六化学反应原理.docx

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六化学反应原理

化学反应原理

2010年化学反应原理

11．室温下，下列关于pH均为9、体积均为10m的NaOH溶液和CH3COONa溶液比较的说法，正确的是（）

A．两种溶液中的c（Na+）相等

B．分别加热到相同温度时，CH3COONa溶液的pH小

C．分别加水稀释到100mL时，两种溶液的pH依然相等

D．两溶液中由水电离出的c（OH－）之比为10－9/10－5

【解析】两溶液因pH均为9，因此c（CH3COONa）大于c（NaOH），因此CH3COONa溶液中c（Na+）大于NaOH溶液中c（Na+）；分别加热到相同温度时，NaOH溶液pH变化不大，加热促进CH3COONa水解pH增大；分别加水稀释到100mL时促进CH3COONa水解pH减小的小。

【答案】D

12．已知：

可逆反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H<0。

现有甲、乙两个容积相同且不变的真空密闭容器，向甲容器中加入1molN2（g）和3molH2（g），在一定条件下发生反应，达到平衡时放出热量为Q1kJ。

在相同条件下，向乙容器中加入2molNH3（g）并发生反应，达到平衡时吸收热量为Q2kJ，若Q1=3Q2。

下列叙述中正确的是（）

A．达平衡时甲中N2的转化率为75％

B．达平衡时甲、乙中NH3的体积分数乙>甲

C．达到平衡后，再向乙中加入0.25molN2（g）、0.75molH2（g）和1.5molNH3（g），平衡向生成N2的方向移动

D．乙中反应的热化学方程式为2NH3（g）

N2（g）+3H2（g）△H=+Q2kJ/mol

【解析】N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H<0，向甲容器中加入1molN2（g）和3molH2（g），达到平衡时放出热量为Q1kJ。

在相同条件下，向乙容器中加入2molNH3（g）并发生反应，达到平衡时吸收热量为Q2kJ，Q1=3Q2。

由此可知只有3/4的反应物转化为生成物。

A选项正确。

B选项甲乙两容器中的反应属于恒容下的等效平衡，所以氨的体积分数是一样的。

C选项0.25molN2（g）、0.75molH2（g）和1.5molNH3（g）就等于是1molN2（g）和3molH2（g）。

那就等于是向乙容器中又加入了1molN2（g）和3mol

H2（g），与加入这些物质前相比，等于是给乙容器增大压强，平衡右移。

所以不正确。

D选项热化学方程式中的△H的数值应是所有的反应物全转化为生成物时热量的变化。

2NH3（g）

N2（g）+3H2（g）△H=+4Q2kJ/mol

【答案】A

28．（16分）利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。

请回答下列问题：

（1）已知：

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H=－92.4kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=－483.6kJ/mol

若有17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸

气所放出的热量为。

（2）某科研小组研究：

在其他条件不变的情况下，改变起始物氧气的物质的量对N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）反应的影响。

实验结果如图所示：

（图中T表示温度，n表示物质的量）

①图像中T2和T1的关系是：

T2T1（填“高于”“低于”“等于”“无法确定”）

②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是（填字母）。

③在起始体系中加入N2的物质的量为mol时，反应后氨的百分含量最大。

若容器容积为H，n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此条件下（T2），反应的平衡常数K=。

（3）N2O3是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。

①一定温度下，在恒容密闭容器中N2O4可发生下列反应：

2N2O4

4NO2（g）△H>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据

Vs

0

500

1000

c（N2O3）/mol·L－1

5.00

3.52

2.48

②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O3，装置如图所示，其中Y为CO2。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式。

在电解池中生成N2O3的电极反应式为。

【解析】提示:

（2）该反应为放热反应，温度高时NH3的百分含量高，因此T2低于T1。

氢气的浓度为n时，NH3的百分含量最高。

只有起始时N2的物质的量为氢气的三分之一时，平衡时NH3的百分含量最高。

【答案】（16分）：

每空2分；

（1）226.3kJ；

（2）①低于②c③n/3；2.08

（3）①0.00592mol·L-1·s-1；②H2+CO

－2e－=

CO2+H2O

阳极：

N2

O4+2HNO3－2e－=2N2O3+2H+

7．（2010西城一模）反应2C+O2=2CO的能量变化如右图所示。

下列说法正确的是

A．12gC（s）与一定量O2（g）反应生成14gCO（g）放出的热量为110.5kJ

B．2molC（s）与足量O2（g）反应生成CO2（g），放出的热量大于221kJ

C．该反应的热化学方程式是2C（g）+O2（g）=2CO（g）△H=-221kJ

D．该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时

所吸收的总能量的差

【解析】根据图示可知C（s）+

O2（g）=2CO（g）△H=-110.5kJ/mol。

A选项中12gC（s）与一定

量O2（g）反应生成28gCO（g）放出的热量为110.5kJ；该反应的热化学方程式是

2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221kJ；该反应的反应热等于O2分子中化学键断裂时所

