第28题 化学基本理论综合题Word格式文档下载.docx

1、mol1则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为_。（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：_。（3）CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）3H2（g） CH3OH（g）H2O（g），测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。曲线、对应的平衡常数大小关系为K_（填“”、“”或“”）K。一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。容器甲乙反应物投入量1 mol CO2、3 mol H2a mol CO2、b mol H2、c mol CH3OH（g）、c

2、mol H2O（g）若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为_。（4）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（、）作用下，CH4产量随光照时间的变化见图2。在015小时内，CH4的平均生成速率、和从大到小的顺序为_（填序号）。（5）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是_。Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，写出有关的离子

3、方程式：_答案（1）Fe2O3（s）3CO（g）=2Fe（s）3CO2（g）H28.5 kJ（2）CO4OH2e=CO2H2O（3）0.4c1（4）（5）300400 3Cu2Al2O432H2NO=6Cu26Al32NO16H2O解析（1）热化学方程式：mol1。热化学方程式：C（s）CO2（g）=2CO（g）H2172.5 kJCO还原Fe2O3（s）的热化学方程式可以由3得到Fe2O3（s）3CO（g）=2Fe（s）3CO2（g）（2）负极为失去电子一极即CO作负极反应物，由于在碱性环境中，CO2与OH不共存，故生成CO，电极反应式为CO4OH2e=CO2H2O。（3）曲线平衡时产物物质

4、的量大，则平衡常数KK。要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，平衡后各物质的量应该与甲中平衡时的量相等。假设平衡时转化CO2（g）的物质的量为x mol CO2（g）3H2（g） CH3OH（g）H2O（g）开始/mol 1300转化/mol x3x x x平衡/mol 1x 33xx x计算：0.8，则x0.4由于平衡逆向进行，则c应大于0.4，如果a、b等于零时，c最大为1，则0.4c1。（4）由图2中015小时内CH4的产量知，生成CH4的速率。（5）Cu2Al2O4中Cu为1价，Al为3价，Cu与硝酸反应生成Cu2，硝酸会生成NO。反应离子方程式为3Cu2Al2O432H2NO=6

5、Cu26Al32NO16H2O。2可燃冰的主要成分是甲烷，甲烷既是清洁燃料，也是重要的化工原料。（1）甲烷和二氧化碳重整制合成气对温室气体的治理具有重大意义。已知：CH4（g）CO2（g） 2CO（g）2H2（g）H247.3 kJCH4（g） C（s）2H2（g）H75 kJ反应2CO（g）=C（s）CO2（g）在_（填“高温”或“低温”）下能自发进行。合成甲醇的主要反应：2H2（g）CO（g） CH3OH（g）H90.8 kJmol1，T 时此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中开始只充入CO、H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质H2COCH3OH浓度/molL10.20

6、0.100.40比较此时正、逆反应速率的大小：v正_（填“”、“”或“”）v逆。生产过程中，合成气要进行循环，其目的是_。在一固定容积的密闭容器中发生反应2H2（g）CO（g） CH3OH（g），若要提高CO的转化率，则可以采取的措施是_（填字母）。a升温 b加入催化剂c增加CO的浓度 d加入H2加压e加入惰性气体加压 f分离出甲醇（2）以甲烷为燃料的新型电池的成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。B极为电池的_极，该电极的反应式为_若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 molL1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积

7、相等时，理论上消耗甲烷的体积为_（标况下）。答案（1）低温提高原料的利用率df（2）负CH44O28e=CO22H2O1.12 L解析（1）用已知的第二个热化学方程式减去第一个热化学方程式得：2CO（g）=C（s）CO2（g）H75 kJmol1247.3 kJmol1172.3 kJ该反应的H0，S0，欲使反应能自发进行必须符合复合判据GHTS水蒸气的浓度（molL1）随时间t（min）变化如下表所示。序号温度0 min10 min20 min30 min40 min50 minT10.0500.049 20.048 60.048 20.048 00.048 80.048 4T20.1000

