2021年高考化學掃描考點微49 化學反應原理綜合題（解析版）

49化學反應原理綜合題

【基礎拿分練】

i.對下列實驗的描述正確的是（）

CuZn

ChS。博液

A.圖甲所示的實驗：根據(jù)溶液顏色變化可比較Zn、Cu的金屬活潑性

B.圖乙所示的實驗：根據(jù)小試管中液面的變化判斷鐵釘發(fā)生析氫腐蝕

C.圖丙所示的實驗：根據(jù)溫度計讀數(shù)的變化用濃硫酸和NaOH反應測定中和熱

D.圖丁所示的實驗：根據(jù)兩燒瓶中氣體顏色的變化判斷2NO2（g）=N2O4（g）是吸熱反應

【答案】A

【解析】A項，CuS04溶液中的Ci?+在Cu極（正極）上析出，說明Zn在反應中失去電子，說明Zn比Cu

活潑；B項，應該發(fā)生吸氧腐蝕；C項，不能用濃硫酸測定中和熱；D項，2NO2（g）=N2O4（g）是放熱反應。

2.由以下各圖能得出的正確的結論是（）

沉

淀

的

量

0V(NaOH)/mL

反應過程

甲乙T

1

A.由甲圖能量變化可知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；>-483.6kJ-mol

B.乙表示"（O2）=lmol時，高溫下C和02在密閉容器中的反應產(chǎn)物

C.丙表示電解精煉銅時溶液中Cu2+濃度隨時間的變化情況

D.T表示NaOH溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中

【答案】B

【解析】甲圖的水為氣態(tài),A項中的水為液態(tài)，由于液態(tài)水的能量小于氣態(tài)水，放出的熱量大于483.6kJ,

1

AH<-483.6kJ-mol,A錯誤；n(C)：n(O2)=l：1,生成CCh,"(C)：n(O2)=2：1,生成CO,B正確；

電解精煉銅時溶液中Cu2+的濃度減小，C錯誤；Ca(HCO3)2溶液中加入NaOH溶液，立即就有CaCCh沉淀

生成，D不正確。

3.化學中常用圖像直觀地描述化學反應的進程或結果。下列圖像描述正確的是()

S

70.10

導電性(/)\Fe(OH)3jCij(OH)2

20.05

S

0

1234567TH

新加入物質(zhì)的量難溶金展，氫氧化物的s-pH圖

③④

A.根據(jù)圖①可判斷可逆反應"A2(g)+3B2(g)2AB3(g)”的AH>0

B.圖②表示壓強對可逆反應2A(g)+2B(g)3C(g)+D⑸的影響，乙的壓強大

C.圖③可表示乙酸溶液中通入氨氣至過量過程中溶液導電性的變化

D.根據(jù)圖④，若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入適量CuO,至pH在4左右

【答案】D

【解析】根據(jù)圖①溫度升高平衡向逆反應方向移動，可判斷可逆反應"A2(g)+3B2(g)^^2AB3(g)”的AH

<0；圖②表示催化劑對可逆反應2A(g)+2B(g)—03c(g)+D(s)的影響，乙使用了催化劑；圖③不能可表示

乙酸溶液中通入氨氣至過量過程中溶液導電性的變化，最關鍵一點錯誤曲線不可能與橫軸相交；根據(jù)圖④，

若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入適量CuO,降低溶液中的氫離子濃度，至pH在4左右，F(xiàn)e3+

能以Fe(OH)3沉淀完全。

4.下列化學用語書寫正確的是()

A.固體酒精是餐桌上常用的燃料，已知酒精的標準燃燒熱是一1366.8口皿0尸，則表示酒精標準燃燒熱

-1

的熱化學方程式為：C2H50H(s)+3C)2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)1366.8kJ-mol

++

B.CH3coONH4水解的離子反應方程式為：NH4+H2O-NH3H2O+H

C.電解MgCb水溶液的離子方程式：2C「+2H2?；虷2T+CI2T+2OH-

D.CO2(g)+C(s)2co(g)的化學平衡常數(shù)表達式為：KS

c(CQ)

【答案】D

【解析】酒精的標準燃燒熱表示的是液態(tài)酒精而不是固體酒精，A錯；CH3coONH4中陰陽離子均能水

解，應為CH3cOOMN+HzOCH3coOH+NH3H2O,B錯；電解MgCb水溶液的反應為：Mg2++2C1

-+2H2O^^=Mg(OH)21+H2T+CI2T,C錯；化學平衡常數(shù)表達式中沒有固體濃度，D正確。

5.下列判斷中，正確的是()