吸收的总能量的差与CO分子中化学键形成时所释放的总能量。

【答案】B

26．（14分）氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。

（1）氨气催化氧化的化学方程式为。

（2）工业合成氨的热化学方程式为：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）；△H=-92.2kJ/mol。

有关键能：

N

N945.6kJ/molN-H391.0kJ/

mol，则H—H键能为。

（3）500°C、50Mpa时，在容积为VL的定容器中加入nmolN2、3nmolH2，反应达到平衡后N2的转化率为a。

则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值为。

（4）合成氨原料中的H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。

部分1mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的

△H数据如下表：

物质

△H（kJ/mol）

H2（g）

-285.8

CO（g）

-283.0

CH4（g）

-890.3

已知1molH2O（g）转变为1molH2O（l）时放热44.0kJ。

写出CH4和水蒸气在高温下反应得到CO和H2的热化学方程式。

（5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。

写出该电池的正极反应式。

（6）若把标准状况下6.72L氨气通入到100g19.6%的硫酸溶液中，所得溶液中的溶质是

，溶液中离子浓度从大到小的顺序是。

【解析】

（2）反应热等于反应物的键能减去生成物的键能，设H-H的键能为XKJ/mol，

X=436.1kJ/mol；

（3）

132

=2

na2na

则容器内气体的物质的量反应前与平衡时的比值为

。

（4）根据盖斯定律

=-890.3+283.0+285.8

3-44.0=206.1

（5）总电极反应为

，所以正极反应式为N2+8H++6e-=2NH4+

（6）6.72L氨气为0.3mol，100g19.6%的硫酸为0.2mol，所以所得溶液为等物质的量的

和

。

【答案】

（1）4NH3+5O2

4NO+6H2O；

（2）436.1kJ/mol

（3）

；（4）CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ/mol

（5）N2+8H++6e-=2NH4+；（6）硫酸铵和硫酸氢铵；c（NH+4）>c（SO2-4）>c（H+）>c（OH-）

28．（14分）面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。

SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体，对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。

（1）下列措施中，有利于降低大气中的SO2、NOx、CO2浓度的有（选填字母）。

a．减少化石燃料的使用，加快开发和利用风能、氢能等新能源

b．使用无磷洗涤用品，减少含磷废物的排放

c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车

d．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水

（2）用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染。

已知用合成气（CO和H2）合成1mol

液态甲醇吸收热量为131.9kJ，2H2（g）+CO2（g）+

O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）

△H=—594.1kJ/mol，请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式。

（3）现欲以右图所示装置用电化学原理将

CO2、SO2转化为重要化工原料。

①若A为CO2，B为H2，C为CH3OH

则通入H2的一极为极；

②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，

则负极的电极反应式为。

（4）①已知：

密闭容器中，17℃、1.01×105Pa条件下，

2NO2（g）

N2O4（g）△H<0的平衡常数K=13.3。

当此反应达到平衡时，若c（NO2）=0.030mol／L，则c（N2O4）=（保留两位有效数字）；

②若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c（NO2）=0.04mol/L，c（N2O4）=0.007mol/L，则改变的条件是。

28．（14分）

（1）abc…………3分

（2）2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1452kJ/mol

…………3分

（3）①负…………2分

②SO2+2H2O-2e-=SO2-4+4H+…………2分

（4）①0.012mol/L…………2分

②升高温度…………2分

28．（10分）

汽车尾气中含有CO和氮氧化物。

治理尾气的方法是在排气管上安一个催化转化器，可发生如下反应：

2NO+2CON2+2CO2。

（1）2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）反应的平衡常数的表达式为：

K=。

（2）已知：

CO（g）+

O2（g）+2CO2（g）△H=一283kJ／mol

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol

则反应2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=kJ／mol。

（3）对于可逆反应2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g），结合

（2）中信息，下列说法正确的是。

①升高温度，平衡常数增大

②升高温度，逆反应速率降低

③在单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡

④反应达到平衡后，其他条件不变，缩小容器容积，平衡向生成N2和CO2的方向移动

（4）下列说法正确的是

①NO、CO、CO2均为酸性氧化物

②CO2的大量排放会导致温室效应，所以应尽量选用公共交通，提倡低碳出行

③汽车尾气中的氮氧化物主要是空气中的氮气与氧气在高温条件下生成的

（5）实验室可利用NaOH溶液吸收CO2，标准状况下2.24LCO2气体被1.5L0.1mol/LNaOH溶液全部吸收（不考虑CO2溶于水），生成NaCO3的物质的量为mol。

