高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)特訓(xùn)-化學(xué)反應(yīng)原理綜合題2含解析

PAGE化學(xué)反應(yīng)原理綜合題大題訓(xùn)練（共11題）1.是石油化工行業(yè)產(chǎn)生的污染性氣體，工業(yè)上采取多種方式進(jìn)行處理。Ⅰ.干法脫硫(1)已知的燃燒熱(a>0)，S的燃燒熱(b>0)，則常溫下空氣直接氧化脫除的反應(yīng)：___________kJ/mol。(2)常用脫硫劑反應(yīng)條件如下表，最佳脫硫劑為___________。脫硫劑出口硫(mg/m3)脫硫溫度操作壓力再生條件一氧化碳<1.33300~4000~3.0蒸氣再生活性炭<1.33常溫0~3.0蒸氣再生氧化鋅<1.33350~4000~3.0不再生Ⅱ．熱分解法脫硫在密閉容器中，充入一定量的氣體，發(fā)生分解反應(yīng)，控制不同的溫度和壓強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。

(3)圖中壓強(qiáng)P1、P2、P3由大到小的順序?yàn)開__________，該反應(yīng)為___________(填吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，若要進(jìn)一步提高的平衡轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有___________(任寫一種)。(4)若壓強(qiáng)為P2、溫度為975℃，的平衡常數(shù)，則起始的物質(zhì)的量濃度c=___________mol/L，若向容器中再加入氣體，相同溫度下再次達(dá)到平衡時(shí)，K___________0.04(填“＞”“＜”或“=”)。Ⅲ．間接電解法脫硫通過溶液吸收并氧化氣體，再通過電解再生，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，該法處理過程如圖。

(5)電解反應(yīng)器中總反應(yīng)的離子方程式為___________。2.甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。(1)已知：①②③則_______(2)一定條件下，在恒容密閉容器中投入和，發(fā)生反應(yīng)。①能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號(hào))。A．的體積分?jǐn)?shù)保持不變B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)保持不變C．混合氣體密度保持不變D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變②達(dá)平衡后，維持容器的溫度不變，將容器的容積擴(kuò)大一倍，下列說法正確的是_______(填序號(hào))。A．平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．CO的濃度增大C．平衡常數(shù)不變D．CO的物質(zhì)的量增大③維持容器的體積和溫度不變，向密閉容器中加入氦氣，達(dá)到新平衡時(shí)，CO、的濃度之比將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。④甲醇在混合氣體中的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖：則P3_______P1(填“>”、“<”或“=”)；300℃、P3條件下，處于E點(diǎn)時(shí)(正)____(逆)(填“>”“<”或“=”)；C點(diǎn)的平衡常數(shù)K=_______。3.氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動(dòng)中起著重要的作用，但同時(shí)又是環(huán)境污染的主要物質(zhì)，研究其轉(zhuǎn)化規(guī)律一直是科學(xué)家們的熱點(diǎn)問題?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知氮氧化物轉(zhuǎn)化過程中的能量變化如圖(圖中表示生成2molNO2的能量變化)。1molNO氧化為NO2的焓變?H___kJ/mol。(2)一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入0.40molN2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)?H=+QkJ/mol，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測得數(shù)據(jù)如下：時(shí)間20406080100c(NO2)/(mol?L-1)0.120.200.260.300.30①內(nèi)，___。②達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)體系吸收的熱量為___(用Q表示)。③該溫度下反應(yīng)2NO2(g)?N2O4(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K=____。(3)近年來，地下水中的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。在金屬Pt、Cu和銥(Ir)的催化作用下，密閉容器中的H2可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝態(tài)氮()，其工作原理如圖所示。①Ir表面發(fā)生反應(yīng)的方程式為_______。②若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多，造成的結(jié)果是_______。4.汽車尾氣中氮氧化物的排放與霧霾天氣的產(chǎn)生密切相關(guān)，對(duì)其進(jìn)行無害化處理是化學(xué)工作者研究的重要課題。(1)利用反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH＜0，可實(shí)現(xiàn)汽車尾氣的無害化處理。一定條件下進(jìn)行該反應(yīng)，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m[m=］的關(guān)系如圖所示。①投料比m1、m2、m3從大到小的順序?yàn)開__________。②隨著溫度的升高，不同投料比下CO平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因是___________。(2)我國學(xué)者研究了均相NO-CO的反應(yīng)歷程，反應(yīng)路徑中每一階段內(nèi)各駐點(diǎn)的能量均為相對(duì)于此階段內(nèi)反應(yīng)物能量的能量之差，TS代表過渡態(tài)，反應(yīng)過程中的復(fù)雜中間產(chǎn)物直接用IM表示。①2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=___________。②整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段，總反應(yīng)速率由第___________。(填“一”“二”或“三”)階段反應(yīng)決定。(3)若反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)的正、逆反應(yīng)速率分別可表示為v正=k正·c2(NO)·c2(CO)；v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)，k正，k逆，分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。一定溫度下，在體積為1L的恒容密閉容器中加入5molNO和5molCO發(fā)生上述反應(yīng)，測得CO和CO2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。①M(fèi)點(diǎn)時(shí)，v正：v逆=___________。②測得平衡時(shí)體系壓強(qiáng)為p，Kp為用氣體分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則平衡常數(shù)Kp=___________。(用含p的式子表示)。③達(dá)平衡后，若改變下列條件，既能加快反應(yīng)速率又能提高NO的轉(zhuǎn)化率的是___________。A．分離出部分N2B．恒容時(shí)，再加入5molNO，5molCOC．壓縮容器體積增大壓強(qiáng)D．降低溫度(4)利用固體氧化物電解池通過電解方式分解氮氧化物的原理如下圖所示。原理是用Pt電極將NO在電解池中分解成無污染的N2和O2除去，兩電極間是新型固體氧化物電解質(zhì)，在一定條件下可自由傳導(dǎo)O2-，電解池陰極反應(yīng)式為___________。5.運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。(1)用CO可以合成甲醇。已知：CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1kJ·mol-1CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2kJ·mol-1H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3kJ·mol-1則CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH=___________kJ·mol-1。(2)一定壓強(qiáng)下，在容積為2L的密閉容器中充入1molCO與2molH2，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。①下列說法正確的是___________A．若容器內(nèi)氣體的密度恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B．