A.已知25□時NH4CN顯堿性，則25口時的電離常數(shù)K(NH3-H2O)>K(HCN)

1

B.25℃時，Mg(OH)2固體在20ml0.01mol-L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol-L」NH4cl溶液中的Ksp

小

C.pH試紙測得新制氯水的pH為4

D.FeCb溶液和Fe2(SO4)3溶液加熱蒸干、灼燒都得到FezCh

【答案】A

-+

【解析】NH4CN顯堿性說明水解程度CN>NH4,從而說明NH3H2O比HCN易電離，故A正確；“

僅與溫度有關，故B錯；pH試紙只能測量出溶液pH的范圍，且氯水能是pH試紙褪色，故C錯；H2s04

不揮發(fā)，F(xiàn)e2(SO4)3不能水解徹底，故D錯。

6.下列說法中正確的是()

A.在化學反應過程中，發(fā)生物質(zhì)變化的同時不一定發(fā)生能量變化

B.破壞生成物全部化學鍵所需要的能量大于破壞反應物全部化學鍵所需要的能量時，該反應為吸熱反

應

C.生成物的總焰大于反應物的總焰時，反應吸熱，AH>0

D.的大小與熱化學方程式的計量數(shù)無關

【答案】C

【解析】化學反應中一定有能量變化，A錯誤；B項中，A〃=反應物的鍵能總和一生成物的鍵能總和，

得AHO,故為放熱反應。

7.化學原理是中學重要基本理論之一，在日常生活和化學工業(yè)中有著廣泛應用。下列分析正確的是()

A.我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，若搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用

B.粗銅需要在電解槽中進行電解精煉得到精銅，硫酸銅溶液作為電解液濃度不變，不需要更換

C.用石墨作陽極，鐵作陰極，電解含有CnC^一的酸性工業(yè)廢水，從而生成Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀,

除Cr的污染

D.用電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀水溶液的氫氧燃料電池電解飽和碳酸鈉溶液一段時間，假設電解時溫度不

變且用惰性電極，電解后c(Na2c。3)不變，且溶液中有晶體析出

【答案】D

【解析】涂層破損后金屬鐵直接暴露在空氣中，因而搪瓷層不能對破損部位形成有效的保護，A選項錯

誤；粗銅中含有少量鋅、鐵等雜質(zhì)，比銅活潑而先失電子，但陰極上只是C/+得電子，所以電解過程中硫

酸銅溶液的濃度減小，B項錯誤。鐵作陰極，鐵不會被氧化，最終不會生成Fe(OH)3沉淀，C選項錯誤；

電解飽和碳酸鈉溶液，電解的本質(zhì)是電解水，所以電解前后碳酸鈉溶液濃度不變，但是因為水減少，所以

有晶體析出，D項正確

8.下列說法正確的是()

A.AH<0,AS>0的反應都是自發(fā)反應；AH>0,AS>0的反應任何條件都是非自發(fā)反應

B.在密閉容器發(fā)生可逆反應：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CC)2(g)

A^=-113.0kJ/mol,達到平衡后，保持溫度不變，縮小容器體積，重新達到平衡后，△”變小

C.已知：Ksp(AgCl)=1.8x10-。，Ksp(Ag2CrO4)=2.0xl0-i2,將等體積的濃度為LOxlcnmoi/L的AgNCh

溶液滴入到濃度均為1.0xl(T4moim的KC1和K2CrO4的混合溶液中產(chǎn)生兩種不同沉淀，且Ag2Cr()4沉淀先

產(chǎn)生

D.反應3H2(g)+N2(g)=^2NH3(g)AH<()在其它條件不變時，降低體系溫度達到新的平衡時，反

應速率減慢，H2的轉(zhuǎn)化率減小

【答案】D

【解析】A項，AH>0,AS>0在較高溫度下能自發(fā)；B項，與反應程度無關，不變；C項，等體

41

積溶液混合時，溶液體積增大，濃度減小，即c(Ag+尸0.5x10-4mol.L-i,c(cr)=0.5xl0-mol-L,

41+92+13

c(Ag2CrO4)=0.5xl0-molL,c(Ag)-c(Cl)=2.5xlO_>Ksp(AgCl),c(Ag)xc(Ag2CrO4)=1.25x10<

Ksp(Ag2CrO4),無Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生；D項，合成氨的反應為放熱反應，降低體系溫度，平衡正向移動，反

