填“正”或“負”）極，陽極電極反應式是。

7.乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氫具有重要意義：

1

熱裂解反應：CH3COOH(g)^2CO(g)+2H2(g)AH=+213.7kJ-moF

1

脫酸基反應：CH3COOH(g)^CH4(g)+CO2(g)AH=-33.5kJmol_

(1)CO與H2可發(fā)生甲烷化反應生成甲烷和二氧化碳，請寫出該反應的熱化學方

程式：?

(2)在密閉容器中，利用乙酸制氫，其中溫度與氣體產(chǎn)率的關系如圖。

氣

體

產(chǎn)

率

、

求

①650℃之前，脫酸基反應活化能低，速率快，故氫氣產(chǎn)率低于甲烷；650℃之

后氫氣產(chǎn)率高于甲烷，理由是隨著溫度升高后，熱裂解反應速率加快，同時

②保持其他條件不變，在乙酸中摻雜一定量水，氫氣產(chǎn)率顯著提高而CO的產(chǎn)

率下降，請用化學方程式表示：O

(3)利用納米CU2。作催化劑可控制其他的副反應。溫度為TK時達到平衡，總壓

強為pkPa,熱裂解反應消耗乙酸20%,脫酸基反應消耗乙酸60%,則乙酸體積分

數(shù)為(計算結果保留1位小數(shù))；脫酸基反應的平衡常數(shù)Kp為

kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結果保留1位小數(shù))。

(4)反應中催化劑活性會因積碳反應而降低。積碳反應方程式為CH4(g)UC(s)+

2H2(g),在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程v=kp(CH4>[p(CO2)]

-05(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時，不同p(CC)2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖

所示，則Pa(C02)、Pb(C02)、Pc(CC)2)由小到大的順序為。

積

碳

量

n

q

g

催

化

劑

)

(5)由CuCl水解再熱分解可得到納米Cu2O?CuCl的水解反應為CuCl(s)+

+

H2O(l)#CuOH(s)+Cr(aq)+H(aq)o該反應的平衡常數(shù)K與此溫度下Kw>

Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的關系為K=。

8.Cb、SO2、CO、NO等不能直接排放到大氣中，需經(jīng)過處理進行回收利用，從而達

到減排的目的。回答下列問題：

(1)已知S(s)和CO(g)的燃燒熱分別是296.0kJ-mol-、283.0kJ-mol1,則反

應2co(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s)的AH=。

(2)一定條件下，Ch與NO可化合生成重要的化工原料氯化亞硝酰(NOC1),

寫出該反應的化學方程式:；已知NOC1中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構，

其電子式為o

(3)向體積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的HC1和。2，發(fā)生反應：4HC1

(g)+O2(g)U2cb(g)+2H2O(g)AH,反應物的轉化率與溫度(T)的關

系如圖所示［已知起始時筆=1，a,和b'為平衡轉化率］。

①該反應的AH(填“>”或“<”)0。

②下列關于該反應的說法正確的是(填字母)。

A.曲線a表示HC1的轉化率B.溫度越高化學平衡常數(shù)越大

C.容器中壓強不再改變時，反應達到最大限度D.該反應只有高溫下才能自發(fā)

進行

③溫度低于450°C時，溫度升高時HC1和02的轉化率增大的原因為0

④若初始時向容器中充入的。2為1mol,5min時反應達到平衡，該溫度下。2的轉

化率為20%,則0?5min內(nèi)用Cb表示的平均反應速率為，該反應的平衡

常數(shù)Kp=［已知：氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)x體積分數(shù)，Kp為以

分壓表示的平衡常數(shù)；平衡時容器內(nèi)的總壓為po］。

9.以含1個碳原子的物質(如CO、CO?、CH4、CH30H等)為原料的碳一化學處于未來

化學產(chǎn)業(yè)的核心，成為科學家研究的重要課題。

⑴.已知CO、也、CH30H(g)的燃燒熱分別為-283.0kJ-molT、-285.8kJ.moL、

-764.5kJ-mo］T。則反應I：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=；?