若容器內(nèi)各氣體濃度恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．若容器內(nèi)各氣體壓強(qiáng)恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D．反應(yīng)中，催化劑能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)②上述反應(yīng)中，ΔH___________0(填“>”、“<”或“=”)③p2___________p1(填“大于”、“小于”或“等于”)；④100℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=___________；(3)某科研小組用SO2為原料制取硫酸。用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下。請(qǐng)寫出陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式___________。6.近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為：。下圖為剛性容器中，進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：可知該反應(yīng)在___________(高溫或低溫)條件下能自發(fā)進(jìn)行。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的數(shù)據(jù)計(jì)算K(400℃)=___________(列出計(jì)算式)。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時(shí)降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是___________。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行：△H1=83kJ·mol-1則的______(3)在一定溫度的條件下，進(jìn)一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是___________(寫出2種)(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有___________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣___________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。7.CO和NO是汽車尾氣中的主要污染物，易引起酸雨、溫室效應(yīng)和光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問題。隨著我國機(jī)動(dòng)車保有量的飛速發(fā)展，汽車尾氣的有效處理變得迫在眉睫。其中的一種方法為2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)，請(qǐng)回答下列問題：(1)已知該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H___________0(填“>”或“<”或“=”)(2)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=akJ?mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=bkJ?mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=ckJ?mol-1則2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=___________kJ?mol-1(用含a、b、c的表達(dá)式表示)。(3)一定溫度下，將2molCO、4molNO充入一恒壓密閉容器。已知起始?jí)簭?qiáng)為1MPa，到達(dá)平衡時(shí)，測得N2的物質(zhì)的量為0.5mol，則：①該溫度此反應(yīng)用平衡分壓代替平衡濃度的平衡常數(shù)Kp=___________(寫出計(jì)算表示式)②該條件下，可判斷此反應(yīng)到達(dá)平衡的標(biāo)志是___________A．單位時(shí)間內(nèi)，斷裂2molC=O同時(shí)形成1molN≡N。B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變。C．混合氣體的密度不再改變。D．CO與NO的轉(zhuǎn)化率比值不再改變。(4)某研究小組探究催化劑對(duì)CO、NO轉(zhuǎn)化的影響。將CO和NO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)測量逸出氣體中N2的含量，從而確定尾氣脫氮率(即NO的轉(zhuǎn)化率)，結(jié)果如圖所示：①由圖可知：要達(dá)到最大脫氮率，該反應(yīng)應(yīng)采取的最佳實(shí)驗(yàn)條件為___________②若低于200℃，圖中曲線I脫氮率隨溫度升高變化不大的主要原因?yàn)開__________(5)已知常溫下，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.4×10-7，Ka2(H2CO3)=4.4×10-11，.此溫度下某氨水的濃度為2mol/L，則溶液中c(OH-)=___________mol/L，將脫氮反應(yīng)后生成CO2通入氨水中使溶液恰好呈中性，則此時(shí)=___________(保留小數(shù)點(diǎn)后4位數(shù)字)(6)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需要補(bǔ)充物質(zhì)A，A是___________，理由是___________8.氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法I：氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將分解為和。回答下列問題：(1)反應(yīng)_______；(2)已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？_______(填標(biāo)號(hào))A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃(3)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變，時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用的濃度變化表示時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率_______(用含的代數(shù)式表示)②時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢(shì)的曲線是_______(用圖中a、b、c、d表示)，理由是_______；③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)_______。(已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反應(yīng)，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ：氨電解法制氫氣利用電解原理，將氮轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。(4)電解過程中的移動(dòng)方向?yàn)開______(填“從左往右”或“從右往左”)；(5)陽極的電極反應(yīng)式為_______。9.CH4—CO2重整反應(yīng)[CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H>0]在大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、“碳達(dá)峰”、“碳中和”的時(shí)代背景下，受到更為廣泛的關(guān)注。(1)相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)CH4(g)CO(g)H2(g)燃燒熱(kJ·mol-1)890.3283.0285.8ΔH=_______kJ·mol-1。(2)該反應(yīng)以兩種溫室氣體為原料，可以生成合成氣。如何減少反應(yīng)過程中的催化劑積炭，是研究的熱點(diǎn)之一、某條件下，發(fā)生主反應(yīng)的同時(shí)，還發(fā)生了積炭反應(yīng)：CO歧化：2CO(g)=CO2(g)+C(s)△H=-172kJ/molCH4裂解：CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H=+75kJ/mol①對(duì)積炭反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，得到溫度和壓強(qiáng)對(duì)積炭反應(yīng)中平衡炭量的影響圖(圖a和圖b)，其中表示溫度和壓強(qiáng)對(duì)CH4的裂解反應(yīng)中平衡炭量影響的是(選填序號(hào))_______，理由是_______。②實(shí)驗(yàn)表明，在重整反應(yīng)中，低溫、高壓時(shí)會(huì)有顯著積炭產(chǎn)生，由此可推斷，對(duì)于該重整反應(yīng)而言，其積炭主要由_______反應(yīng)產(chǎn)生。綜合以上分析，為抑制積炭產(chǎn)生，應(yīng)選用高溫、低壓條件。(3)該重整反應(yīng)也可用于太陽能、核能、高溫廢熱等的儲(chǔ)存，儲(chǔ)能研究是另一研究熱點(diǎn)。①該反應(yīng)可以儲(chǔ)能的原因是_______。