高三题型专练题型六 化学反应与能量Word下载.docx

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（1）联氨分子的电子式为___________,其中氮的化合价为___________。

（2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为_____________________________。

（3）①2O2（g）+N2（g）=N2O4（l）ΔH1

②N2（g）+2H2（g）=N2H4（l）ΔH2

③O2（g）+2H2（g）=2H2O（g）ΔH3

④2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）ΔH4=-1048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。

（4）联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为____________

（已知:

N2H4+H+

N2H5+的K=8.7×

107；

KW=1.0×

10-14）。

联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。

（5）联氨是一种常用的还原剂。

向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是____________

_________________。

联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。

理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2________kg；

与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是___________________________。

【答案】26、

（1）

-2

（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O

（3）2ΔH3-2ΔH2-ΔH1反应放热量大、产生大量气体（4）8.7×

10-7N2H6（HSO4）2

（5）固体逐渐变黑,并有气泡产生1N2H4的用量少,不产生其他杂质（还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4）

5.（2016天津）氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。

回答下列问题:

（1）与汽油相比,氢气作为燃料的优点是___________________________（至少答出两点）。

但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:

________________________。

（2）氢气可用于制备H2O2。

已知:

H2（g）+A（l）=B（l）ΔH1

O2（g）+B（l）=A（l）+H2O2（l）ΔH2

其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2（g）+O2（g）=H2O2（l）的ΔH______0（填“>

”、“<

”或“=”）。

（3）在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:

MHx（s）+yH2（g）

MHx+2y（s）ΔH<

0达到化学平衡。

下列有关叙述正确的是________。

a.容器内气体压强保持不变b.吸收ymolH2只需1molMHx

c.若降温,该反应的平衡常数增大d.若向容器内通入少量氢气,则v（放氢）>

v（吸氢）

（4）利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为____________。

（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。

电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:

Fe+2H2O+2OH−

FeO42−+3H2↑,工作原理如图1所示。

装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。

若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。

Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。

①电解一段时间后,c（OH−）降低的区域在_____________（填“阴极室”或“阳极室”）。

②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_____________________________________。

③c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c（Na2FeO4）低于最高值的原因:

_________________________________________________________________________。

【答案】

（1）污染小；

可再生；

来源广；

资源丰富；

燃烧热值高（任写其中2个）；

H2+2OH--2e-=2H2O

（2）＜（3）ac（4）光能转化为化学能

（5）①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低③M点:

c（OH-）低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢（或N点:

c（OH-）过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低）。

6.（2015新课标Ⅱ）甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。

利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:

①CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）△H1

②CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）△H2

③CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g）△H3

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H—H

C—O

C

O

H—O

C—H

E/（kJ.mol-1）

436

343

1076

465

413

由此计算△H1＝______kJ·

mol-1,已知△H2＝-58kJ·

mol-1,则△H3＝______kJ·

mol-1。

（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为____________；

图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母）,其判断理由是_______________________________________________。

（3）合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）＝2.60时,体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。

α（CO）值随温度升高而（填“增大”或“减小”）,其原因是__________________________________

__________________________________。

图2中的压强由大到小为____________,其判断理由是________

_______________________________________________________________________________________。

（1）—99；

＋41

（2）

；

a；

反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小；

（3）减小；

升高温度时,反应①为放热反应,平衡向向左移动,使得体系中CO的量增大；

反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO的量增大；

总结果,随温度升高,使CO的转化率降低；

P3＞P2＞P1；

相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率；

而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高

模拟训练

1.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。

（1）利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。

Ni（s）＋4CO（g）

Ni（CO）4（g）该反应的ΔH_______0（选填“＞”或“＝”或“＜”）。

（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。

C（s）＋O2（g）＝CO2（g）；

ΔH1＝－393.5kJ·

mol－1

CO2（g）＋C（s）＝2CO（g）；

ΔH2＝+172.5kJ·

S（s）＋O2（g）＝SO2（g）；

ΔH3＝－296.0kJ·

则2CO（g）＋SO2（g）＝S（s）＋2CO2（g）ΔH4＝________。

（3）工业上一般采用CO与H2反应合成可再生能源甲醇,反应如下:

CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）某温度下,将２molCO和６molH2充入２L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c（CO）=0.2mol·

L－1,则CO的转化率为__________。

合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,通过反应进行甲醇合成,T1℃下此反应的平衡常数为160。

