江苏省高考化学二轮复习综合训练反应原理.docx
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江苏省高考化学二轮复习综合训练反应原理
反应原理综合训练
1.（2013·镇江一模）研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义。
（1）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.混合气体颜色保持不变
c.体系中SO3的体积分数保持不变
d.每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2时体积比为1∶6，则平衡常数K= 。
（2）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）。
2.（2013·常州一模）甲醇（CH3OH）和二甲醚被称为21世纪的新型燃料。
以CH4和H2O为原料制备甲醇和二甲醚的工业流程如下：
（1）写出催化反应室1中在一定条件下发生反应的化学方程式：
。
（2）在压强为0.1MPa条件下，反应室3（容积为VL）中amolCO和2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g），CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
图1图2
①p1 （填“<”、“>”或“=”）p2。
②在其他条件不变的情况下，反应室3再增加amolCO和2amolH2，达到新平衡时，CO的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③在p1压强下、100℃时，反应CH3OH（g）
CO（g）+2H2（g）的平衡常数为 （用含a、V的代数式表示）。
（3）图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为 。
（4）水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）
CH3OH（g） ΔH=-90.8kJ·mol-1
②2CH3OH（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=-23.5kJ·mol-1
③CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）ΔH=-41.3kJ·mol-1
则反应：
3H2（g）+3CO（g）
CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH= 。
3.（2013·北京理综）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：
。
（2）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：
2NO（g）
①写出该反应的热化学方程式：
。
②随温度升高，该反应的化学平衡常数将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式：
。
（4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是 （填“氧化”或“还原”）反应。
②写出NiO电极的电极反应式：
。
4.（2013·天津理综）某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。
因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离 子
K+
Na+
N
S
N
Cl-
浓度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为 ，试样的pH= 。
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：
H2（g）+
O2（g）
H2O（g） ΔH=-241.8kJ·mol-1
C（s）+
O2（g）
CO（g）ΔH=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：
。
②洗涤含SO2的烟气。
下列物质可作洗涤剂的是 （填字母）。
a.Ca（OH）2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化：
①已知汽缸中生成NO的反应为N2（g）+O2（g）
2NO（g） ΔH>0。
若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10-4mol。
计算该温度下的平衡常数K= 。
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO（g）
2C（s）+O2（g）。
已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据：
。
5.（改编题）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如下图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。
请回答下列问题：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：
。
（2）由CO和H2合成甲醇的方程式是CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）。
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将 （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H2 t。
（3）用甲醇
空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如右图），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2g。
①请写出燃料电池中的负极反应式：
。
②燃料电池正极消耗空气的体积是 （标准状况，空气中O2的体积分数以20%计算）。
6.（改编题）氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。
消除氮氧化物有多种方法。
（1）硝酸厂常用催化还原法处理尾气：
催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知：
2H2（g）+O2（g）
2H2O（g） ΔH=-483.6kJ·mol-1
N2（g）+2O2（g）
2NO2（g）ΔH=+67.7kJ·mol-1
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是 。
（2）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。
发生的化学反应是2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）
2N2（g）+3H2O（g） ΔH<0。
为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是 。
（3）利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下：
NO
NO2
N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O
NO2+HNO3+HCl，反应Ⅱ的化学方程式是 。
若有11.2LN2生成（标准状况），共消耗ClO2 g。
（4）工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。
用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5。
制备方法之一是先将NO2转化为N2O4，然后采用电解法制备N2O5，装置如下图所示。
Pt（甲）为 极，电解池中生成N2O5的电极反应式是 。
7.
（1）钡（Ba）和锶（Sr）及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。
工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶性弱酸盐。
已知：
SrSO4（s）
Sr2+（aq）+S
（aq）（Ksp=2.5×10-7）
SrCO3（s）
Sr2+（aq）+C
（aq）（Ksp=2.5×10-9）
将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为 ，该反应的平衡常数表达式为 ;该反应能发生的原因是 （用沉淀溶解再平衡的有关理论解释）。
?