(2).在Ti時，向體積為2L的恒容容器中充入物質的量之和為3moi的CO和H2,發(fā)

生反應CO(g)+2H2(g)--CH30H(g),反應達到平衡時CH30H(g)的體積分數(shù)(<p)與

喘的關系如圖所示。

①當起始畸=2時，經(jīng)過5min達到平衡，CO的轉化率為0.6,則0?5min內(nèi)平

均反應速率V(H2)=o若此刻再向容器中加入CO(g)和CH30H(g)各0.4mol,

達到新平衡時H2的轉化率將—(填“增大”“減小”或“不變”)。

②當喘=3.5時，達到平衡后，CH30H的體積分數(shù)可能是圖像中的(填

“D”“E”或“F”)點。

(3).在一容積可變的密閉容器中充有l(wèi)OmolCO和20moiH2?CO的平衡轉化率(a)

與溫度(T)、壓強(p)的關系如圖所示。

①A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、Kc的大小關系為

②若達到平衡狀態(tài)A時，容器的體積為10L,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積為

________L?

(4).以甲醇為主要原料，電化學合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示。則電源的負

極為(填“A”或“B”)，寫出陽極的電極反應式________o

及干攵

10.CO.CO?、CH30H是用途非常廣泛的化工基礎原料，回答下列問題:

(1)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質硫.已知：

C(?)+O2S)=COi(g)=—ak.J-mo/-1

CO-2(g)+C(5)=2CO(g)^H>=+bkjmol'

1

S?+O2(g)==-ck.Jnw/

請寫出CO除SO2的熱化學方程式：.

(2)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應合成甲醇：

CO(g)+2%(g)=CHaOH(g)AH,

下表所列數(shù)據(jù)是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K).

溫度250℃300℃350℃

K2.0410.2500.012

①由表中數(shù)據(jù)判斷AH0(填”或.

②某溫度下，將4moic0和8m0%充入2L的密閉容器中，充分反應后，達到平衡時，

若C0的轉化率為50%,此時的溫度為.

(3)工業(yè)上也可以用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇.

-1

已知：CO2(g)+3H2(g)=CHaOH(Z)+=-131.0AJ-moZ；

在恒容條件下，既要加快正反應速率，又要提高C02(g)的轉化率，

可采取的措施是.

(4)在催化劑作用下，CO2和C%可以直接轉化為乙酸：

-("(g)=CH3coOH(g)AH=+36J0*J-moi-1.等物質的量的CO2和

c%混合氣體在不同溫度下轉化成乙酸的生成速率變化如圖所示.

乙

酸

生

成

速

率

200300400

反應溫度/七

當溫度在250久?300。(：范圍時，乙酸的生成速率減慢的主要原因是,

當溫度在300K?400。(2范圍時，影響乙酸生成速率的主要因素是.

(5)某高溫下，CO2與足量的碳在密閉容器中能實現(xiàn)反應：

C(s)+CO>(g)u2COig)AHX).向壓強為p、體積可變的恒壓容器中充入一定

量CC>2和足量碳粉.650冤時反應達到平衡，C02在平衡混合氣中的物質的量分數(shù)為

25.0%,若氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)X體積分數(shù)，用某物質的平衡分壓代替

物質的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(記作。)，此溫度下，該反應的化學平衡

常數(shù)Kp=(用含p的代數(shù)式表示).若向平衡體系中再充入V(CO2):V(CO)=

2:3的混合氣體，平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移動.

(6)電解甲醇水溶液制氫的優(yōu)點是需要的電壓低，而且制得的氫氣比電解相同物

質的量的水多.寫出用惰性電極電解甲醇水溶液陽極的電極反應式：.

11.鈦鐵礦主要成分為FeTiC)3(含有少量MgO、Si。2等雜質)，LiJisOm和LiFePC^都是

鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦來制備，工藝流程如圖：

(1)鈦鐵礦在預處理時需要進行粉碎，其原因是O

+2+

(2)過程①中反應的離子方程式是：FeTiO3+4H+4C1-=Fe+TiOC舁+2H2O,

(3)過程①中，鐵的浸出率結果如圖1所示。由圖可知，當鐵的浸出率為80%時,

所采用的實驗條件是o

(4)過程②中固體Tit)?與雙氧水、氨水反應轉化成3%)2萬5。15溶液時，Ti元素的

浸出率與反應溫度的關系如圖2所示，反應溫度過高時，Ti元素浸出率下降的原因

是o

A

I

Ti元X8

素

浸80

出

至60

%

40

20

0ir''