②某條件下，研究者研究反應(yīng)物氣體流量、物質(zhì)的量比()對(duì)CH4轉(zhuǎn)化率(XCH4)、儲(chǔ)能效率的影響，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下所示。序號(hào)加熱溫度/℃反應(yīng)物氣體流量/L·min-1XCH4/%ηchem/%①80042：279.652.2②80063：364.261.9③80062：481.141.6(資料)儲(chǔ)能效率：熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率，用ηchem表示。ηchem=。其中，Qchem是通過化學(xué)反應(yīng)吸收的熱量，Q是設(shè)備的加熱功率。a.對(duì)比實(shí)驗(yàn)_______(填序號(hào))，可得出結(jié)論：氣體流量越大，CH4轉(zhuǎn)化率越低。b.對(duì)比實(shí)驗(yàn)②和③發(fā)現(xiàn)，混合氣中CO2占比越低，儲(chǔ)能效率越高，原因可能是_______(該條件下設(shè)備的加熱功率Q視為不變)。10.合成氨反應(yīng)是目前最有效的工業(yè)固氮方法，解決數(shù)億人口生存問題。(1)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者埃特爾提出了合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)吸附解離的機(jī)理，通過實(shí)驗(yàn)測得合成氨勢(shì)能如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用“ad”表示。

①由圖可知合成氨反應(yīng)N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=___，該歷程中反應(yīng)速率最慢步驟的化學(xué)方程式為___。②如圖所示，合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中未使用催化劑時(shí)，逆反應(yīng)的活化能Ea(逆)=___kJ·mol-1；使用催化劑之后，正反應(yīng)的活化能為__kJ·mol-1。

(2)在t℃、壓強(qiáng)為3.6MPa條件下，向一恒壓密閉容器中通入氫氮比為3的混合氣體，體系中氣體的含量與時(shí)間變化關(guān)系如圖所示：

①反應(yīng)20min達(dá)到平衡，試求0~20min內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率v(NH3)=___MPa·min-1，該反應(yīng)的Kp=___(請(qǐng)寫出計(jì)算表達(dá)式)。②若起始條件一樣，在恒容容器中發(fā)生反應(yīng)，則達(dá)到平衡時(shí)H2的含量符合圖中___點(diǎn)(填“d”“e”“f”或“g”)。(3)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)中，未反應(yīng)的氣體(含不參與反應(yīng)的惰性氣體)可多次循環(huán)使用。當(dāng)氫氮比[c(H2)：c(N2)]為3時(shí)，平衡時(shí)氨氣的含量關(guān)系式為：ω(NH3)=0.325·KP·P·(1?i)2，(Kp表示平衡常數(shù)，P表示平衡體系壓強(qiáng)，i表示惰性氣體體積分?jǐn)?shù))當(dāng)溫度為500℃。平衡體系壓強(qiáng)為2.3MPa.不含惰性氣體時(shí)，平衡時(shí)氨氣的含量為ω。若溫度不變，體系中有13%的惰性氣體，此時(shí)增大壓強(qiáng)，Kp___將(填“變大”“變小”或“不變”)。欲使平衡時(shí)氨氣的含量仍為ω，應(yīng)將壓強(qiáng)調(diào)整至___MPa(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。11.I.利用CO2直接加氫合成二甲醚包括以下三個(gè)相互聯(lián)系的反應(yīng)：甲醇的合成CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)甲醇脫水2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)逆水氣變換CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)相關(guān)物質(zhì)變化的焓變示意圖如圖：請(qǐng)回答：(1)請(qǐng)寫出CO2直接加氫合成二甲醚的熱化學(xué)方程式：___。(2)保持恒溫恒壓的條件，當(dāng)裝置a充入1molCO2、裝置b充入2molCO2，在其他條件不變時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D中分別畫出平衡時(shí)CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)隨投料比變化的曲線圖，請(qǐng)用a、b標(biāo)注曲線__。

(3)在恒容密閉容器里按體積比為1：3充入二氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是___。A．正反應(yīng)速率先增大后逐漸減小B．逆反應(yīng)速率先增大后逐漸減小C．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大D．反應(yīng)物的體積百分含量增大(4)在恒壓CO2和H起始物質(zhì)的量之比為1：3的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)二甲醚的選擇性隨溫度的變化如圖。CH3OCH3的選擇性×100%①CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯示如圖所示變化的原因是___。②關(guān)于合成二甲醚工藝的理解，下列說法正確的是__。A．合成二甲醚的反應(yīng)在A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K(A)小于K(B)B．當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，在原料氣(CO2和H2的比例不變)中添加少量惰性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率C．其他條件不變，在恒容條件下的二甲醚平衡選擇性比恒壓條件下的平衡選擇性低D．由圖像可知，CO2加氫合成二甲醚應(yīng)該選擇具有良好的低溫活性的催化劑II.汽車尾氣是城市空氣污染的一個(gè)重要因素，常用以下反應(yīng)凈化汽車尾氣：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在某溫度T1℃下，2L密閉容器中充入NO、CO各0.8mol，測得不同時(shí)間的NO和CO物質(zhì)的量如表時(shí)間(s)0246810n(NO)(mol)0.80.640.520.440.400.40(5)上述反應(yīng)用N2表示0~2min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(N2)=__；達(dá)到平衡后，繼續(xù)加入NO、CO、CO2各0.4mol和N2___mol時(shí)，平衡不移動(dòng)?；瘜W(xué)反應(yīng)原理綜合題大題訓(xùn)練（共11題）1.是石油化工行業(yè)產(chǎn)生的污染性氣體，工業(yè)上采取多種方式進(jìn)行處理。Ⅰ.干法脫硫(1)已知的燃燒熱(a>0)，S的燃燒熱(b>0)，則常溫下空氣直接氧化脫除的反應(yīng)：___________kJ/mol。(2)常用脫硫劑反應(yīng)條件如下表，最佳脫硫劑為___________。脫硫劑出口硫(mg/m3)脫硫溫度操作壓力再生條件一氧化碳<1.33300~4000~3.0蒸氣再生活性炭<1.33常溫0~3.0蒸氣再生氧化鋅<1.33350~4000~3.0不再生Ⅱ．熱分解法脫硫在密閉容器中，充入一定量的氣體，發(fā)生分解反應(yīng)，控制不同的溫度和壓強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。

(3)圖中壓強(qiáng)P1、P2、P3由大到小的順序?yàn)開__________，該反應(yīng)為___________(填吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，若要進(jìn)一步提高的平衡轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有___________(任寫一種)。(4)若壓強(qiáng)為P2、溫度為975℃，的平衡常數(shù)，則起始的物質(zhì)的量濃度c=___________mol/L，若向容器中再加入氣體，相同溫度下再次達(dá)到平衡時(shí)，K___________0.04(填“＞”“＜”或“=”)。Ⅲ．間接電解法脫硫通過溶液吸收并氧化氣體，再通過電解再生，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，該法處理過程如圖。