應速率減慢，比的轉(zhuǎn)化率增大。

9.下列說法正確的是()

A.其他條件不變加水稀釋，醋酸的電離平衡向右移動，醋酸的電離平衡常數(shù)增大

B.向明磯溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至A13+剛好沉淀完全的離子方程式為：

3+2-2+

Al+SO4+Ba+30H^=BaSO4i+Al(OH)3；

C.0.2moH?的某一元弱酸HA溶液和0.1moH/NaOH溶液等體積混合后的溶液：

2c(OH-)+c(A-)=2c(H+)+c(HA)

11

D.已知后=2.2。在25°C時，Ka(CH3coOH)=1.8x10-5,Ksp[Mg(OH)2]=1.8xlO-,

Ksp[Cd(OH)2]=2.5xl0」4,在該溫度下，某含有Mg2+、cd2+兩種離子濃度均為0.01molL」的溶液中，

加入固體醋酸鈉，使其濃度為0.9mokL",則溶液中Mg2+、Cd2+均能生成沉淀。

【答案】C

【解析】A中電離平衡常數(shù)只與溫度有關，只要溫度不變其他條件改變電離平衡常數(shù)不變，A不正確；

B正確的離子方程式為：24戶++3SO4,+3&2++6O/f===2Al。切3J+3&SO4LB不正確；C中正確關系式為

鼻C(Cff3COOZO

2d011一)+06一)=2￡<11+)+(：(1拉)，(3正確；癡=c(Cff/30tr)，所以cRMT)

=2.2xlO-5mobL,根據(jù)Ksp可以求算鎂離子不沉淀，D不正確

10.用NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列敘述正確的是()

A.5.3gNa2c。3溶于水，配成100mL溶液，溶液中COf的數(shù)目為0.05NA

B.密封保存的46gNO2氣體含有的分子數(shù)為必

C.50□時，pH=l的1.OLH2s。4溶液中含有的H+數(shù)目為0.1NA

1

D.500口、30Mpa下：N2(g)+3H2(g)：2NH3(g)△//=-38.6kJ-moP；將1.52VA的H2和過量N?

在此條件下充分反應，放出熱量19.3kJ

【答案】C

【解析】5.3gNa2c。3溶于水后COF水解,則數(shù)目小于0.05NA；密,封容器NO2氣體存在平衡2NO2

+1

N2O4,故46gNC>2氣體含有的分子數(shù)為小于NA，B項錯誤；pH=l,c(H)=0.1mol-L,1.OLH2sO4溶

液中含有的H+的物質(zhì)的量為：0.Imol-L-'xl.0L=0.1mol,數(shù)目為0.INA,C項正確；可逆反應中的反

應熱表示該反應完全進行到底時的熱效應，由于1.5moi的H2在合成氨反應中不可能完全完全轉(zhuǎn)化，因此

放出的熱量必小于19.3kJ,D項錯誤。

【易錯得分練】

1.臭氧可用于凈化空氣、飲用水的消毒、處理工業(yè)廢物和作氧化劑.

(1)臭氧幾乎可與除鉗、金、鉞、氟以外的所有單質(zhì)反應。如：

6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s)AH=-235.8kJ/moL

已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+C)2(g)AH=+62,2kJ/mol,

則常溫下反應：2O3(g)=3C>2(g)的AH=.

(2)科學家P.Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧。臭氧在陽極周圍的水中產(chǎn)生,

+

電極反應式為3H2O-6e=O3t+6H,陰極附近溶解在水中的氧氣生成過氧化氫，其電極反應式

(3)03在堿性條件下可將Na2sO4氧化成Na2s2O8。寫出該反應的化學方程式為：

g

富

空

3/(32,514)\

(0.78,34.2)\(6.24.23.1)