3040506070

一、反應溫度

圖2

(5)在濾液B轉化為FePOq沉淀過程中發(fā)生以下反應，請配平：

2+

Fe++H3Po4=FePO4++

(6)過程③中由FePC)4制備LiFePC)4的化學方程式是。

12.苯乙晴主要用于有機合成及生產(chǎn)醫(yī)藥,農(nóng)藥的中間體，對環(huán)境有危害。常溫常壓下,

苯乙睛水解一般需加入酸堿催化劑。但研究人員發(fā)現(xiàn)，在近臨界水(指溫度在

523~623K之間的壓縮液態(tài)水)中，不加任何催化劑的情況下，苯乙睛就能發(fā)生水解

反應生成苯乙酰胺：

C6H5CH2CN(1)+H2O(1)uC6H5CH2CONH2(1)AH

(苯乙月青)(苯乙酰胺)

請回答下列問題：

(1)已知近臨界水中，水的離子積常數(shù)為10叱則此條件下，pH=7的NaAc溶液中

由水電離的c(H+)=molL、該反應不加任何催化劑就能發(fā)生的主要原因是

(2)研究反應的平衡常數(shù)(記作IgK)與溫度(T)的關系，得到如圖1所示的關系，判斷

該反應的AH0(填“>”、或“=”)。

(3)圖2表示其他條件不變時，溫度和時間對苯乙懵轉化率的影響曲線圖(不完整)。

若圖中曲線對應的溫度為523K,請你在原圖中作出溫度為583K的影響曲線。

(4)下列哪種儀器可用于分析水解反應過程中苯乙月青濃度的變化(填編號)。

A.元素分析儀B.核磁共振儀C.原子吸收光譜儀D.分光光度計

(5)科學家還在近臨界水中分別添加CO?、NH3,研究后得到了如下的圖示：

30o

-300-

25o

1250.BS

0o?20o

?4

Q15o?15o

一

摹0

0o月10o

?*

5O?5O

100200300400500時間/min100200300400500時間/min

CO2的量對苯乙晴水解速率的影響NHj的量對苯乙晴水解速率的影響

從中你可以得出什么結論(至少寫出2點)

(6)水的用途很廣，可利用太陽能光伏電池電解水制高純氧工作示意圖如圖。通過

控制開關連接K1或K2，可交替得到比和02。

①制H2時，連接，可得H2。

②改變開關連接方式，產(chǎn)生O2的電極反應式________=

⑧選用NiOOH、Ni(0H)2作為電極3材料的優(yōu)點(請結合電極反應式進行闡

述)o

13.甲醛(HCHO)俗稱蟻醛，是一種重要的有機原料。

I.利用甲醇(CH3OH)制備甲醛

脫氫法:CH30H(g)=HCHO(g)+H2(g)AHi=+92.09kJ/mol

氧化法:CH30H(g)+l/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g)AH2

(1)已知:2%也)+02他)=2氏0?AH3=-483.64kJ/mol,貝必比=

(2)圖1為甲醇制備甲醛反應的lgK(K為平衡常數(shù))隨溫度(T)的變化曲線。曲線

—(填“a”或"b”)對應脫氫法，判斷依據(jù)為o

H.甲醛的用途

(3)將甲醛水溶液與氨水混合蒸發(fā)可制得烏洛托品(結構簡式如圖2),該物質在醫(yī)藥

等工業(yè)中有廣泛用途。若原料完全反應生成烏洛托品,則甲醛與氨的物質的量之比

為o

(4)將甲醛水溶液與硫酸銀(NiSCU)混合，可用于化學鍍保。若反應過程中有CO?產(chǎn)

生，則該反應的離子方程式為-m.甲醛的檢測

(5)室內(nèi)甲醛超標會危害人體健康，通過傳感器可以監(jiān)測空氣中甲醛的含量。一種燃

料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖3所示，則b極的電極反應式為,

當電路中轉移4x10"皿。］電子時，傳感器內(nèi)參加反應的HCHO為mg?