(5)電解反應(yīng)器中總反應(yīng)的離子方程式為___________?！敬鸢浮?b-2a活性炭吸熱移出產(chǎn)物(或)、適當(dāng)降低壓強(qiáng)、升溫0.018=【詳解】(1)由題意可得硫化氫和硫燃燒的熱化學(xué)方程式為①，②，由蓋斯定律可知，①—②×2可得反應(yīng)，則△H=△H1—△H2×2=(—2a+2b)kJ/mol，故答案為：2b-2a；(2)由表格數(shù)據(jù)可知，在操作壓力相同的條件下，選用活性炭做脫硫劑時(shí)，常溫條件下，出口硫小于1.33mg/m3，且蒸氣可再生，則最佳脫硫劑為活性炭，故答案為：活性炭；(3)該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，硫化氫的轉(zhuǎn)化率減小，由圖可知，溫度相同時(shí)，硫化氫的轉(zhuǎn)化率P1＞P2＞P3，則壓強(qiáng)P1、P2、P3由大到小的順序?yàn)镻3＞P2＞P1；由壓強(qiáng)相同時(shí)，升高溫度，硫化氫的轉(zhuǎn)化率增大可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；由該反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)可知，適當(dāng)降低壓強(qiáng)、升高溫度和分離出生成物氫氣或硫蒸汽，都能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高硫化氫的平衡轉(zhuǎn)化率，故答案為：P3＞P2＞P1；吸熱；移出產(chǎn)物(或)、適當(dāng)降低壓強(qiáng)、升溫；(4)設(shè)起始硫化氫的濃度為amol/L，由圖可知，壓強(qiáng)為P2、溫度為975℃時(shí)，硫化氫的轉(zhuǎn)化率為40%，由題意可建立如下三段式：由平衡常數(shù)為0.04可得：=0.04，解得a=0.018；平衡常數(shù)為溫度函數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，則向容器中再加入1mol硫化氫氣體，相同溫度下再次達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)依然為0.04，故答案為：0.018；=；(5)由圖可知，水在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，亞鐵離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子與硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子、硫沉淀和氫離子，則電解的總反應(yīng)離子方程式為，故答案為：。2.甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。(1)已知：①②③則_______(2)一定條件下，在恒容密閉容器中投入和，發(fā)生反應(yīng)。①能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號(hào))。A．的體積分?jǐn)?shù)保持不變B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)保持不變C．混合氣體密度保持不變D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變②達(dá)平衡后，維持容器的溫度不變，將容器的容積擴(kuò)大一倍，下列說法正確的是_______(填序號(hào))。A．平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．CO的濃度增大C．平衡常數(shù)不變D．CO的物質(zhì)的量增大③維持容器的體積和溫度不變，向密閉容器中加入氦氣，達(dá)到新平衡時(shí)，CO、的濃度之比將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。④甲醇在混合氣體中的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖：則P3_______P1(填“>”、“<”或“=”)；300℃、P3條件下，處于E點(diǎn)時(shí)(正)____(逆)(填“>”“<”或“=”)；C點(diǎn)的平衡常數(shù)K=_______。【答案】-90.2ABDCD不變<<48【詳解】(1)已知：①；②；③；得，故；(2)①A．由于恒容時(shí)，反應(yīng)反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以甲醇的體積分?jǐn)?shù)保持不變，可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；B．由于恒容時(shí)，反應(yīng)反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以容器內(nèi)的總壓強(qiáng)保持不變，可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；C．由于，混合氣體質(zhì)量不變，V不變，所以混合氣體密度保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．平均摩爾質(zhì)量=混合物中各組成部分的摩爾質(zhì)量×該組分部分的體積分?jǐn)?shù)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各組分的體積分?jǐn)?shù)保持不變，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變，可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡，D項(xiàng)正確；②A．達(dá)平衡時(shí)，保持溫度不變，容器體積擴(kuò)大一倍，根據(jù)，所以各組分濃度均減小，分壓也減小，平衡向逆方向移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．達(dá)平衡時(shí)，保持溫度不變，容器體積擴(kuò)大一倍，根據(jù)，所以各組分濃度均減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，C項(xiàng)正確；D．平衡向左移動(dòng)，CO物質(zhì)的量增大，D項(xiàng)正確；③恒容時(shí)充入惰性氣體，各組分分壓并未改變，因此CO、的濃度之比將不變；④從BD，甲醇的體積分?jǐn)?shù)減小，說明要達(dá)到D點(diǎn)平衡向左移動(dòng)，所P3<P1；從ED，甲醇體積分?jǐn)?shù)減小，說明要達(dá)到D點(diǎn)平衡，逆反應(yīng)速率比正反應(yīng)速率大，故(正)<(逆)；C點(diǎn)平衡常數(shù)計(jì)算，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CO反應(yīng)xmol，，，x=0.75mol，。3.氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動(dòng)中起著重要的作用，但同時(shí)又是環(huán)境污染的主要物質(zhì)，研究其轉(zhuǎn)化規(guī)律一直是科學(xué)家們的熱點(diǎn)問題?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知氮氧化物轉(zhuǎn)化過程中的能量變化如圖(圖中表示生成2molNO2的能量變化)。1molNO氧化為NO2的焓變?H___kJ/mol。(2)一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入0.40molN2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)?H=+QkJ/mol，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測得數(shù)據(jù)如下：時(shí)間20406080100c(NO2)/(mol?L-1)0.120.200.260.300.30①內(nèi)，___。②達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)體系吸收的熱量為___(用Q表示)。③該溫度下反應(yīng)2NO2(g)?N2O4(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K=____。(3)近年來，地下水中的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。在金屬Pt、Cu和銥(Ir)的催化作用下，密閉容器中的H2可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝態(tài)氮()，其工作原理如圖所示。①Ir表面發(fā)生反應(yīng)的方程式為_______。②若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多，造成的結(jié)果是_______?！敬鸢浮?560.005mol/(L·s)0.3QH2+N2ON2+H2O不利于降低溶液中的含氮量【分析】根據(jù)圖像結(jié)合蓋斯定律分析計(jì)算1molNO氧化為NO2的放出的熱量；根據(jù)v=結(jié)合三段式計(jì)算v(NO2)和N2O4(g)?2NO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)，再計(jì)算2NO2(g)?N2O4(g)的化學(xué)平衡常數(shù)；Ir表面上H2和N2O反應(yīng)生成N2和H2O結(jié)合圖示分析解答?！驹斀狻?1)由圖可知，2molNO完全反應(yīng)被氧化為二氧化氮放出熱量180kJ-68kJ=112kJ，1molNO氧化為NO2的放出熱量為56kJ，焓變△H=-56kJ/mol，故答案為：-56；(2)①0～40s內(nèi)，v(NO2)==mol/(L·s)=0.005mol/(L·s)，故答案為：0.005mol/(L·s)；②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，達(dá)到平衡時(shí)NO2的平衡濃度為0.3mol/L，則反應(yīng)生成NO2物質(zhì)的量為0.3mol/L×2L=0.6mol，根據(jù)熱化學(xué)方程式可知，生成2molNO2吸收QkJ的熱量，則達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)體系吸收的熱量為×0.6mol=0.3QkJ，故答案為：0.3Q；③根據(jù)題中數(shù)據(jù)有：該溫度下反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)，則反應(yīng)2NO2(g)?N2O4(g)的化學(xué)平衡常數(shù)，故答案為：；(3)①由工作示意圖可知：Ir表面上H2和N2O反應(yīng)生成N2和H2O，反應(yīng)的方程式為H2+N2ON2+H2O，故答案為：H2+N2ON2+H2O；②由圖可知，在Pt顆粒表面，轉(zhuǎn)化為銨根，若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多，造成的后果是更多轉(zhuǎn)化為銨根存在溶液中，不利于降低溶液中含氮量，故答案為：不利于降低溶液中含氮量。