(4)所得的Na2s2。8溶液可降解有機污染物4-CP。原因是Na2s2。8溶液在一定條件下可產(chǎn)生強氧化性自由

基由0廣)。通過測定4-CP降解率可判斷Na2s2。8溶液產(chǎn)生SO4一?的量。某研究小組設計實驗探究了溶液酸堿

性、Fe2+的濃度對產(chǎn)生SOr?的影響。

①溶液酸堿性的影響：其他條件相同，將4-CP加入到不同pH的Na2s2。8溶液中，結果如圖a所示。由

此可知：溶液酸性增強，(填“有利于”或“不利于")Na2s2。8產(chǎn)生SO4'。

②Fe2+濃度的影響：相同條件下，將不同濃度的FeSO4溶液分別加入c(4-CP)=1.56xl(y4moi.L

22+

c(Na2s2。8尸3.12xlO-3moi.Lr的混合溶液中。反應240min后測得實驗結果如圖b所示。已知S2O8-+Fe=

23+

SO4-+SO4-+Fe?則由圖示可知下列說法正確的是(填序號)

A.反應開始一段時間內(nèi)，4-CP降解率隨Fe2+濃度的增大而增大，其原因是Fe2+能使Na2s2。8產(chǎn)生更

多的SO4-o

B.Fe2+是4-CP降解反應的催化劑

C.當c(Fe2+)過大時，4-CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+會與SOL.發(fā)生反應，消耗部分SO4一

D.4-CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增強，不利于降解反應的進行。

③當c(Fe2+)=3.2xlO-3mol.Li時，4-CP降解的平均反應速率的計算表達式為=

【答案】⑴-285.0kJ?mol"

+

⑵302+6H++6e-=3H2O2(或O2+2H+2e=H2O2)

(3)2Na2s。4+。3+H2O=Na2s2。8+2NaOH+O2

(4)①有利于②AC③生區(qū)加迎21moi力/

240

【解析】(1)①6Ag(s)+C)3(g)=3Ag2O(s),△H=-235.8kJ?mol",②2Ag2O(s)=4Ag(s)+C)2(g)，△H=+62.2kJ?mol",

根據(jù)蓋斯定律可知①x2+②x3可得到，2O3(g)=3O2(g),則反應熱

△H=(-235.8kJ?mol1)x2+(+62.2kJ?mor1)x3=-285kJ.mol^lo(2)酸性條件下電解水的方法制得臭氧，臭氧在陽

極周圍的水中產(chǎn)生，其電極反應式為3H2O-6e=O3T+6H+,陰極附近的氧氣得電子生成過氧化氫，其電極反

應式為3O2+6H++6e-=3H2C>2。(3)。3在堿性條件下可將Na2sO4氧化成Na2s2。8是一個氧化還原反應，因03

具有強氧化性，且不穩(wěn)定，容易轉(zhuǎn)變成02,故在該反應中，。3中的氧原子不是全部做氧化劑，部分化合價

不變；而Na2s04中的硫元素由+6升至+7價，所以找出相應的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物后，

用缺項配平法得化學方程式為：2Na2s04+O3+H2O=Na2s2O8+2NaOH+。2。(4)①右圖a中明顯可以看出，

隨著橫坐標pH的增大，4-CP降解率逐漸減小，而起到降解作用的是具有強氧化性的自由基母0廣)，所以

講解率降低說明強氧化自由基減少，所以酸性增強才有利于Na2s2。8產(chǎn)生SOr。②根據(jù)圖b可以看出，開

始的一段時間內(nèi)隨著橫坐標Fe2+濃度增大，4-CP降解率在增大，所以說明在這段時間內(nèi)，F(xiàn)e2+能使Na2s2。8

產(chǎn)生更多的SOr，A正確。強氧化性自由基是通過S2O82-+Fe2+=SO「+SO42-+Fe3+反應產(chǎn)生的，所以Fe?+

不是講解反應的催化劑，B錯誤;因為自由基S04一?有強氧化性，所以若Fe2+濃度過大，則來不及反應的

Fe2+會被生成的自由基氧化，導致自由基減少，降解率下降，C正確，D錯誤；故選AC；③當c(Fe2+)=3.2

xlOTmoli/i時,從圖像b中可以找到此時的降解率52.4%,而初始濃度為c(4-CP尸1.56'10-4moR/i,所以

在240min內(nèi)的反應速率v=AC/At=52-4%xl-56x10-4mol-L1-mm1o

240

2.過量排放含氮物質(zhì)會污染大氣或水體，研究氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化，對降低含氮物質(zhì)的污染有