（2）对于上述反应，实验证明增大C
的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。
判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况（填“增大”、“减小”或“不变”）：
①升高温度，平衡常数K将 ;②增大C
的浓度，平衡常数K将 。
（3）已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。
实验所用试剂为 ;写出实验现象及其相应结论：
。
（4）BaCl2溶液和Ba（NO3）2溶液是实验中检验S
的常用试剂。
某化学研究性学习小组检验某溶液中存在S
时，首先加入Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀，然后加入过量稀硝酸，白色沉淀不溶解，由此得出结论：
溶液中一定含有S
。
你认为该推理是否严密?
试说明理由：
。
8.已知在常温下Cu2+和Fe3+在溶液中随pH变化时水解的曲线如图1所示。
某同学欲提纯含有少量FeCl3和稀盐酸的CuCl2溶液。
图1图2
（1）对图中a点的说法正确的是 （填序号）。
①加适量NH4Cl固体可使溶液由a点沿水平方向变到Cu2+曲线上
②溶液中a点和水平线在Fe3+和Cu2+曲线上任意截点的c（H+）与c（OH-）乘积相等
③Fe（OH）3、Cu（OH）2在a点代表的溶液中均达到饱和
（2）向含有少量FeCl3和稀盐酸的CuCl2溶液中，加入稍过量的黑色粉末A搅拌、过滤，得到较纯净的CuCl2溶液。
A的化学式为 ，加入A的作用是 。
（3）用铜棒作电极，用直流电源电解CuCl2溶液，装置如图2所示。
观察到的现象如下：
①开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;②5min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极扩散;③10min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;④12min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色;⑤a极一直有大量气泡产生;⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显红色。
[已知：
Ksp（CuOH）①a极发生的电极反应为 。
②电解5min后，b极发生的电极反应为 。
③12min后，b极附近出现橙黄色沉淀的成分是 ，
原因是 。
④最后沉淀的成分是 ，请设计一实验验证此成分：
。
反应原理综合训练
1.
（1）bc 2.67（或
）
（2）（NH4）3PO4[或（NH4）2HPO4或NH4H2PO4]
2.
（1）CH4+H2O
CO+3H2
（2）①< ②增大 ③
（3）CH3OCH3-12e-+3H2O
2CO2+12H+
（4）-246.4kJ·mol-1
3.
（1）3NO2+H2O
2HNO3+NO
（2）①N2（g）+O2（g）
2NO（g）
ΔH=+183kJ·mol-1 ②增大
（3）2NO+2CO
N2+2CO2
（4）①还原 ②NO+O2--2e-
NO2
4.
（1）酸性 4
（2）①C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）
ΔH=+131.3kJ·mol-1 ②ab
（3）①4×10-6 该反应是吸热反应,温度升高,反应速率加快,平衡向正反应方向移动,因此单位时间内NO排放量越大 ②2CO（g）
2C（s）+O2（g）是一个熵值减小的反应,同时又是ΔH>0,所以任何温度条件下均不能自发反应
5.
（1）2FeTiO3+6C+7Cl2
2FeCl3+2TiCl4+6CO
（2）①向逆反应方向进行 ②1.0
（3）①CH3OH-6e-+8OH-
C
+6H2O
②2.8L
6.
（1）4H2（g）+2NO2（g）
N2（g）+4H2O（g）
ΔH=-1034.9kJ·mol-1
（2）增大NH3浓度（或减小压强、降低温度）
（3）2NO2+4Na2SO3
N2+4Na2SO4 67.5
（4）阳极 N2O4+2HNO3-2e-
2N2O5+2H+
7.
（1）SrSO4（s）+C
（aq）
SrCO3（s）+S
（aq）
K=
因为Ksp（SrCO3）后,使得SrSO4（s）
Sr2+（aq）+S
（aq）向正反应方向移动,生成SrCO3
（2）①减小 ②不变
（3）盐酸 若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转变为SrCO3,否则未完全转化
（4）不严密,溶液中可能含有S
生成的BaSO3能被硝酸氧化成BaSO4
8.
（1）②
（2）CuO 调节溶液pH至4.4,除去Fe3+（或降低溶液酸度,除去Fe3+）
（3）①2H2O+2e-
2OH-+H2↑
②Cu+Cl--e-
CuCl↓ ③CuOH和Cu2O Ksp（CuOH）
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