4.汽車尾氣中氮氧化物的排放與霧霾天氣的產(chǎn)生密切相關(guān)，對(duì)其進(jìn)行無害化處理是化學(xué)工作者研究的重要課題。(1)利用反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH＜0，可實(shí)現(xiàn)汽車尾氣的無害化處理。一定條件下進(jìn)行該反應(yīng)，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m[m=］的關(guān)系如圖所示。①投料比m1、m2、m3從大到小的順序?yàn)開__________。②隨著溫度的升高，不同投料比下CO平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因是___________。(2)我國學(xué)者研究了均相NO-CO的反應(yīng)歷程，反應(yīng)路徑中每一階段內(nèi)各駐點(diǎn)的能量均為相對(duì)于此階段內(nèi)反應(yīng)物能量的能量之差，TS代表過渡態(tài)，反應(yīng)過程中的復(fù)雜中間產(chǎn)物直接用IM表示。①2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=___________。②整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段，總反應(yīng)速率由第___________。(填“一”“二”或“三”)階段反應(yīng)決定。(3)若反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)的正、逆反應(yīng)速率分別可表示為v正=k正·c2(NO)·c2(CO)；v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)，k正，k逆，分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。一定溫度下，在體積為1L的恒容密閉容器中加入5molNO和5molCO發(fā)生上述反應(yīng)，測得CO和CO2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。①M(fèi)點(diǎn)時(shí)，v正：v逆=___________。②測得平衡時(shí)體系壓強(qiáng)為p，Kp為用氣體分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則平衡常數(shù)Kp=___________。(用含p的式子表示)。③達(dá)平衡后，若改變下列條件，既能加快反應(yīng)速率又能提高NO的轉(zhuǎn)化率的是___________。A．分離出部分N2B．恒容時(shí)，再加入5molNO，5molCOC．壓縮容器體積增大壓強(qiáng)D．降低溫度(4)利用固體氧化物電解池通過電解方式分解氮氧化物的原理如下圖所示。原理是用Pt電極將NO在電解池中分解成無污染的N2和O2除去，兩電極間是新型固體氧化物電解質(zhì)，在一定條件下可自由傳導(dǎo)O2-，電解池陰極反應(yīng)式為___________。【答案】m1＞m2＞m3溫度較高時(shí)，溫度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響大于濃度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響-621.9kJ/mol一160BC【詳解】(1)①m=，增大NO的量，平衡正向移動(dòng)，可增大CO的轉(zhuǎn)化率，則投料比m1、m2、m3從大到小的順序?yàn)閙1＞m2＞m3；②隨著溫度的升高，不同投料比下CO平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因是溫度較高時(shí)，溫度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響大于濃度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響；(2)①整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段，①NO(g)+NO(g)=ΔH=+199.2kJ/mol；②+CO(g)=CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ/mol；③CO2(g)+N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=-307.6kJ/mol；由蓋斯定律可知，由①+②+③可得2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=+199.2kJ/mol+(-513.5kJ/mol)+(-307.6kJ/mol)=-621.9kJ/mol；

②由于反應(yīng)①所需活化能最高，則總反應(yīng)速率由第一階段反應(yīng)決定；(3)①由圖可知，平衡時(shí)，CO的物質(zhì)的量濃度為1mol/L，CO2的物質(zhì)的量濃度為4mol/L，可列出三段式：，，平衡時(shí)v正=v逆，即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2)，，M點(diǎn)時(shí)，測得CO和CO2的物質(zhì)的量濃度相等，設(shè)CO濃度的減少量為xmol/L，則根據(jù)方程式的系數(shù)可知，5-x=x，解得x=2.5，可列出三段式：，則；②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各氣體物質(zhì)的量為，總物質(zhì)的量為8mol，則；③A．分離出部分N2，平衡正向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，但是反應(yīng)速率減小，錯(cuò)誤；B．恒容時(shí)，再加入5molNO，5molCO，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡正向移動(dòng)，能提高NO的轉(zhuǎn)化率，正確；C．壓縮容器體積增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡正向移動(dòng)，能提高NO的轉(zhuǎn)化率，正確；D．降低溫度，平衡正向移動(dòng)，能提高NO的轉(zhuǎn)化率，但是反應(yīng)速率減小，錯(cuò)誤；故選BC；(4)由電解原理可知，NO在陰極得到電子生成N2，電解質(zhì)中O2-移動(dòng)導(dǎo)電，故陰極反應(yīng)式為。5.運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。(1)用CO可以合成甲醇。已知：CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1kJ·mol-1CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2kJ·mol-1H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3kJ·mol-1則CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH=___________kJ·mol-1。(2)一定壓強(qiáng)下，在容積為2L的密閉容器中充入1molCO與2molH2，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。①下列說法正確的是___________A．若容器內(nèi)氣體的密度恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B．若容器內(nèi)各氣體濃度恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．若容器內(nèi)各氣體壓強(qiáng)恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D．反應(yīng)中，催化劑能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)②上述反應(yīng)中，ΔH___________0(填“>”、“<”或“=”)③p2___________p1(填“大于”、“小于”或“等于”)；④100℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=___________；(3)某科研小組用SO2為原料制取硫酸。用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下。請(qǐng)寫出陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式___________?！敬鸢浮?ΔH3＋ΔH2-ΔH1BC<大于4(mol/L)–2HSO＋H2O-2e-=SO＋3H＋【詳解】(1)已知：①CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1kJ·mol-1，②CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2kJ·mol-1，③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律：②+③×2-①得CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，則ΔH＝2ΔH3＋ΔH2-ΔH1kJ·mol-1；(2)①A．