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1、化学反应原理综合练习题二化学反应原理综合练习题二7(2019太原市第五中学上学期检测，26)捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。许多科学家认为从空气中捕获二氧化碳不仅在理论上可行，很快还会成为一个对付全球变暖的实用武器；目前NH3和(NH4)2CO3等物质已经被用作工业捕碳剂。(1)下列物质中不可能作为CO2捕获剂的是_。ANa2CO3 BHOCH2CH2NH2CCH3CH2OH DNH4Cl(2)工业上用NH3捕碳可合成CO (NH2)2：已知：标准状况下，11.2 L NH3与足量CO2完全反应生成NH2CO2NH4(s)时放出39.8 kJ的热量；NH2CO2NH4(s

2、)=CO(NH2)2(s)H2O(g)H72.5 kJmol1。则2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(g) 的H_kJmol1。(3)用(NH4)2CO3捕碳的反应如下：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体，保持其它初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图：c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆c_v正d(填“”、“”或“”)。b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc

3、、Kd从大到小的顺序为 _。(填“”、“”或“”)在T2T4温度区间，容器内CO2气体浓度呈现先减小后增大的变化趋势，其原因是_。(4)用碱性溶液也可捕碳：在常温下，将0.04 mol CO2通入200 mL 0.2 mol/L的Na2S溶液中，已知：H2CO3的电离平衡常数：K14.3107、K25.61011；H2S的电离平衡常数：K15.0108、K21.11012。回答下列问题：发生反应的离子方程式为_。充分反应后下列关系式中正确的是_。Ac(Na)c(H)c(HS)2c(S2)c(OH)Bc(CO)c(HCO)c(H2CO3)c(H2S)c(HS)c(S2)Cc(Na)c(HCO)c

4、(HS)c(OH)计算反应后的溶液中c(H2S)c(OH)/c(HS)的值为_。82019河南省部分示范性高中上学期1月份联考，28“低碳经济”备受关注，CO2的排集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。(1)绿色植物通过图1所示过程储存能量，用化学方程式表示其光合作用的过程：_。(2)TiO2是一种性能优良的半导体光催化剂，能有效地将有机污染物转化为CO2等小分子物质。图2为在TiO2的催化下，O3降解CH3CHO的过程，则该反应的化学方程式为_。(3)将一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应CO2(g)CH4(g) 2CO(g)2H2(g)。已知：CH4(g)2O2

5、(g)=CO2(g)2H2O(g) H1802 kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H2283 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H341 kJmol1则反应CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)的H_。为了探究反应CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)的反应速率与浓度的关系起始时向恒容密闭容器中通入CO2与CH4，使其物质的量浓度均为1.0 molL1，平衡时，根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线(如图3)：v正c(CH4)和v逆c(CO)，则与v正c(CH4)相对应的是图中曲线_(填“甲”或“乙”)；该反应达到平衡后，某

6、一时刻降低温度反应重新达到平衡，则此时曲线甲对应的平衡点可能为_(填“D”“E”或“F”)。(4)用稀氨水喷雾捕集CO2最终可得产品NH4HCO3。在捕集时，气相中有中间体 NH2COONH4(氨基甲酸铵)生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭容器中，分别在不同温度下进行反应：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。实验测得的有关数据见下表(t1t2”、“”或“_。(3)用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示：上述装置中B电极应连电极_(填“C”或“D”)。该电解池中的离子交换膜为_(填“阴”或“阳”)离子交换膜。11(

7、2019郑州市、开封市高三上学期第一次模拟，28)研究氮氧化物的反应机理，对于消除其对环境的污染有重要意义。(1)升高温度，绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应速率却随着温度的升高而减小。查阅资料知：2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：.2NO(g)N2O2(g)(快)H10 v1正k1正c2(NO)v1逆k1逆c(N2O2).N2O2(g)O2(g)2NO2(g)(慢)H2”“”或“”)。由实验数据得到v2正c(O2)的关系可用图表示。当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为_(填字母)。(2)通过图所示装置，可将汽车