著重大的意義。

(1)合成氨反應。

己知，氨的分解反應：2NH3(g)N2(g)+3H2(g),活化能Ea=600kJ?moH,合成氨有關化學鍵的鍵

能如下表：

化學鍵H—HN三NN—H

E/kJ*mol-1436946391

13

則合成氨反應：yN2(g)+yH2(g)--NH3(g)的活化能Ea=

(2)已知2NO+O2=2NC)2反應歷程分兩步

方程式活化能焙變

總反應總△

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)E//<0

第一步(快速平衡)Eal

2NO(g)N2O2(g)△7/i

第二步(慢反應)N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)Ea2△〃2

①平衡常數(shù)K可用氣體分壓來表示，即K的表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓x物質(zhì)的量

分數(shù)(例如：p(NO)=P^xx(NO)),某一時刻第一步達到平衡，寫出第一步反應的平衡常數(shù)Kp=

(用P總和各氣體的物質(zhì)的分數(shù)來表示)。

②用NO表示總反應的速率方程為v(NO)=&-c(NO)-c(O2)；NO2表示的總反應速率方程為

1

v(NO2)=k2C(NO)C(O2),匕與左2是速率常數(shù)，貝Jkjk2=。

③下列關于反應2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的說法正確的是。

A.2Ee.=Eal+Ea2B.增大壓強，反應速率常數(shù)增大

C.溫度升高，正逆反應速率都增大D.總反應快慢由第二步?jīng)Q定

(3)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術。

①用活化后的V2O5作催化劑，氨氣將NO還原成N2的一種反應歷程如圖1所示，請寫出圖1中所示

的總反應方程式,該反應的含氮氣體組分隨溫度變化如圖2所示，當溫度大于600K時，可能發(fā)生

副反應的化學方程式。

圖1氨氣選擇性還原NO反應歷程圖2氣體中含氨組分濃度隨溫度變化

②在有催化劑的作用下，經(jīng)過相同時間,測得脫氮率隨反應溫度的變化情況如下圖所示，其他條件相

同時，請在圖中補充在無催化劑作用下脫氮率隨溫度變化的曲線

(4)電解法處理氮氧化合物是目前大氣污染治理的一個新思路，原理是將NOx在電解池中分解成無污染

的N2和02除去，如下圖示，兩電極間是新型固體氧化物陶瓷，在一定條件下可自由傳導O'電解池陰極

反應為.1?1?

-dUD

v

【答案】(l)254kJ*mol1⑵①②1③CD

P總,(NO)

(3)①4NHJ+4N0+O2=4N2+6H2O

4NH3+5C)2=4NO+6H2。(或N2+O2=2NO)

R&K%

-2-

(4)2NOx+4xe=N2+2xO

131

【解析】(1)AH=反應物總鍵能-生成物總鍵能，-x(N=N)+-X(H-H)-3X(N-H)=-x946kJ/mol

31

H—x436kJ/mol-3><39IkJ/mol=-46kJ/mol,AH=正反應活化能-逆反應活化能，貝卜46=Ea-—x600,Ea

22

=254kJ/mol；

PIN?。?)X(N0)

(2)①根據(jù)平衡常數(shù)KP=；②平衡時，根據(jù)反應速率與計量系數(shù)成正比,V(NO)

P(NO)2P“X2(NO)

=V(NC)2),即ki?c(NO)?c(O2)=k2?c(NO)?c(C)2),則ki=k2,j=1；③A項，總反應的活化能由決速步驟決

定，即由慢反應決定，故A錯誤；B項，平衡常數(shù)只與溫度有關，故B錯誤；C項，溫度升高，正逆反應

速率都增大，故C正確；D項，總反應快慢由慢反應決定，故D正確；故選CD；(3)①根據(jù)圖示1可知NH3、

NO、Ch反應生成N2和H2O,方程式為：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O；根據(jù)圖2,發(fā)生副反應產(chǎn)生NO,

方程式為：4NH3+5O2=4NO+6H20(或N2+C)2=2NO)；②催化劑可加快反應速率，縮短反應時間，平衡

不移動。相同時間內(nèi)，沒有催化劑時單位時間內(nèi)脫氮率將下降，由此作圖：

;(4)由題意可知NOx經(jīng)電解形成N2,結合電子轉(zhuǎn)移、電荷守恒，陰極

反應為：2N0x+4xe-=N2+2x02-o

3.氮氧化物是目前造成大氣污染的主要氣體。NO在空氣中存在如下反應:

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)AH

(1)上述反應分兩步完成，其中第一步反應①如下，寫出第二步反應②的熱化學方程式(其反應的焰變AH2

用含AH、4Hi的式子來表示)：

①2NO(g)2N2O2(g)AHi<0

(2)在某溫度下的一密閉容器中充人一定量的N02發(fā)生上述反應，測得NO2的濃度隨時間的變化曲線如

下圖所示，前5秒內(nèi)。2的平均生成速率為mol.L-1.S4,該條件下反應：2NO+O22NO2的化學

平衡常數(shù)數(shù)值為，平衡后某時刻，升高反應體系的溫度，建立新平衡狀態(tài)后，測的混合氣體

的平均相對分子質(zhì)量小于原平衡狀態(tài)，則：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)AH(填"/或“<”)0。

5101$2025MlJ5?）4550

時Ws

(3)2NO(g)+O2(g)=^2NO2(g)的兩步反應中，反應①的反應速率數(shù)值較大，是一個快反應，會快速建

立平衡狀態(tài)，而反應②是一個慢反應，則決定反應2NO(g)+C)2(g)2NO2(g)反應速率的是反應

(填“①”或“②”)；對⑵中反應體系升高溫度的過程中，發(fā)現(xiàn)2NO(g)+C)2(g)2NO2(g)的反應速

率變慢，結合該反應的兩步反應過程分析可能的原因：(反應未使用催化劑)。

(4)若(2)中反應體系，反應開始時使用催化劑，請在(2)的圖中畫出該反應體系反應進程可能的曲線。

(5)電解法處理氮氧化物是目前大氣污染治理的一個新思路。其原理是將NO.在電解池中分解成無污染

的N2和02除去，如圖所示，，兩電極間是固體氧化物電解質(zhì)，在一定條件下可自由傳導O'則電解池陰極

的電極反應式為

―中里電

A」源

NO,__

【答案】（l）N2O2（g）+O2（g）=2NO2（g）AH2=AH-AH1

(2)0.001100<

(3)決定總反應速率的是反應②，溫度升高后反應①向左移動，造成N2O2的濃度減小，溫度升高對于反

應②的影響弱于N2O2濃度減小的影響，導致反應②的速率變慢

0045

O(MO

OJO35

OOM>

0.025

0010

0.005

^0000

7OS101$202530354045

(5)2NOx+4xe=N2+2x0〉

【解析】(1)總式減去①，得出N2O2(g)+O2(g尸2NO2(g2H2=ZkH—△Hi；(2)根據(jù)化學反應速率的定義，

V(N02)=(0.04-0.03)/5mol/(L-s)=0.002mol/(L-s),根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，即

v(02)=v(N02)/2=0.001mol/(Ls),2NO2(g)-2NO(g)+O2(g),

2222

K=C(NO)XC(02)/C(N02)=0.02X0.01/0.02=0.01,2NO(g)+O2(g)2NO2(g),此時的平衡常數(shù)=1長一i=100；

升高溫度，平均摩爾質(zhì)量減少，說明平衡向逆反應方向進行，根據(jù)勒夏特列原理，正反應方向為放熱反應，

即△!!<()；(3)根據(jù)信息，反應②是一個慢反應，決定反應速率是慢反應，即反應②溫度升高后反應①向左移

動，造成N2O2的濃度減小，溫度升高對于反應②的影響弱于N2O2濃度減小的影響，導致反應②的速率變

慢；(4)使用催化劑，加快反應速率，對化學平衡無影響，因此圖像是：

(5)陰極上得到電子化合價降低，根據(jù)裝置圖，NOx在陰極上得電子，根據(jù)電解原理，陰離子向陽極移

動,即陰極上產(chǎn)生，因此陰極電極反應式為2NOx+4xe-=N2+2xO2-。

4.硫單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應用，而S02直接排放會對環(huán)境造成危害。

□.已知：重晶石(BaSO。高溫燃燒可發(fā)生一系列反應，其中部分反應如下:

1

BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)AH=+571.2kJ-moF

BaS(s)=Ba(s)+S(s)AH=+460kJ-moF1

已知：2c(s)+C)2(g)=2CO(g)AH=-221kJ-moF1

則：Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)AH=。

u.so2的尾氣處理通常有以下幾種方法：

(1)活性炭還原法

反應原理：恒溫恒容時2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)o

反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度部分圖像如圖：

\I>------------

□1

□I

①0?20min反應速率表示為v(SC>2)=；

②30min時，改變某一條件平衡發(fā)生移動，則改變的條件最有可能是；

③40min時，平衡常數(shù)K=?