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量保持不變，容器的容積保持不變，密度不隨反應(yīng)的進(jìn)行而變化，若容器內(nèi)氣體密度恒定，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．若容器內(nèi)各氣體濃度恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；C．CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，當(dāng)容器內(nèi)各氣體壓強(qiáng)恒定時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確；D．反應(yīng)中，加入催化劑，平衡不移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選BC；②分析圖像可知，升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)的ΔH<0；③由圖像可知，溫度相同時(shí)，在壓強(qiáng)為P2時(shí)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率高，由反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)可知，壓強(qiáng)越大，越有利于平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，故壓強(qiáng)p2大于p1；④由圖可知，100℃時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，由此列出三段式：則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為；(3)陽極上，HSO轉(zhuǎn)化為SO，故陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為HSO＋H2O-2e-=SO＋3H＋。6.近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為：。下圖為剛性容器中，進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：可知該反應(yīng)在___________(高溫或低溫)條件下能自發(fā)進(jìn)行。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的數(shù)據(jù)計(jì)算K(400℃)=___________(列出計(jì)算式)。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時(shí)降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是___________。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行：△H1=83kJ·mol-1則的______(3)在一定溫度的條件下，進(jìn)一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是___________(寫出2種)(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有___________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣___________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?！敬鸢浮扛邷豋2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低-58kJ?mol-1增加反應(yīng)體系壓強(qiáng)；及時(shí)分離出產(chǎn)物Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O5.6【詳解】(1)根據(jù)圖知，進(jìn)料濃度比c(HCl)：c(O2)一定時(shí)，升高溫度HCl的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，?H<0，反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，?S<0，由?G=?H-T?S>0，則高溫下自發(fā)進(jìn)行；溫度一定時(shí)進(jìn)料濃度比c(HCl)：c(O2)越大，HCl的轉(zhuǎn)化率越小，所以400℃進(jìn)料濃度比c(HCl)：c(O2)=1：1時(shí)，HCl的轉(zhuǎn)化率為最上邊曲線，HCl轉(zhuǎn)化率為84%，列三段式：，400℃時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)；進(jìn)料濃度比c(HCl)：c(O2)過低O2和Cl2分離能耗較高、過高時(shí)HCl轉(zhuǎn)化率較低，所以投料濃度比過高或過低都不好；(2)根據(jù)蓋斯定律：?H=?H1+?H2+?H3=(83-20-121)kJ?mol-1=-58kJ?mol-1；(3)提高HCl的轉(zhuǎn)化率，即要反應(yīng)正向進(jìn)行，4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)，正向是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，可以增大壓強(qiáng)，使反應(yīng)正向；亦可分離出生成物，使反應(yīng)正向；(4)根據(jù)圖示，電解池左側(cè)發(fā)生反應(yīng)Fe3++e-═Fe2+，該反應(yīng)為還原反應(yīng)，屬于電解池的陰極，負(fù)極通入氧氣后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，該反應(yīng)為4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；根據(jù)電子守恒及4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O可知，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗氧氣的物質(zhì)的量為：1mol×1/4=0.25mol，標(biāo)況下0.25mol氧氣的體積為：22.4L/mol×0.25mol=5.6L。7.CO和NO是汽車尾氣中的主要污染物，易引起酸雨、溫室效應(yīng)和光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問題。隨著我國機(jī)動(dòng)車保有量的飛速發(fā)展，汽車尾氣的有效處理變得迫在眉睫。其中的一種方法為2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)，請(qǐng)回答下列問題：(1)已知該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H___________0(填“>”或“<”或“=”)(2)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=akJ?mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=bkJ?mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=ckJ?mol-1則2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=___________kJ?mol-1(用含a、b、c的表達(dá)式表示)。(3)一定溫度下，將2molCO、4molNO充入一恒壓密閉容器。已知起始?jí)簭?qiáng)為1MPa，到達(dá)平衡時(shí)，測得N2的物質(zhì)的量為0.5mol，則：①該溫度此反應(yīng)用平衡分壓代替平衡濃度的平衡常數(shù)Kp=___________(寫出計(jì)算表示式)②該條件下，可判斷此反應(yīng)到達(dá)平衡的標(biāo)志是___________A．單位時(shí)間內(nèi)，斷裂2molC=O同時(shí)形成1molN≡N。B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變。C．混合氣體的密度不再改變。D．CO與NO的轉(zhuǎn)化率比值不再改變。(4)某研究小組探究催化劑對(duì)CO、NO轉(zhuǎn)化的影響。將CO和NO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)測量逸出氣體中N2的含量，從而確定尾氣脫氮率(即NO的轉(zhuǎn)化率)，結(jié)果如圖所示：①由圖可知：要達(dá)到最大脫氮率，該反應(yīng)應(yīng)采取的最佳實(shí)驗(yàn)條件為___________②若低于200℃，圖中曲線I脫氮率隨溫度升高變化不大的主要原因?yàn)開__________(5)已知常溫下，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.4×10-7，Ka2(H2CO3)=4.4×10-11，.