8、尾气中的NO、NO2转化为重要的化工原料HNO3，其中A、B为多孔惰性电极。该装置的负极是_ (填“A”或“B”)，B电极的电极反应式为_。(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液甲，溶液乙为0.1 mol/L的CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO)由大到小的顺序为_(已知HNO2的电离常数K7.1104 mol/L，CH3COOH的电离常数K1.7105 mol/L)。可使溶液甲和溶液乙的pH相等的方法是_。a向溶液甲中加

9、适量水 b向溶液甲中加适量NaOHc向溶液乙中加适量水 d向溶液乙中加适量NaOH12(2019江苏化学，20)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。(1)CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4H2O热分解可制备CaO，CaC2O4H2O加热升温过程中固体的质量变化如图1。写出400600 范围内分解反应的化学方程式：_。与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是_。(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图2。写出阴极CO2还原

10、为HCOO的电极反应式：_。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_。(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H41.2 kJmol1反应：2CO2(g)6H2(g)=CH3OCH3(g)3H2O(g)H122.5 kJmol1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图3。其中：CH3OCH3的选择性100%温度高于300 ，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是_。220 时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得

11、CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有_。7解析(1)二氧化碳是酸性氧化物，具有碱性的物质均能捕获CO2，反应如下：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，HOCH2CH2NH2CO2H2O=HOCH2CH2NHHCO；而CH3CH2OH显中性，NH4Cl溶液显酸性均不与CO2反应，不能做CO2捕获剂；(2)标准状况下，11.2 L NH3的物质的量为0.5 mol，与足量CO2完全反应生成NH2CO2NH4(s)时放出39.8 kJ的热量，则2NH3(g)CO2(g)=NH2CO2NH4(s)，H39.8 kJmol1415

12、9.2 kJmol1；NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(g)H72.5 kJmol1。根据盖斯定律可知：可得2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(g)H159.2 kJmol172.5 kJmol186.7 kJmol1。(3)针对于同一个反应来讲，温度高反应速率快，d点温度大于c点的温度，所以c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆cv正d；在图中CO2的浓度存在一最低点，则在T1T2区间，反应未达到化学平衡，温度升高，反应速率加快，CO2被捕捉的量增加，剩余CO2的浓度减小；T4T5区间，反应已达到化学平衡，升高温度剩余CO2的浓度增大，

13、即升高温度，反应平衡向左移动，因此正反应为放热反应，即HH2SHCOHS，所以将0.04 mol CO2通入200 mL 0.2 mol/L的Na2S溶液中，n(CO2)n(Na2S)11反应生成碳酸氢钠和硫氢化钠，发生反应的离子方程式为CO2S2H2O=HCOHS；据分析可知，充分反应后所得溶液为碳酸氢钠和硫氢化钠， A溶液中存在电荷守恒，c(Na)c(H)c(HS)2c(S2)c(OH)c(HCO)2c(CO)，A错误；B.同浓度的同体积的碳酸氢钠和硫氢化钠，二者溶质的物质的量相等，因此根据物料守恒可知：c(CO)c(HCO)c(H2CO3)c(H2S)c(HS)c(S2)，B错误；C.碳

14、酸氢钠溶液的KhKw/Ka11014/4.31071/4.3107；硫氢化钠溶液的KhKw/Ka11014/5.01081/5106，碳酸氢钠溶液的水解能力小于硫氢化钠溶液的水解能力，所以c(Na)c(HCO)c(HS)c(OH)，C正确。Kw/Ka11014/5.01081/51062107。答案(1)CD(2)86.7(3)KbKcKdT2T3区间，化学反应未达到平衡，温度越高，化学反应的速率越快，所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T3T4区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2的捕获(4)CO2S2H2O=HCOHSC21078解

15、析(1)光合作用即是将CO2和水通过光合作用储存成能量，反应方程式为：mCO2nH2OCm(H2O)nmO2；(2)乙醛和臭氧在紫外线的作用下及TiO2作催化剂的条件下，反应生成CO2和水，方程式为：3CH3CHO5O36CO26H2O；(3)反应.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H1802 kJmol1反应.CO(g)1/2O2(g)=CO2(g) H2283 kJmol1反应.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H341 kJmol1将(4)2，可得到热化学反应方程式为：CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)H802 kJmol14(283 kJm