(2)亞硫酸鈉吸收法

①Na2s。3溶液吸收SO2的離子方程式為;

②常溫下，當吸收至NaHSCh時，吸收液中相關離子濃度關系一定正確的是(填序號)。

++2

a.c(Na)+C(H)>C(SO3)+c(HSO3)+c(OlT)

b.水電離出c(H+)=lxio-8moi/L

++2

c.c(Na)>c(HSO3-)>c(H)>c(SO3-)

(3)電化學處理法

陽離子交換膜

①如圖所示，Pt(口)電極的反應式為；

②當電路中轉(zhuǎn)移0.02mol-時(較濃H2sCM尚未排出)，交換膜左側(cè)溶液中約增加mol離子。

【答案】1473.2kJ-moF1

口，⑴①0.03mol/(L-min)②減少CO2的濃度③0.675

2

(2)@SO3-+SO2+H2O=2HSO3-②ac

(3)①SO2—21+2H2O=SC>42—+4H+②0.03

【解析】□.已知：①BaSCU(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)AH=+571.2kJmol-1

②BaS(s)=Ba(s)+S(s)AH=+460kJ-moF1

③2c(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-221kJ-mol-1,根據(jù)蓋斯定律分析，反應③x2-反應①-反應②可得熱化學

方程式為Ba(s)+S(s)+2C)2(g)=BaSO4(s)AH=-221x2-460-571.2=-1473.2kJ-moF^

口⑴①由圖可知，0?20分鐘內(nèi)二氧化硫濃度變化量為1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L,故二氧化硫的反應

速率=0.6mol/L+20min=0.03mol/(L-min)o②30分鐘時瞬間，二氧化碳的濃度降低，S2的濃度不變，而后二

氧化碳和S2的濃度均增大，應是減小二氧化碳的濃度。③其平衡常數(shù)為生成物的濃度幕之積/反應物濃度的

0.3x0.62

暴之積，由于平衡常數(shù)只與溫度有關系，則K=c(S2)c2(CO2)/c2(SO2)=od=0.675。(2)①亞硫酸鈉溶液與

2

二氧化硫反應生成亞硫酸氫鈉，反應離子方程式為SO3+SO2+H2O=2HSO3-O②a項，根據(jù)電荷守恒，c(Na

++2--++2--

)+C(H)=2C(SO3)+C(HSO3)+c(OH-),所以c(Na)+c(H)>c(SO3)+c(HSO3)+c(OH-),a正確；b

項，水電離出的氫離子濃度等于水電離出的氫氧根離子濃度，由于亞硫酸氫鈉溶液的pH未知，所以不能計

算水電離出c(H+)濃度，b錯誤；c項，在亞硫酸氫鈉溶液中亞硫酸氫根的電離大于水解，所以離子濃度關

系為c(Na+)>c(HSO3Ac(H+)>c(SO32-),c正確。所以選ac。(3)①由圖可知，Pt。)電極上也好了氧化成硫酸，

2+

電極反應為SO2-2e+2H2O=SO42—+4H+。②左側(cè)電解反應SCh—25+2H,0=SO4+4H,根據(jù)電子守恒，

生成硫酸根的物質(zhì)的量為0.02mol/2=0.01mol,生成氫離子物質(zhì)的量為0.04mol,為保持溶液電中性，O.Olmol

的硫酸根需要0.02mol+的氫離子，多余的氫離子通過陽離子交換膜移動到右側(cè)，即有0.02mol氫離子移動

到右側(cè)，故左側(cè)溶液中增加的離子為0.01mol+0.02mol=0.03molo

【難題高分練】

1.(202。新課標口卷)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關鍵工序是SO2的催化

氧化：S02(g)+,02(g)鈿催化劑>S03(g)AH=-98kJ-molL回答下列問題：

(1)機催化劑參與反應的能量變化如圖所示，V2O5(S)與SO2(g)反應生成V0S04(S)和V2O4(S)的熱化學方

程式為：?