此溫度下某氨水的濃度為2mol/L，則溶液中c(OH-)=___________mol/L，將脫氮反應(yīng)后生成CO2通入氨水中使溶液恰好呈中性，則此時(shí)=___________(保留小數(shù)點(diǎn)后4位數(shù)字)(6)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需要補(bǔ)充物質(zhì)A，A是___________，理由是___________【答案】<2b-a-c(或具體計(jì)算式)BC催化劑II，450℃溫度較低時(shí)，催化劑I的活性偏低6×10-31.0009NH3根據(jù)總反應(yīng)8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3(條件為電解)，電解產(chǎn)生HNO3多，應(yīng)補(bǔ)充NH3【詳解】(1)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)能夠自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)△S<0，若滿足△H-T△S<0，必須△H<0；(2)已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=akJ?mol-1；②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=bkJ?mol-1；③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=ckJ?mol-1；根據(jù)蓋斯定律，得到目標(biāo)方程式的計(jì)算式為2×②-①-③，代入a、b、c計(jì)算得△H=2b-a-c；(3)①一定溫度下，將2molCO、4molNO充入一恒壓密閉容器。已知起始?jí)簭?qiáng)為1MPa，到達(dá)平衡時(shí)，測得N2的物質(zhì)的量為0.5mol，則可列出三段式：，則；②A．單位時(shí)間內(nèi)，斷裂2molC=O同時(shí)形成1molN≡N，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率不相等，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，可以說明達(dá)到平衡，故B正確；C．容器是恒壓容器，反應(yīng)是氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，混合氣體的密度不再改變可以說明達(dá)到平衡，故C正確；D．CO與NO的轉(zhuǎn)化量相等，設(shè)任一時(shí)刻轉(zhuǎn)化量為amol，則CO與NO的轉(zhuǎn)化率比值為，為定值，則CO與NO的轉(zhuǎn)化率比值不再改變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D錯(cuò)誤；故答案為BC；(4)①由圖象可知，在催化劑II，450℃條件下達(dá)到最大脫氮率；②溫度較低時(shí)，催化劑的活性偏低，反應(yīng)速率慢，所以脫氮率隨溫度升高變化不大；(5)NH3?H2O的Kb=1.8×10-5，若氨水的濃度為2.0mol?L-1，由，可知，將CO2通入該氨水中，當(dāng)溶液呈中性時(shí)溶液中c(OH-)=c(H+)=10-7mol/L，電荷守恒得到：c(NH)=c(HCO)+2c(CO)，，H2CO3的Ka2=4.4×10-11，結(jié)合計(jì)算，，；(6)根據(jù)電解NO制備NH4NO3的工作原理示意圖知：陰極反應(yīng)式為3NO+15e-+18H+=3NH+3H2O，陽極反應(yīng)式為5NO-15e-+10H2O=5NO+20H+，總反應(yīng)式為8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3，為了使電解產(chǎn)生的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，應(yīng)補(bǔ)充NH3。8.氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法I：氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將分解為和?；卮鹣铝袉栴}：(1)反應(yīng)_______；(2)已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？_______(填標(biāo)號(hào))A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃(3)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變，時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用的濃度變化表示時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率_______(用含的代數(shù)式表示)②時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢(shì)的曲線是_______(用圖中a、b、c、d表示)，理由是_______；③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)_______。(已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反應(yīng)，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ：氨電解法制氫氣利用電解原理，將氮轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。(4)電解過程中的移動(dòng)方向?yàn)開______(填“從左往右”或“從右往左”)；(5)陽極的電極反應(yīng)式為_______?！敬鸢浮?90.8CDb開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動(dòng)，N2分壓比原來2倍要小0.48從右往左2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O【試題解析】(1)根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，H=390.8kJmol-1-(946kJmol-1+436.0kJmol-1)=+90.8kJmol-1，故答案為：+90.8；(2)若反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則需H-TS<0，T>==456.5K，即溫度應(yīng)高于(456.5-273)℃=183.5℃，CD符合，故答案為：CD；(3)①設(shè)t1時(shí)達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x，列出三段式：根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，=，解得x=0.02mol，(H2)==molL-1min-1，故答案為：；②t2時(shí)將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動(dòng)，N2分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故答案為：b；開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動(dòng)，N2分壓比原來2倍要??；③由圖可知，平衡時(shí)，NH3、N2、H2的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)==0.48，故答案為：0.48；(4)由圖可知，通NH3的一極氮元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則另一電極為陰極，電解過程中OH-移向陽極，則從右往左移動(dòng)，故答案為：從右往左；(5)陽極NH3失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2，結(jié)合堿性條件，電極反應(yīng)式為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。9.CH4—CO2重整反應(yīng)[CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H>0]在大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、“碳達(dá)峰”、“碳中和”的時(shí)代背景下，受到更為廣泛的關(guān)注。(1)相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)CH4(g)CO(g)H2(g)燃燒熱(kJ·mol-1)890.3283.0285.8ΔH=_______kJ·mol-1。(2)該反應(yīng)以兩種溫室氣體為原料，可以生成合成氣。如何減少反應(yīng)過程中的催化劑積炭，是研究的熱點(diǎn)之一、某條件下，發(fā)生主反應(yīng)的同時(shí)，還發(fā)生了積炭反應(yīng)：CO歧化：2CO(g)=CO2(g)+C(s)△H=-172kJ/molCH4裂解：CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H=+75kJ/mol①對(duì)積炭反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，得到溫度和壓強(qiáng)對(duì)積炭反應(yīng)中平衡炭量的影響圖(圖a和圖b)，其中表示溫度和壓強(qiáng)對(duì)CH4的裂解反應(yīng)中平衡炭量影響的是(選填序號(hào))_______，理由是_______。②實(shí)驗(yàn)表明，在重整反應(yīng)中，低溫、高壓時(shí)會(huì)有顯著積炭產(chǎn)生，由此可推斷，對(duì)于該重整反應(yīng)而言，其積炭主要由_______反應(yīng)產(chǎn)生。綜合以上分析，為抑制積炭產(chǎn)生，應(yīng)選用高溫、低壓條件。(3)該重整反應(yīng)也可用于太陽能、核能、高溫廢熱等的儲(chǔ)存，儲(chǔ)能研究是另一研究熱點(diǎn)。①該反應(yīng)可以儲(chǔ)能的原因是_______。②某條件下，研究者研究反應(yīng)物氣體流量、物質(zhì)的量比()對(duì)CH4轉(zhuǎn)化率(XCH4)、儲(chǔ)能效率的影響，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下所示。