专业题材化学反应基础学习知识原理试题.docx
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专业题材化学反应基础学习知识原理试题
【反应原理】
1.二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。
由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应。
甲醇合成反应:
（Ⅰ）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ΔH1=-90.1kJ·mol-1
（Ⅱ）CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2=-49.0kJ·mol-1
水煤气变换反应:
（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）ΔH3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
（Ⅳ）2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH4=-24.5kJ·mol-1
回答下列问题:
（1）分析二甲醚合成反应（Ⅳ）对于CO转化率的影响:
。
（2）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为 。
根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响:
。
（3）有研究者在催化剂（含CuZnAlO和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。
（4）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池（5.93kW·h·kg-1）。
若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应式为 。
1mol二甲醚分子经过电化学氧化，转移电子的物质的量为 。
2.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
（1）I2O5可使H2S、CO、HCl等被氧化，常用于定量测定CO的含量。
已知:
2I2（s）+5O2（g）2I2O5（s） ΔH=-75.56kJ·mol-1
2CO（g）+O2（g）2CO2（g）ΔH=-566.0kJ·mol-1
写出CO（g）与I2O5（s）反应生成I2（s）和CO2（g）的热化学方程式:
。
（2）一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。
将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 （填字母）。
A.体系压强保持不变B.混合气体的颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变D.每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6，则平衡常数K= 。
（3）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。
该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为 （写出一种即可）。
（4）右图是一种碳酸盐燃料电池（MCFC），以水煤气（CO、H2）为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。
写出B极的电极反应式:
。
（5）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO2的混合物为例）。
已知:
NO不能与Na2CO3溶液反应。
NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2
2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2
①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO2的体积比为 。
②用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是 。
3.“氢能”将是未来最理想的新能源。
（1）实验测得，1gH2（g）燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则氢气燃烧热的热化学方程式为 。
（2）某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr
②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+ +
④2HgO2Hg+O2↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式:
。
根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点是 。
（3）氢气通常用生产水煤气的方法制得。
其中:
CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g） ΔH<0，在850℃时，K=1。
①若升高温度到950℃时，达到平衡时K （填“>”、“<”或“=”）1。
②850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和xmolH2，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是 。
（4）工业生产中，常用氢氧化钠溶液吸收排放废气中的二氧化硫，并将吸收产物电解，可以产生氢气、硫酸等物质，装置如图1所示。
该电解过程中阳极的电极反应式为 。
图1
图2 碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的排放量与空燃比的关系
（5）一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物是汽车尾气的主要成分。
已知空燃比（空气、燃料体积之比）与尾气中各成分排放量关系如图2所示，B物质的名称是 。
4.甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。
（1）工业生产甲醇的常用方法是CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ΔH1=-90.8kJ·mol-1。
已知:
2H2（g）+O2（g）2H2O（l） ΔH2=-571.6kJ·mol-1
H2（g）+O2（g）H2O（g） ΔH3=-241.8kJ·mol-1
①H2的燃烧热为 kJ·mol-1。
②CH3OH（g）+O2（g）CO（g）+2H2O（g）的反应热ΔH= 。
③若在恒温恒容的容器内进行反应:
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有 （填字母）。
A.CO百分含量保持不变
B.容器中H2浓度与CO浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等
（2）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸气重整法。
该法中的一个主要反应为CH3OH（g）CO（g）+2H2（g），此反应能自发进行的原因是 。
②甲醇部分氧化法。
在一定温度下，以Ag/CeO2ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如右图所示。
则当=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应的化学方程式为 ;在制备H2时最好控制= 。
（3）在稀硫酸介质中，甲醇燃料电池负极发生的电极反应式为 。
5.在汽车上安装催化转化器可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）相互反应生成无毒害物质，减少汽车尾气污染。
（1）N2（g）+O2（g）2NO（g） ΔH=+180.5kJ·mol-1
2C（s）+O2（g）2CO（g）ΔH=-221.0kJ·mol-1
C（s）+O2（g）CO2（g）ΔH=-393.5kJ·mol-1
写出NO（g）与CO（g）反应的热化学方程式:
。
（2）某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时按下列流程探究催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表:
汽车尾气尾气分析仪催化反应器尾气分析仪
时间/s
0
1
2
3
4
5
c（NO）/×10-4mol·L-1
10.0
4.50
2.50
1.50
1.00
1.00
c（CO）/×10-3mol·L-1
3.60
3.05
2.85
2.75
2.70
2.70
①前2s内的平均反应速率v（N2）= 。
②该温度下，反应的平衡常数K= 。
③对于该可逆反应，下列叙述正确的是 （填字母）。
A.该反应在一定条件下能自发进行
B.该反应能有效减少有害气体的排放
C.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
D.该反应达到平衡时CO、NO的转化率相等
（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如右图所示，该电池中电解质为氧化钇氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。
下列叙述错误的是 （填字母）。
A.负极的电极反应式为CO+O2--2e-CO2
B.工作时O2-在固体介质中由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过电流计流向电极b
D.电流计中显示的电流越大，汽车尾气中CO的含量越高
6.镁及其合金广泛应用于航空航天、交通、电池等行业，金属镁的制备方法主要有:
①电解无水氯化镁法 ②碳或碳化钙热还原法 ③皮江法
已知:
MgCl2（l）Mg（l）+Cl2（g） ΔH=+642kJ·mol-1
MgO（s）+C（s）CO（g）+Mg（g）ΔH=+641.5kJ·mol-1
CaO（s）+3C（s）CaC2（s）+CO（g）ΔH=+464.0kJ·mol-1
（1）写出MgO（s）与CaC2（s）作用生成Mg（g）、CaO（s）、C（s）的热化学方程式:
。
（2）碳化钙还原氧化镁的文献资料如下表:
还原温度/℃
恒温时间/h
还原率/%
1.1
1110
2.0
65
1.1
1150
2.0
80
1.1
1150
2.5
85
1.2
1000
2.0
33
1.2
1150
2.0
84
1.2
1150
2.5
88
1.3
1150
2.0
86
1.3
1150
2.0
88
实际生产中只采取恒温2h，其主要原因是 ;采用配比为1.2，而不是1.3，其主要原因是 。
（3）用电解法制取镁时，若原料氯化镁含有水时，在电解温度下，原料会形成Mg（OH）Cl，并发生电离反应:
Mg（OH）ClMg（OH）++Cl-。
电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜，此时阴极的反应式为 。
实验室由MgCl2·6H2O制取无水氯化镁可采用的方法是 。
（4）我国目前生产金属镁主要用皮江法生产，其原料为白云石（MgCO3·CaCO3）的煅烧产物和硅铁（含75%Si）。
其生产原理如下:
2CaO+2MgO（s）+Si（s）2Mg（g）+Ca2SiO4（s）
采用真空操作除了能降低操作温度外，还具有的优点是 。
（5）镁/间二硝基苯电池的装置如右图所示，电池工作时镁转变为氢氧化镁，间二硝基苯则转变为间二苯胺。
该电池正极的电极反应式为 。
7.氨、肼（N2H4）和叠氮酸都是氮元素的重要氢化物。
（1）氨可用于制造氮肥、硝酸等。
①合成氨工业中，“造气”有关反应的热化学方程式如下:
C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g） ΔH1=+131.4kJ·mol-1
C（s
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