16、ol1)2(41 kJmol1)248 kJmol1；从图像可知，甲的浓度是从0升高到0.4 mol/L，即生成物CO的图像，乙是浓度从1.0降低到0.8 mol/L，即反应物是CH4，该反应是吸热反应，降低温度平衡向放热反应方向移动，即向逆反应方向移动，生成物浓度减小，化学反应速率减小，E点符合；(4)从表格信息可知，温度升高，气体总浓度增大，向正反应方向移动，即温度升高平衡向吸热反应方向移动，即正反应方向吸热，根据反应化学计量关系可知，c(NH3)2c(CO2)，15 时平衡体系的气体总浓度为3102 mol/L，即c(NH3)c(CO2)3102 mol/L，得到c(NH3)2102 m

17、ol/L，c(CO2)102 mol/L，Kc2(NH3)c(CO2)4106；根据盐类水解规律，由NH3H2O的电离平衡常数K2105、H2CO3的电离平衡常数K4107可知，碳酸氢根的水解程度更大，所以c(NH) 大于c(HCO)；反应NHHCOH2O=NH3H2OH2CO3的平衡常数K1.25103。答案(1)mCO2nH2OCm(H2O)nmO2(2)3CH3CHO5O36CO26H2O(3)248 kJmol1乙E(4)吸热41061.251039解析(1)硝酸铵溶于水NH易水解，NHH2ONH3H2OH，因此溶液呈弱酸性，即pH7，水溶液中各种离子浓度大小关系为c(NO)c(NH)

18、c(H)c(OH)。(2)相同压强下，升高温度平衡逆向移动，氨气含量降低，根据图知，a、b、c的温度分别是200 、400 、600 ；A.增大氢气浓度，即增加反应物浓度，可促进平衡正向移动并能提高氮气的转化率，故A正确；B.催化剂只能相同程度的改变正、逆反应速率，不能使化学平衡移动，故B错误；C.M、N两点压强相同，M和N的温度不同，M点氨气物质的量分数大于N，说明M点温度低于N点，说明平衡常数MN，故C正确；D.两点压强相同，M点的温度低于N的温度，所以反应速率NM，M和Q的温度相同，压强M大于Q，所以反应速率MQ，故D正确；E点对应的压强为100 MPa，高压对设备的要求太高，导致成本高

19、，故B、E错误；(3)已知反应2NH3(g)CO2(g)=H2NCOONH4(s) H1272 kJmol1，反应H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(g) H2138 kJmol1根据盖斯定律，由得2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(g)HH1H2134 kJmol1(4)根据尿素作为氮氧化物尾气的吸收剂，生成物均为无毒无污染的常见物质，可知生成物应为氮气、二氧化碳和水，CO(NH2)2中N化合价由3价升为0价，NO中N的化合价由2价降为0价，根据得失电子守恒可知CO(NH2)2与NO反应中的系数之比为13，根据质量守恒可配平方程式：2CO(NH2)2

20、6NO=2CO25N24H2O，1 mol尿素完全反应时，转移电子6 mol，即数目为6NA。答案(1)c(NO)c(NH)c(H)c(OH)(2)600ACD(3)2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(g) H134 kJmol1(4)2CO(NH2)26NO=2CO25N24H2O6NA10解析(1)a、混合气体的平均相对分子质量，反应中只有生成物二氧化碳和氨气为气体且始终按物质的量之比为12生成，故混合气体的平均相对分子质量始终不变，选项a正确；b、温度不变，化学平衡常数不变，选项b错误；c.反应CO(NH2)2(s)H2O(l) 2NH3(g)CO2(g)H133.

21、6 kJ/mol正反应为吸热反应，降低温度平衡逆向移动，尿素的转化率减小，选项c错误；d.缩小容器的体积，平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，达新平衡时由于平衡常数不变，NH3的浓度等于原平衡，选项d错误；答案选a；尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气，反应方程式为：2CO(NH2)2(s)6NO(g)=5N2(g)2CO2(g)4H2O(l)，已知：CO(NH2)2 (s)H2O(l)2NH3(g)CO2(g)H133.6 kJ/mol，由图可得热化学方程式：4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(l)H2 071.9 kJ/mol，根据盖斯定律，2可得：2CO(NH2)2(s)6NO(g)=5N2(g)2CO2(g)4H2O(l)H1 804.7 kJ/mol；氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明b点反应达到平衡状态，a点氨气体积百分含量大于b的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平