14.甲醇是一種重要的工業(yè)原料，其可由合成氣(叢與CO)反應得到。請回答下列問題:

(1)一些物質的燃燒熱數(shù)值如下表所示:

物質燃燒熱△H/lkJnol")

co(g)-283.0

H2(g)-285.8

CH3OH(1)-726.51

則由合成氣制備液態(tài)甲醇的熱化學反應方程式為

(2)下列有關合成氣制備液態(tài)甲醇的說法正確的是o

A.Imol液態(tài)CH30H的能量低于Imol氣態(tài)CO與2mol氣態(tài)H,的能量

B.CO與比反應生成CH30H的能壘(活化能)比CH30H分解變成CO與H2的能壘

大

C.向容器中再充入一定量的氤氣，生成CH30H的速率將增大

D.使用催化效果更好的催化劑可以通過降低活化能，實現(xiàn)活化分子百分數(shù)的提高

E.CO和H2活化分子之間的碰撞均為有效碰撞

(3)一定溫度下，在一個2L的剛性容器中投入ImolCO和3m0IH2,發(fā)生反應

CO(g)+2H2(g)UCH30H(g),CH30H與CO的物質的量隨時間的變化曲線如圖所

zjKo

①lOmin內(nèi)，出反應的平均速率寸(比)==

②達到平衡時，產(chǎn)物CH30H在混合氣體中的體積分數(shù)為

(4)甲醇直接燃料電池(CH30H—熔融CO1一。2)的工作原理如圖所示。

①放電時，負極的電極反應式為_________________________________

②放電時,C01的遷移方向為(填“由A到B”或“由B到A”)。

③該電池的理論輸出電壓U=1.08V,則能量密度=kWhkg"(計

算結果保留1位小數(shù)。已知：能量密度=電池輸出電能/燃料質量，電池輸出電能

UQ=UIt=UFn(e),lkW-h=3.6xlO6J,F=96500C-mol1)o

15.(1)已知熱化學方程式：

①2c(s)+H2(g)=C2H2(g)AHi

②C(s)+02(g)=82(g)AH2

③H2（g）+：C）2（g）=也0（1）AH3

則表示C2H2燃燒熱的熱化學方程式為：

（2）利用測壓法在剛性反應器中加入2moiSO?、1mol。2,研究T℃時，反應2SO2

（g）+02（g）#2SO3（g）AH<0,體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示；

反應時間/min051015202540

壓強/kPa20.019.518.316.016.016.022.0

①平衡時，SO2的轉化率口=

②T℃,反應2sCh（g）+02（g）U2sO3（g）的平衡常數(shù)Kp=kPa"［氣

體分壓（p分）=氣體總壓（pG*體積分數(shù)，Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算

結果保留1位小數(shù)］。

③下圖分別代表焰變（AH）、混合氣體平均相對分子（M）>SO2質量分數(shù)叩（SO2）］

和混合氣體壓強（p）與反應時間（t）的關系，下列正確且能表明該反應達到平衡

狀態(tài)的是（填序號）。

④40min時，改變的條件可能是（寫2點）。

（3）工業(yè)上可用Na2s。3溶液吸收SO2,25℃時用1mol/L的Na2s。3溶液吸收SO2,

當溶液pH=7時，溶液中各離子濃度大小關系為0（已知H2SO3的電離

8

常數(shù)Kai=1.3x10"，Ka2=6.2xl0-）

（4）欲用1LNa2cCh溶液將0.01molBaSCU全部轉化為BaCO3,則Na2cO3溶液

的最初濃度應不低于=［已知常溫下，Ksp（BaCO3）=2.5xl（y9,Ksp（BaSO4）

=l.OxlO-10］

答案和解析

.【答案】⑴咆胃

1qNHC1+3C1=NC1+4HC1；

?Cl*423

(2)CO2(g)+NaOH(aq)=NaHC03(aq)△H=-(4a-b)kJ/mol；

(3)?0.125mol/(L*min)；②V；③正向；

(4)1x10?；

+

(5)①a；②3CO2+18H+18e=C3H6+6H2O

【解析】【分析】

本題考查化學原理的知識，包含蓋斯定律的應用、化學反應速率的計算、電極反應的書

寫、化學平衡的移動、化學平衡常數(shù)和轉化率的計算，為常見題型，均為高頻考點，注

意等效平衡原理的應用帶來解題的方便，題目難度中等。

【解答】

????

