高三专题化学反应原理综合题.docx

1、高三专题化学反应原理综合题高三专题化学反应原理（综合题）一、填空题1氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。(1)已知：900 K时，4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，反应自发。该反应是放热还是吸热，判断并说明理由_。900 K时，体积比为4：l的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转化率(HCl) 随压强(P)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到T K(假定反应历程不变)，请画出压强在1.5l054.5105Pa范围内，HCl的平衡转化率(HCl)随压强(P)变化曲线示意图_。(2)已知：Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO

2、(aq)+H2O(l) Hl=102 kJmol-13Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1) H2=422 kJmol1写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式_。用过量的冷NaOH溶液吸收氯气，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此时ClO的浓度为c0 molL-1；加热时NaClO转化为NaClO3，测得t时刻溶液中ClO浓度为ct molL-1，写出该时刻溶液中Cl浓度的表达式；c(Cl)=_ molL-1 (用c0、ct表示)有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：I、2ClO=ClO2+ClII、ClO2+

3、ClO=ClO3+Cl常温下，反应II能快速进行，但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3，试用碰撞理论解释其原因：_。(3)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。为抑制氢气的产生，可选择合适的物质(不引入杂质)，写出该电解的总化学方程式_。【答案】 放热，S0，反应自发满足H-TS0 3NaClO（aq）=2NaCl（aq）+NaClO3（aq）H=-116kJ/mol (5c0-2ct)/3 反应的活化能高，活化分子百分数低，不利于ClO-向ClO3-转化 2NaClO3+O22NaClO42NOx（主要指NO和NO2

4、）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） H=116.1 kJmol13HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） H=75.9 kJmol1反应3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g）的H=_kJmol1。（2）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：_。（3）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和C

5、O2的反应。写出该反应的化学方程式：_。（4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为_mol。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见图1）。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50250 范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_；当反应温度高于380 时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_。【答案】136.2HNO22e+H2O3H+NO32HNO2+(NH2)2CO2N2+CO2+3H2O迅速上升

6、段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO3CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1该催化重整反应的H=_ kJmol1。有利

7、于提高CH4平衡转化率的条件是_（填标号）。A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_mol2L2。（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断，催化剂X_Y（填“优于”或“劣于”），理由是_。在反应进料气组成、压强及

8、反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是_填标号）。AK积、K消均增加 Bv积减小，v消增加 CK积减小，K消增加 Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5（k为速率常数）。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。【答案】247A劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化

9、能相对小，消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)4磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)”或“c(SO32-)c(OH-)c(HSO3-)c(H+)；H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2+H2O。8我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3+Fe2+Zn

10、2+Cd2+开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有_；氧化除杂工序中ZnO的作用是_，若不通入氧气，其后果是_。（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_。（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_；沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。【答案】ZnS+O2ZnO+SO2PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2+Zn+Cd2+Zn2+CdZn2+2eZn溶浸9焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广

11、泛。回答下列问题：（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式_。（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：pH=4.1时，中为_溶液（写化学式）。工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是_。（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0

12、.01000 molL1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_，该样品中Na2S2O5的残留量为_gL1（以SO2计）。【答案】2NaHSO3Na2S2O5+H2ONaHSO3得到NaHSO3过饱和溶液2H2O4e4H+O2aS2O52+2I2+3H2O2SO42+4I+6H0.12810(一) 十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘（C10H18）四氢萘（C10H12）萘（C10H8）”的脱氢过程释放氢气。已知：C10H18(l)C10H12(l)3H2(g) H1C10H12(l)C10H8(l)2H2(g) H2H1H20；C10H18C10H12的

13、活化能为Ea1，C10H12C10H8的活化能为Ea2，十氢萘的常压沸点为192；在192，液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9。请回答：（1）有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_。A高温高压 B低温低压 C高温低压 D低温高压（2）研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是_。（3）温度335，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘（1.00 mol）催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的产率x1和x2（以物质的量分数计）随时间变化关系，如图1所示。 在8 h时，反应体系内氢气的量为_mol（忽略其他副反应）。x1显著低于x2的原因是_

14、。在图2中绘制“C10H18C10H12C10H8”的“能量反应过程”示意图_。(二) 科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOHKOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。电极反应式：_和2Fe3H2ON22NH3Fe2O3。【答案】 C 温度升高，加快反应速率；温度升高使平衡正移的作用大于压强增大使平衡逆移的作用。 1.95 催化剂显著降低了C10H12C10H8的活化能，反应生成的C10H12快速转化为C10H8 Fe2O36e3H2O2Fe6OH11由某精矿石（MCO3ZCO3）可以制备单质M，制备过程中

15、排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇，取该矿石样品1.84g，高温灼烧至恒重，得到0.96g仅含两种金属氧化物的固体，其中m(M)m(Z)=3:5，请回答：（1）该矿石的化学式为_。（2）以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质M和一种含氧酸盐（只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物质的量之比为21）。写出该反应的化学方程式_。单质M还可以通过电解熔融MCl2得到，不能用电解MCl2溶液的方法制备M的理由是_。（3）一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应：反应1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H1反应2：CO(g)2H2(g)CH3O

16、H(g) H2反应3：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H1其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图1所示。则H1_H2 （填“大于”、“小于”、“等于”），理由是_。（4）在温度T1时，使体积比为31的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示；不改变其他条件，假定t时刻迅速降温到T2，一段时间后体系重新达到平衡。试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。【答案】 MgCO3CaCO3 2MgO+2CaO+Si2Mg+Ca2SiO4 电解MgCl2溶液时，阴极上H+比Mg2+容易得到电子，电

17、极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，所以得不到镁单质 小于；曲图l可知，随着温度升高，K1增大，则H10，根据盖斯定律又得H3=H1+H2，所以H2H3； 12氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。（1）以铁为催化剂，0.6mol氮气和1.8mol氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，20min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mol。在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线_。该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是_（填增大、减少或不变）。（2）N2H4是一种高能燃料，有强还原性，可通过NH3和NaClO反应制得，写出该制备反应的化学方程式_。N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K1=1.010-6，则0.01 molL1 N2H4水溶液的pH等于_（忽略N2H4的二级电离和H2O的电离）。已知298K和101KPa条件下：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H1 2H2(g)+O2(g)2H2O(l) H22H2(g)+O2(g)2H2O(g) H3 4NH3(g)+O2(g)2N2H4(l)+2H2O(I) H4则