28．（10分）

（1）

（2分）

（2）-746（2分）

（3）③④（2分）

（4）②③（2分）

（5）0.05（2分）

11．已知：

H2（g）+

O2（g）=H2O

（1）△H=-285.8kJ·mol-1

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O

（1）△H=-890.3kJ·mol-1

现有H2和CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2（g）和H2O

（1），共放出热精3242．5kJ，则原混合气体中H2和CH4的物质的量之，比是（）

A．1：

1B．1：

3C．1：

4D．2：

3

答案：

D

26．（12分）近年来北京市汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气已成为重要的空气污染物。

（1）汽车内燃机工作时引起反应：

N2（g）＋O2（g）2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

T℃时，向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5molO2，达到平衡后NO的物质的量为2mol，则T℃时该反应的平衡常数K=。

（计算结果保留小数点后两位数字）

（2）一定量的NO发生分解的过程中，NO的转化率随

时间变化的曲线如图14所示。

（已知：

）

①反应2NO（g）N2（g）＋O2（g）为（填“吸

热”或“放热）反应。

②一定温度下，能够说明反应2NO（g）N2（g）

＋O2（g）已达到平衡的是（填序号）。

a.容器内的压强不发生变化

b.NO、N2、O2的浓度保持不变

c.NO分解的速率和NO生成的速率相等

d.单位时间内分解4molNO，同时生成2molN2

（3）①当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx，可用CxHy（烃）催化还原NOx消除氮氧化物的污染。

已知：

CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ·mol-1

CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H3=-867kJ·mol-1

△H2=.

②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳（CO）和氮氧化物（NO2）转化为无毒气体，该反应的化学方程式为。

26．（12分）

（1）0．11（1/9给分）………………………………………………2分

（2）①放热………………………………………………………2分

②bc…………………………………………………………2分

（3）①-1160kJ·mol-1………………………………………………………3分

催化剂

（不写单位、“-”扣1分）

②2xCO+2NOx2xCO2+N2………………………………………3

28．（14分）硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下。

（1）以N2和H2为原料合成氨气。

反应：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）ΔH＜0。

①下列措施可以提高H2的转化率的是（填选项序号）。

a．选择适当的催化剂b．增大压强

c．及时分离生成的NH3d．升高温度

②一定温度下，在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。

若容器容积恒定，达到平衡状态时，气体的总物质的量是原来的

，则N2的转化率

α1＝；

若容器压强恒定，达到平衡状态时，N2的转化率为α2，则α2α1（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸。

①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是。

②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O2（g）

2NO2（g）ΔH＞0。

该反应的反应速率（υ）随时间（t）变化的关系如右图所示。

若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）。

a．在t1~t2时，可依据容器内气体的压强保持

不变判断反应已达到平衡状态

b．在t2时，采取的措施可以是升高温度

c．在t3~t4时，可依据容器内气体的密度保持

不变判断反应已达到平衡状态

d．在t5时，容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值

（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。

①催化还原法：

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

N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g）ΔH＝+67.7kJ/mol

则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是。

②碱液吸收法：

用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。

若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式

是。

28．（14分）

（1）①（2分）bc

②（2分）12.5%

（2分）＞

（2）①（2分）4NH3+5O24NO+6H2O

②（2分）ab

（3）①（2分）4H2（g）+2NO2（g）＝N2（g）+4H2O（g）ΔH＝—1034.9kJ/mol

②（2分）2NO2+CO32－＝NO3－+NO2－+CO2

2011年化学反应原理

25．（14分）短周期元素A、B、C、D、E、F、G其核外电子总数依次增多，A原子是元素中电子总数最少的，B的最外层电子数是次外层电子数的二倍，C最外层电子数是其电子层数的三倍，G与C同族且两元素核外电子总数之和与D、E两元素核外电子总数之和相等，F的最外电子数是次外层电子数的二分之一。