(1)三氯化氮(NC13)其原子均滿足8e-結構，形成三個共用電子對，電子式為：

：CI：

氯化鐵和氯氣反應生成三氯化氮和氯化氫，反應的化學方程式為：

NH4CI+3cb=NCb+4HCl,

故答案為:NH4C1+3C12=NC13+4HC1；

(2)根據(jù)圖表提供的信息，則有：

@0.5CO2(g)+0.75NaOH(叫)=0.25Na2c。3(叫)+0.25NaHCO3(叫)+0.25H2O(aq)

△Hi=-akJ/mol,

②CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CC)3(aq)+H2O(aq)AH2=-bkJ/moL

該條件下CO?與NaOH溶液反應生成NaHCO3的化學方程式為：CO2(g)+NaOH(aq)

=NaHCO3(aq),該反應可由①x4-②得到，根據(jù)蓋斯定律，該反應的焰變?yōu)?/p>

△H=4AHI-AH2=-(4a-b)kJ/mol,

故答案為:CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)AH=-(4a-b)kJ/mol；

(3乂￡)甲容器中,0~40111由內(nèi)NO轉化的物質的量為△n(NO)=2.00mol-l.50moi=0.50moL

反應時間為△t=40min,則用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)

Ano.50mol

o-iL=0.125mol/(L*min),

△t40min

故答案為：0.125moV(L?min)；

②對比甲容器和乙容器，相同時間內(nèi)乙容器轉化的NO的量更多，表明乙容器的化學反

應速率更快，則乙容器溫度更高，溫度升高，最終平衡時產(chǎn)物的量減少，表明隨著溫度

升高，有助于逆反應進行，因此正反應為放熱反應，即AHVO,

故答案為：＜;

③甲容器反應達到平衡后，若容器內(nèi)各物質的量均增加1倍，相當于增大壓強，體積縮

小，則平衡移動向氣體物質的量減小的方向移動，即正向移動，

故答案為：正向；

+2

(4)常溫下，在(NH4)2c2。4溶液中，M/SNH4+C2O4+H2O#NH3?H2O+HC2O4-W

平衡常數(shù)

14

Kc(HC2ODc(NH3-H2。)C(HC2O1)C(NH3-H2O)XC(OH-)C(H+]_%10__1x1()-5

-C(NH+)C(C202-)-C(NH+)C(C202-)Xc(OH-)c(H+)-KbXKaz_2X10-5X5X10-5-'

故答案為：lx：!。。；

(5)①右側放出氧氣發(fā)生氧化反應，則b為正極，a為負極，故答案為：a；

②電解時，二氧化碳在b極上生成丙烯，得到電子，電極反應式為：

+

3CO2+18H+18e=C3H6+6H2O,

+

故答案為：3CO2+18H+18e=C3H6+6H2O0

2.【答案】(1)CH3OHUCO+2H2(或者CH3OH=CO+2H2)；(b+c-a)；

(2)①溫度升高，催化劑活性降低；

X1()0%；104.88；

③向反應容器中通入一定量的CO；

(3)50；I60

【解析】【分析】

本題主要考查了化學反應原理的綜合知識，涉及反應熱、化學平衡的相關計算，明確反

應原理、看懂圖像是解題關鍵，難度一般。

【解答】

(1)根據(jù)圖1可知，甲醇脫氫制甲醛時發(fā)生的副反應方程式為：CH3OHUCO+2H2(或

者CH3OH=CO+2H2)；已知甲醇、甲醛、氫氣的燃燒熱分別為akJ/mol、bkJ/mol、ckJ/mol,

①CH30H(1)+|O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)AH=-akJ/mol,②HCHO(g)+O2(g)