8、.094 00.090 0下列叙述正确的是_（填字母代号）。A实验的温度：T2T1，错误；B项，实验前20 min的平均反应速率v（H2O）7min1，所以v（O2）3.5min1，错误；C项，实验与实验相比，达到的平衡状态相同，但实验所用时间短，反应速率快，所以实验比实验所用的催化剂催化效率高，正确。题组二化学平衡与电解质溶液的综合题1一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：2CO（g）SO2（g）2CO2（g）S（l）H2CO（g）O2（g）=2CO2（g）H1566 kJS（l）O2（g）=SO2（g）H2296 kJ则反应热H_ kJ（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的

9、转化率随反应温度的变化如图a所示。260 时_（填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”）作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是_。（3）科研小组在380 、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比n（CO）n（SO2）对SO2转化率的影响，结果如图b所示。请在图b中画出n（CO）n（SO2）21时，SO2的转化率的预期变化曲线。（4）工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0 molL1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c（SO）降至0

10、.2 molL1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c（HSO）约为_ molL1。此时溶液的pH_。（已知该温度下SOH HSO的平衡常数K8.0106，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计）答案（1）270（2）Cr2O3Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度时可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源（3）如图所示（4）1.66解析（1）根据盖斯定律，由已知中第一个反应减去第二个反应可得2CO（g）SO2（g）2CO2（g）S（l），则HH1H2270 kJ（2）根据图a,260 时Cr2O3曲线对应的SO2的转化率最高。Fe2O3作催化剂的优点是在相对较低的温度时获得的SO2

11、的转化率较高，可以节约能源。（3）由图a知n（CO）n（SO2）21时，SO2的平衡转化率接近100%，但比n（CO）n（SO2）31时达平衡要慢。（4）溶液中c（SOL1时，参加反应的c（SO）为0.8 molL1，则反应生成的c（HSO）约为1.6 molK8.0106，则c（H）106 molL1，pH6。2氮及氮的化合物在生产生活中有着重要的用途，如NH3、HNO3等都是重要的化工产品。（1）合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料来制取的。其主要反应是2CO2=2COCH2O（g）=COH2COH2O（g）=CO2H2。某次生产中将焦炭、H2O（g）和空气（设空气中N2和

12、O2的体积之比为41，下同）混合反应，所得气体产物经分析，其组成如下表：气体N2CO2O2体积（m3）（标准状况）x2012601.0根据上表可得出表中x_，实际消耗了_kg焦炭。（2）汽车尾气会排放氮的氧化物而污染环境。已知气缸中生成NO的反应为N2（g）O2（g） 2NO（g）H0，若1 mol空气中含有0.8 mol N2和0.2 mol O2，1 300 时在某密闭容器内发生上述反应且达到平衡。测得NO的物质的量为8104mol，则该温度下的平衡常数K_；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO的排放量越大，原因是_。（3）SO2和氮的氧化物都是空气中的有害气体，已知：2SO2（g）O

13、2（g） 2SO3（g）H196.6 kJ2NO（g）O2（g） 2NO2（g）H113.0 kJ则反应NO2（g）SO2（g） SO3（g）NO（g）的H_ kJ（4）25 时，一些物质的电离平衡常数如下表所示：化学式H2CO3HClOH2C4H4O6（酒石酸）电离平衡常数K14.3107K25.610113.0108K19.1104K24.3105回答下列问题：常温下，将0.1 molL1的HClO溶液与0.1 molL1的Na2CO3溶液等体积混合，所得溶液中各种离子浓度关系正确的是_（填字母）。Ac（Na）c（ClO）c（HCO）c（OH）Bc（Na）c（HCO）c（ClO）c（H）C

14、c（Na）c（HClO）c（ClO）c（HCO）c（H2CO3）c（CO）Dc（Na）c（H）c（ClO）c（HCO）2c（COEc（HClO）c（H）c（H2CO3）c（OH）c（CO0.1 molL1的酒石酸溶液与pH13的NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH为6，则c（HC4H4O）2c（C4H4O）_ molL1（列出计算式即可）。答案（1）4430（2）4106温度越高，反应速率加快，平衡向右移动（3）41.8（4）BCE0.051061083雾霾天气严重影响人们的生活，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。（1）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C（s）2NO（g） N2（g）CO2（g）HQ kJ在T1时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：时间（min）浓度（molL1）10304050NO1.000.580.480.210.300.36010 min内，NO的平均反应速率v（NO）_