此温度下,在密闭容器中加入一定量CO和H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质

H2

CO

CH3OH

浓度/（mol·

L－1）

0.2

0.1

0.4

比较此时正、逆反应速率的大小:

v正_______v逆（填“>

”或“＝”）；

若其他条件不变,在T2℃反应10min后达到平衡,c（H2）＝0.4mol·

L－1,则该时间内反应速率:

v（CH3OH）＝__________；

（4）金属氧化物被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。

下图是四种金属氧化物被一氧化碳还原时lg[c（CO）/c（CO2）]与温度（t）的关系曲线图。

800℃时,其中最易被还原的金属氧化物是______（填化学式）,该反应的平衡常数数值（K）等于_________。

【答案】

（1）＜

（2）－270kJ·

mol－1（3）80%>

0.03mol·

L－1·

min－1（4）Cu2O106

2.尿素/H2O2溶液可用于烟气的脱硫脱硝。

（1）已知T℃时,2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）△H1

2H2O2（I）=2H2O（I）+O2（g）△H2

SO3（g）+H2O（I））=H2SO4（I）△H3

则SO2（g）+H2O2（I））=H2SO4（I）△H4=__________（用含△H1、△H2、△H3的代数式表示）

（2）尿素[CO（NH2）2]溶液对NOx及SO2有一定的脱除率。

将SO2和NOx（N〇约占90%）通入氧气的体积分数为7%、尿素浓度为5%的反应器中进行反应。

①烟气中SO2最终转化为一种正盐,其化学式为______________；

NO和NO2以物质的量之比1:

1与CO（NH2）2反应生成无毒气体的化学方程式为_________________________________________________。

②氨基甲酸铵（H2NCOONH4）是尿素的水解产物,将一定量的氨基甲酸铵置于恒容密闭容器中,发生反应:

NH2COONH4（s）

2NH3（g）＋CO2（g）△H,实验测得不同温度下平衡时气体的总浓度如下表:

温度/K

338

348

353

平衡时气体的总浓度/mol•L-1

0.36

0.48

0.60

0.72

该反应的△H__________（填“>

”或“<

”）0；

348K时,该反应的平衡常数K__________________。

（3）其他条件不变,向尿素溶液中添加H2O2溶液,测得不同pH下氮氧化物的脱除率与时间的关系如图

所示。

①NO与H2O2发生反应生成亚硝酸时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。

（2）脱硝时,最佳pH为_________；

在碱性较强时,NOx脱除率降低,其原因是_____________________

（任写一点）。

（1）

ΔH1+

ΔH2+ΔH3

（2）（NH4）2SO4NO+NO2+CO（NH2）2＝2N2+CO2+2H2O>

0.032（3）1:

27H2O2氧化性减弱（或其他合理答案）

3.MnO2是常见的氧化剂、催化剂和活性电极材料。

（1）工业上,以惰性材料为电极,电解MnSO4溶液（含少量稀硫酸）制备MnO2。

写出阳极的电极反应式:

_______

________________________________________。

（2）已知如下热化学方程式（K代表平衡常数）:

①MnCO3（s）

MnO（s）+CO2（g）△H1K1

②2MnO（s）+O2（g）

2MnO2（s）△H2K2

③2MnCO3（s）+O2（g）

2MnO2（s）+2CO2（g）△H3K3

△H3=____________（用△H1、△H2表示）K3=_____________（用K1、K2表示）。

（3）反应②在低温条件下能自发进行,则△H2______0（填“>

”“<

（4）在密闭容器中投入足量的MnCO3,—定条件下发生反应:

MnCO3（s）

MnO（s）+CO2（g）

△H>

0。

在一定温度下,达到平衡状态时p（CO2）=2aMPa。

①温度、压强对MnCO3分解率的影响如图所示:

比较:

L1______L2（填“>

②保持温度不变,将容器体积扩大至原来的2倍,则p（CO2）的变化范围是__________________。

③保持温度不变,将容器体积压缩至原来的一半,达到新平衡时下列物理量一定不变的是______（填代号）。

A.平衡常数KB.c（CO2）C.n（CO2）D.m（MnCO3）

（5

）—定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中加人足量的MnCO3（s）和5molO2,发生反应:

2MnCO（s）+O2（g）

2MnO2（s）+2CO2（g）,CO2以平均速率0.1mol•L-1·

min-1经过10min达到平衡状态。

该条件下该反应的平衡常数K为_______。

【答案】

（1）Mn2++2H2O-2e-＝MnO2+4H+

（2）2△H1+△H2

·

K2（3）<

（4）>

aMPa<

p（CO2）<

2aMPaAB（5）0.5mol.L-1

4.NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。

（1）催化剂常具有较强的选择性,即专一性。

反应I:

4NH3（g）+5O2（g）

4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ·

mol-1

反应II:

4NH3（g）+3O2（g）

2N2（g）+6H2O（g）△H=-1266.6kJ·

写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式________________________________________________。

（2）在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的NH3和O2,的浓度如下表:

时间（min）

5

10

15

20

25

c（NH3）/mol·

L-1

1.00

0.12

0.08

0.072

c（O2）/mol•L-1

2.00

1.20

0.90

0.85

0.84

则下列有关叙述中正确的是_____________。

A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率

B.若测得容器内4v正（NH3）=6v逆（H2O）时,说明反应已达平衡

C.当容器内

=1时,说明反应已达平衡D.前10分钟内的平均速率v（NO）=0.088mol·

L-1·

min-1

（3）氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。

为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,测得有关物质的量关系如下图:

①该催化剂在低温时选择反应_______（填“I”或“II”）。

②52℃时,4NH3+3O2

2N2+6H2O的平衡常数K=_______（不要求得出计算结果,只需列出数字计算式）。

③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因__________________。

（4）制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+。

25℃时,K1（H2S）=1.3×

10-7,K1（H2S）=7.1×

10-15,Ksp（CuS）=8.5×

10-45

①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。

则0.lmol•L-1氢硫酸的pH≈_________（取近似整数）。

②某同学通过近似计算发现0.lmol•L-1氢硫酸与0.0lmol•L-1氢硫酸中的c（S2-）相等,而且等于_____mol·

③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中c（Cu2+）>

_____mol·

L-1（计算结果保留两位有效数字）,就会产生CuS沉淀。

（1）2NO（g）

N2（g）+O2（g）△H=-180.8kJ·

mol-1

（2）AD（3）II

该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左（逆反应）移动（4）47.1×

10-151.2×

10-30

5.研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）氧化还原法消除NOx的转化如下:

NO（g）+O3（g）=NO2（g）+O2（g）△H=-200.9kJ/mol

2NO（g）＋O2（g）=2NO（g）△H=-116.2kJ/mol

则反应I的热化学方程式为____________________________________________________。

（2）有人设想将CO按下列反应除去:

2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H>

0,请你分析该设想能否实现？

______（填“是”或“否”）,依据是_______________________________________________________。

（3）一定条件下,CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。

已知常温时,甲酸的电离平衡常数Ka=1.70×

10-4。

①甲酸钠的水溶液呈碱性,请用离子反应方程式表示其原因___________________________________。

②向20mL0.1mol/L的甲酸钠溶液中滴加10ml0.1mol/L的盐酸,混合液呈______性（填“酸”或“碱”）,溶液中离子浓度从大到小的顺序为__________________________________________________。

（4）活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。

在2L恒容密闭容器中加入0.1000molNO和2.030mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表:

①该反应的正反应为________（填”吸热”或“放热”）反应。

②200℃时,平衡后向恒容容器中再充入0.1molNO,再次平衡后,NO的百分含量将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③计算反应体系在335℃时的平衡常数_______。

（1）3NO（g）+O3（g）===3NO2（g）ΔH=－317.1kJ·

mol-1

（2）否该反应是焓增、熵减的反应,根据G=ΔH-T·

ΔS,G>

0（3）HCOO－＋H2O

HCOOH+OH－酸c（

Na+）>

c（HCOO－）>

c（Cl－）>

c（H+）>

c（OH-）

（4）放热不变0.25

6.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。

（1）将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用子炼铁等。

①已知:

Fe2O3（s）＋3C（石墨）=2Fe（s）＋3CO（g）　ΔH1＝akJ·

C（石墨）＋CO2（g）=2CO（g）　ΔH2＝bkJ·

则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为____________________________________________。

（2）将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g） 

△H

取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1∶3）,加入恒容密闭容器中,发生上述反应。

①下列情况能说明反应已达平衡状态的是________（填字母）。

A.容器内气体密

度不变B.容器内气体总压强保持不变

C.绝热恒容时,平衡常数不变D.v正（CH3OH）=3v逆（H2）

②反应过程中测得甲醇的体积分数α（CH3OH）与反应温度T的关系如图所示,则该反应的ΔH______0（填“>

”或“＝”）。

③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ_____KⅡ（填“>

（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。

①如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。

操作中先在______处通入NH3气体,然后再在______处通入CO2气体。

②人工光合作用能够借助太阳能用CO2和水制备化学原料,下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,请写出催化剂b处的电极反应式:

__________________________________________________________。

（1）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=（a-3b）kJ/mol

（2）BC<

>

（3）abCO2+2e-+2H+=HCOOH

7.碳酸亚铁（FeCO3）是菱镁矿的主要成分,将FeCO3加热到200℃开始分解为FeO和CO2,若在空气中高温煅烧FeCO3生成Fe2O3。

I.已知25℃,101kPa时:

4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol

C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393kJ/mol2FeCO3（s）=2Fe（s）+3O2（g）△H=+148OkJ/mol

（1）请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式________________________________________。

Ⅱ.生成的FeO和Fe2O3在一定条件下被还原为金属铁。

（2）据报道