=CO2(g)+H2O(1)AH=-bkJ/mol,③H2(g)+|o2(g)=H2O(1)AH=-ckJ/mol,根

據(jù)蓋斯定律，①-②-③得CH30H(1)UHCHO(g)+H2(g),AH=(b+c-a)kJ/mol,

故答案為：CH3OHUCO+2H2(或者CH3OH=CO+2H2)；(b+c-a)；

(2)①650℃之后，甲醇生成甲醛的轉化率隨溫度升高而下降，可能是由于催化劑的

失活引起的；故答案為：溫度升高，催化劑活性降低；

②根據(jù)圖3可知，A溫度下，到達平衡時，甲醛的壓強為10143pa,再根據(jù)方程式甲醇

和甲醛的化學計量數(shù)比為1:1,所以消耗掉的甲醇為104-43Pa,所以甲醇生成甲醛的轉化

率為若在該溫度時的平衡常數(shù)，p(HCHO>p(H2)104.78xio4-43

x100%;Kp==10488；故

104.33

p(CH3OH)

H)1-43

答案為：LR—xW()%；IO488；

③結合副反應的方程式：CH3OH#CO+2H2,甲醇脫氫制甲醛，為了抑制副反應的進行

同時提高甲醛的轉化率，可向反應容器中通入一定量的CO；故答案為：向反應容器中

通入一定量的CO；

(3)吹脫速率可用方程v=0.025c(mgLLh")表示(其中c為甲醛濃度)，則當甲醛濃度為

2000mg1"時，其吹脫速率v=0.025X2000mg-L，h"=50mg-!？?!？；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，

甲醛濃度每減少一半，需要的時間都是16h,所以若甲醛起始濃度為5000mg-L”，當甲

醛濃度降為2500mg-I?,正好減少一半，吹脫時間應為16h；故答案為：50；16。

2-

3.【答案】I.(1)①2co3,H2c2O4=2HCO3-+C2O42-；②酸；c(Na*)>c(C2O4)

+

>c(OH)>c(HC2O4)>c(H)；

+2+

(2)2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2t+8H2O；

n.(3)C02(g)+3H2(g)=CH30H(1)+H20(1)AH=+298.5kJ/mol；

(4)①放熱；K(A)=K(B)>K(C)；小于；②〉。

【解析】【分析】

本題主要考查了弱電解質的電離、中和滴定曲線的分析、離子濃度大小的比較、離子方

程式書寫、熱化學方程式的書寫、化學平衡曲線及計算，難度中等，理解掌握中和滴定、

氧化還原滴定的原理是解題關鍵，是對所需知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎

知識與分析問題、解決問題的能力。

【解答】

I.(1)①根據(jù)電離平衡常數(shù)可知：酸性：H2C2O4>HC2O4>H2CO3>HCO3-,故往Na2cO3

溶液中加入少量草酸溶液，反應生成HCCh-和C2O43,故離子方程式為：

22-

2CO3+H2C2O4=2HCO3+C2O4,

故答案為：2co32-+H2c2O4=2HCO3-+C2O4、；

②a點溶液中溶質為NaHC2C>4,HC2O4-的水解常數(shù)為冷=含=上三,2=5.4*1。3,HCo-

的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性；b點溶液中溶質為Na2c2O4,C2O42一水解溶液顯

堿性，水也電離出氫氧根離子，所以c(OH)>c(HC2O4D，則溶液中正確的離子濃

+2-+

度關系為：c(Na)>c(C2O4)>c(OH)>c(HC2O4)>c(H),

+2+

故答案為：酸；c(Na)>c(C2O4')>c(OH)>c(HC2O4)>c(H)；

(2)高錦酸鉀具有強氧化性,在酸性條件下將H2c2O4氧化為C02,自身被還原為MnSO4,

反應方程式為：2KMnCU+5H2c2O4+3H2so4=2MnSCU+K2so4+10CO2T+8H2。，離子方程

式為：2MnO/+5H2c2C)4+6H+=2Mn2++10CO2T+8H2O,

故答案為：2MnO445H2c2C)4+6H+=2Mn2++10CO2t+8H2O；

H.(3)已知：①2H2(g)+02(g)=2H2O(1)AHi=-285.0kJ/mol

②CH30H(1)+|t)2(g)=CO2(g)+2H2O(1)A/7.-726.M,則二氧化碳與氫

氣反應生成液態(tài)甲醇和液態(tài)水的化學方程式為：CO2(g)+3H2(g)UCH30H(1)+H2O

(1),反應可由①x|-②得到，根據(jù)蓋斯定律，該反應的焰變?yōu)椤?!=(-285.0kJ/mol)x|-

(-726.0kJ/mol)=+2