、写出元素F在周期表中的位置。

、由元素ABC组成的18电子物质，是假酒中常见的有毒物质之一，其电子式为。

、已知这样两反应G（s）+C2（g）=GC2（g）△H1=-296KJ·mol-1,

2GC3（g）

2GC2（g）+C2（g）△H2=+198KJ·mol-1

则2G（s）+3C2（g）

2GC3（g）△H3=

、对于可逆反应：

2GC2（g）+C2（g）

2GC3（g）△H=aKJ·mol-1图中两条曲线分别表示温度为T1和T2时体系中GC3的百分含量和时间的关系。

GC3%

T1时平衡常数K1、T2时平衡常数K2，则K1K2（＞、＜、＝）。

T2时在2L密闭容器中充入4moLGC2和3moLC2，在一定条件下达到平衡时GC2的转化率为90%，则这时的平衡常数数值是。

、D2FC3溶液与E2（GC4）3溶液混合产生两种匀溶于DCA溶液的难溶物质，写出两溶液混合所发生的离子反应方程式

向Ba（AGC3）2溶液中滴加足量A2C2产生23.3克白色沉淀时，反应中电子转移总数物质的量为

。

25．（每空2分共14分）

、第3周期第IVA族

、

、△H3=—790KJ·mol-1

、＞；135

、3SiO32—+2Al3++6H2O=2Al（OH）3↓+3H2SiO3↓

0.4mol

26．（14分）煤的直接燃烧已引起严重的生态和环境污染,并且其直接燃烧很难解决温室气体减排问题。

解决煤炭的清洁高效利用问题是中国发展低碳经济的关键。

下图是煤气化和除硫的实验系统示意图。

其操作步骤为：

Ⅰ.升温至实验温度，通入高纯N2，从投料口加入石英砂（含载氧体）

Ⅱ.停止通入N2，从反应器下方按比例通入水蒸气和CO2，从投料口加入CaO

Ⅲ.停止通入水蒸气和CO2，从投料口加入煤

Ⅳ.持续通入水蒸气和CO2，开始反应；在气体出口管中通入高纯N2

（1）冷凝器的作用是。

（2）可使用CaCO3代替CaO脱硫，CaCO3脱硫的化学方程式为。

（3）通入N2的目的：

。

（4）反应器中发生如下几种反应：

C（s）＋H2O（g）＝CO（g）＋H2（g）ΔH＝＋131kJ/mol

C（s）＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－394kJ/mol

CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－283kJ/mol

CO（g）+H2O（g）

H2（g）+CO2（g）

下图能表示CO与H2O（g）生成CO2和H2的反应过程和能量关系的图是（填序号）。

（5）已知830℃时，CO（g）+H2O（g）

H2（g）+CO2（g）的平衡常数K=1，等物质的量的CO和H2O反应达到平衡时，CO的转化率为。

（6）煤气化过程中会生成少量CH4，已知CH4与CaSO4反应生成CaS、CO2和H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

（7）煤气化后，混合气体由CO、H2和CH4等组成，可用于制燃料电池。

其中碱性条件下CH4参与反应的电极反应式为。

26．（14分，每小题2分）

（1）除去混合气体中的水蒸气（2分）

（2）2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2（2分，物质全对1分，配平1分）

（3）排除装置内气体（2分）

（4）①（2分）

（5）50%（2分）

（6）1:

1（2分）

（7）CH4+10OH—+8e—=CO32—+7H2O（2分，物质全对1分，配平1分）

2８．为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO2气体的排放也是人类面临的重大课题。

煤综合利用的一种途径如下所示：

③

（1）用下图所示装置定量检测过程①产生的CO2（已知：

煤粉燃烧过程中会产生SO2）

B中预期的实验现象是，D中的试剂是。

（2）已知C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）　ΔH1=+131.3kJ·mol-1

C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）　ΔH2=+90kJ·mol-1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是，该反应的化学平衡常数K随温度的升高将（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）用图装置可以完成⑤的转化，同时提高能量的利用率。

其实现的能量转化形式主要是，a的电极反应式是。

（4）燃煤烟气中的CO2可用稀氨水捕获和吸收，不仅可以减少CO2的排放，也可以生产化肥碳酸氢铵。

假设该方法每小时处理含CO2的体积分数为11．2%的燃煤烟气1000m3（标准状况），其中CO2的脱除效率为80%，则理论上每小时生产碳酸氢铵kg。

２８．（15分）

（1）（4分）品红溶液不变色，碱石灰（答案合理均得2分）

（2）（4分）CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）ΔH=-41.3kJ·mol-1减小

（3）（4分）化学能转化为电能，CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+

（4）（3分）316

27．（15分）煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径之一。

（1）在25℃、101kPa时，H2与O2化合生成1molH2O（g）放出241.8kJ的热量，其热化学方程式为。

又知：

①C（s）+O2（g）====CO2（g）ΔH=-393.5kJ/mol

②CO（g）+

O2（g）====CO2（g）ΔH=-283.0kJ/mol

焦炭与水蒸气反应是