反應過程

(2)當S02(g)、02(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和

5.0MPa壓強下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖所示。反應在5.0MPa、550□時的a=,判

斷的依據(jù)是。影響a的因素有。

1.00

z/r

(3)將組成(物質(zhì)的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%Ch(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p

條件下進行反應。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3壓強為，平衡常數(shù)Kp=(以

分壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的量分數(shù))。

(4)研究表明，SO2催化氧化的反應速率方程為：v=k(2-I)。%—n")。式中：k為反應速率常數(shù)，隨溫

a

度t升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，”為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在a=0.90時，將一系列溫度下

的k、a值代入上述速率方程，得到v-t曲線，如圖所示。

5

80

曲線上V最大值所對應溫度稱為該“下反應的最適宜溫度tm。t<tm時，V逐漸提高；t>tm后，V逐漸下

降。原因是?

1

［答案］(1)2V2O5(S)+2s02(g)2VOSO4(S)+V2O4(S)AH=-351kJ-mol-

(2)0.975該反應氣體分子數(shù)減少，增大壓強，a提高；所以，該反應在550口、壓強為5.0MPa>2.5MPa

=02的，所以pi=5.0MPa

反應物(N2和O2)的起始濃度(組成)、溫度、壓強

a

2map0.5

⑶---------\1.5mp

100-mcif-a)

100-ma

(4)升高溫度，發(fā)增大使v逐漸提高，但a降低使v逐漸下降。當YRk增大對v的提高大于a引起的

降低；當/>/m,左增大對v的提高小于a引起的降低

【解析】(1)由題中信息可知：

…1_,

?S02(g)+—02(g)-S03(g)A27=-98kJmol_|

@V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)AH2=-24kJmoH

@V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(S)AHI=-399kJ-moH

根據(jù)蓋斯定律可知，③-②x2得2V2C)5(s)+2so2(g)2VOSO4(S)+V2()4(S),則NH=

lI

A^i-2Aft=(-399kJ-mol)-(-24kJmol)x2=-351kJmoH,所以該反應的熱化學方程式為：2V2O5(s)+2SO2(g)

1

2VOSO4(S)+V2O4(S)AH=-351kJ-mol；

(2)SO2(g)+；O2(g)=SO3(g),該反應是一個氣體分子數(shù)減少的放熱反應，故增大壓強可以使化學

平衡向正反應方向移動。因此，在相同溫度下，壓強越大，S02的平衡轉(zhuǎn)化率越大，所以，該反應在550口、

壓強為5.0MPa條件下，S02的平衡轉(zhuǎn)化率一定高于相同溫度下、壓強為2.5MPa的，因此，〃=5.0MPa,由

圖中數(shù)據(jù)可知，a=0.975。影響a的因素就是影響化學平衡移動的因素，主要有反應物(N2和。2)的濃度、溫

度、壓強等。

(3)假設原氣體的物質(zhì)的量為lOOmol,則S02、02和N2的物質(zhì)的量分別為2mmoUmmol和qmol,

2m+m+q=3m+q=100,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為a,則有下列關系：

SO,+-0,=二

2so3

起始量("?。7)2mm0

變化量(〃?。，)2niama2nia

平衡量(〃?。7)2m(l-a)m(l-a)2ma

平衡時氣體的總物質(zhì)的量為n(總尸2m(1-a)+m(1-a)+2mamol+qmol,則SOs的物質(zhì)的量分數(shù)為

史學xlOO%=------------------里則-----------xlOO%=2m.xlOO%。該反應在恒壓容器中進行，因此,

n(總2m(l-a|+2monrlmol100-ma

-2mappm(l-a)p，在該條件下，SO(g)+10(g)

SO3的分壓,(SC)3)=--------------，p(SO2)=---------------，夕(。2)=22

100—ma100—ma100—ma

2map

P(SC)3)_________100-m。_____________________a

2SCh(g)的Kp-p(sc)2)xp"(。2)2m(l-6r)p-°a)J1np

100-ma100-ma)\100-ma

0.8

(4)由于該反應是放熱反應，溫度升高后a降低。由題中信息可知，尸k三-1I(1—〃優(yōu))，升高溫

度，發(fā)增大使V逐漸提高，但a降低使v逐漸下降。當f<fm,k增大對v的提高大于a引起的降低；當