序號(hào)加熱溫度/℃反應(yīng)物氣體流量/L·min-1XCH4/%ηchem/%①80042：279.652.2②80063：364.261.9③80062：481.141.6(資料)儲(chǔ)能效率：熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率，用ηchem表示。ηchem=。其中，Qchem是通過化學(xué)反應(yīng)吸收的熱量，Q是設(shè)備的加熱功率。a.對(duì)比實(shí)驗(yàn)_______(填序號(hào))，可得出結(jié)論：氣體流量越大，CH4轉(zhuǎn)化率越低。b.對(duì)比實(shí)驗(yàn)②和③發(fā)現(xiàn)，混合氣中CO2占比越低，儲(chǔ)能效率越高，原因可能是_______(該條件下設(shè)備的加熱功率Q視為不變)。【答案】+247.3aCH4的裂解反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng)，減小壓強(qiáng)或升高溫度，平衡正移，即高溫低壓有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，平衡炭量大，與圖a相符CO歧化該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，可通過反應(yīng)將熱量儲(chǔ)存在產(chǎn)物CO、H2中(生成高熱值的物質(zhì)CO、H2)，CO、H2可通過燃燒放出大量熱①和②通過數(shù)據(jù)分析可知，氣體流量一定的情況下，②中CH4轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量相對(duì)較多，因此通過化學(xué)反應(yīng)吸收的熱量(即Qchem)較多【詳解】(1)由燃燒熱數(shù)據(jù)可得：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol，③H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，由蓋斯定律可知，①-2×②-2×③可得重整反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，則△H=(-890.3kJ/mol)-2×(-283.0kJ/mol)-2×(-285.8kJ/mol)=+247.3kJ/mol，故答案為：+247.3；(2)①甲烷的裂解反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡炭量減小，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡炭量增大，由圖可知，圖a中溫度升高或降低壓強(qiáng)時(shí)，平衡炭量增大，則圖a表示溫度和壓強(qiáng)對(duì)甲烷裂解反應(yīng)中平衡炭量影響，故答案為：a；CH4裂解反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng)，減小壓強(qiáng)或升高溫度，平衡正移，即高溫低壓有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，平衡炭量大，與圖a相符；②由在重整反應(yīng)中，低溫、高壓時(shí)會(huì)有顯著積炭產(chǎn)生可知，產(chǎn)生積炭的反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，由題給方程式可知，積炭主要是由一氧化碳的歧化反應(yīng)產(chǎn)生，故答案為：CO歧化；(3)①重整反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)生成高熱值的物質(zhì)一氧化碳和氫氣，將熱量儲(chǔ)存在產(chǎn)物一氧化碳和氫氣中，一氧化碳和氫氣可通過燃燒放出大量熱，所以該反應(yīng)可以儲(chǔ)能，故答案為：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，可通過反應(yīng)將熱量儲(chǔ)存在產(chǎn)物CO、H2中(生成高熱值的物質(zhì)CO、H2)，CO、H2可通過燃燒放出大量熱；②由題給數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)①和②的加熱溫度、物質(zhì)的量比相同，而反應(yīng)物氣體流量不同，反應(yīng)物氣體流量越大，甲烷轉(zhuǎn)化率越低；實(shí)驗(yàn)②和③的加熱溫度、反應(yīng)物氣體流量相同，而物質(zhì)的量比不同，混合氣中二氧化碳占比越低，甲烷轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量相對(duì)較多，反應(yīng)得到的熱量較多，Qchem越大，儲(chǔ)能效率越高，故答案為：①和②；通過數(shù)據(jù)分析可知，氣體流量一定的情況下，②中CH4轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量相對(duì)較多，因此通過化學(xué)反應(yīng)吸收的熱量(即Qchem)較多。10.合成氨反應(yīng)是目前最有效的工業(yè)固氮方法，解決數(shù)億人口生存問題。(1)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者埃特爾提出了合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)吸附解離的機(jī)理，通過實(shí)驗(yàn)測得合成氨勢(shì)能如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用“ad”表示。

①由圖可知合成氨反應(yīng)N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=___，該歷程中反應(yīng)速率最慢步驟的化學(xué)方程式為___。②如圖所示，合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中未使用催化劑時(shí)，逆反應(yīng)的活化能Ea(逆)=___kJ·mol-1；使用催化劑之后，正反應(yīng)的活化能為__kJ·mol-1。

(2)在t℃、壓強(qiáng)為3.6MPa條件下，向一恒壓密閉容器中通入氫氮比為3的混合氣體，體系中氣體的含量與時(shí)間變化關(guān)系如圖所示：

①反應(yīng)20min達(dá)到平衡，試求0~20min內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率v(NH3)=___MPa·min-1，該反應(yīng)的Kp=___(請(qǐng)寫出計(jì)算表達(dá)式)。②若起始條件一樣，在恒容容器中發(fā)生反應(yīng)，則達(dá)到平衡時(shí)H2的含量符合圖中___點(diǎn)(填“d”“e”“f”或“g”)。(3)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)中，未反應(yīng)的氣體(含不參與反應(yīng)的惰性氣體)可多次循環(huán)使用。當(dāng)氫氮比[c(H2)：c(N2)]為3時(shí)，平衡時(shí)氨氣的含量關(guān)系式為：ω(NH3)=0.325·KP·P·(1?i)2，(Kp表示平衡常數(shù)，P表示平衡體系壓強(qiáng)，i表示惰性氣體體積分?jǐn)?shù))當(dāng)溫度為500℃。平衡體系壓強(qiáng)為2.3MPa.不含惰性氣體時(shí)，平衡時(shí)氨氣的含量為ω。若溫度不變，體系中有13%的惰性氣體，此時(shí)增大壓強(qiáng)，Kp___將(填“變大”“變小”或“不變”)。欲使平衡時(shí)氨氣的含量仍為ω，應(yīng)將壓強(qiáng)調(diào)整至___MPa(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?46

kJ/molNad+3Had=NHad+2Had427126g不變3.0【詳解】(1)①由圖可知N2(g)+H2(g)和NH3(g)能量差為46kJ，NH3(g)能量低，反應(yīng)放熱，故ΔH=?46kJ/mol；活化能越大，反應(yīng)速率越慢，故最慢方程式：Nad+3Had=NHad+2Had；②正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能=反應(yīng)放出的熱量，如圖2所示活化能和(1)①中計(jì)算的ΔH可知，Ea(正)=335kJ/mol，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-462=92kJ/mol，Ea(逆)=Ea(正)-ΔH=335kJ/mol-(-92kJ/mol)=427kJ/mol；如圖2，使用催化劑之后，正反應(yīng)的活化能為Ea1=126kJ/mol；(2)①根據(jù)圖像，0~20min，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增加了，則氨氣的壓強(qiáng)增大了，故v(NH3)=；如圖所示平衡時(shí)，H2體積分?jǐn)?shù)為，N2體積分?jǐn)?shù)為，NH3體積分?jǐn)?shù)為，故p(H2)=,p(N2)=,p(NH3)=,；②若起始條件一樣，在恒容容器中發(fā)生反應(yīng)，相對(duì)于平衡狀態(tài)，物質(zhì)濃度減少，速率減慢，相比之前晚達(dá)到，達(dá)到平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)增大，符合圖中的g點(diǎn)；(3)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，因此溫度不變，體系中有13%的惰性氣體，此時(shí)壓強(qiáng)增大，但是Kp不變；根據(jù)平衡時(shí)氨氣的含量關(guān)系式：ω(NH3)=0.325·KP·P·(1?i)2，欲使平衡時(shí)氨氣的含量仍未ω，兩種條件下列關(guān)系式有：ω(NH3)=0.325·KP·2.3MPa·(1?0)2=0.325·KP·P·(1?13%)2，解得P3.0MPa。11.I.利用CO2直接加氫合成二甲醚包括以下三個(gè)相互