（广东专用）高考化学一轮复习 第三单元 化学反应原理新题呈现.doc

第三单元 化学反应原理新题呈现【例1】(2015江西景德镇二模)氮的氧化物是造成空气污染的主要气体之一。用某些特殊的催化剂能将汽车尾气中的co、nox、碳氢化合物转化成无毒物质。已知:2c(s)+o2(g)2co(g)h=-221.0 kjmol-1n2(g)+o2(g)2no(g)h=+180.5 kjmol-1c(s)+o2(g)co2(g)h=-393.5 kjmol-1(1)写出no(g)与co(g)催化转化成n2(g)和co2(g)的热化学方程式:。(2)用nh3还原nox生成n2和h2o。现有no、no2的混合气体3 l，可用同温、同压下3.8 l的nh3恰好使其完全转化为n2，则原混合气体中no和no2的物质的量之比为。(3)用电解法降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下，电解原理如图1，直流电源a为(填“正”或“负”)极，写出电解原理总反应的离子方程式:。 图1 图2(4)科研小组研究铁屑对地下水脱氮的反应原理。ph=2.5时，用铁粉还原kno3溶液，相关离子浓度、ph随时间的变化关系如图2(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前发生反应的离子方程式: 。已知活性炭能吸附n、oh-。ph=2.5时，将铁屑和活性炭同时加入硝酸钾溶液中，可以提高脱氮的效果，其原因是。答案(1)2no(g)+2co(g)n2(g)+2co2(g)h=-746.5 kjmol-1(2)19(3)正4n+4h+2n2+2h2o+5o2(4)4fe+n+10h+4fe2+n+3h2o活性炭和铁构成了原电池，加快反应速率，此外，活性炭吸附生成物n、oh-，能降低水中的n浓度且使溶液的酸性增强解析(1)n2(g)+o2(g)2no(g)h=+180.5 kjmol-12c(s)+o2(g)2co(g)h=-221.0 kjmol-1c(s)+o2(g)co2(g)h=-393.5 kjmol-1根据盖斯定律，2-可得:2no(g)+2co(g)n2(g)+2co2(g)h=(-393.5 kjmol-1)2-(-221.0 kjmol-1)-(+180.5 kjmol-1)=-746.5 kjmol-1。(2)根据反应可知:氨气被氧化为氮气，nh3n23e-;一氧化氮被还原为氮气，non22e-;二氧化氮被还原为氮气，no2n24e-。设一氧化氮体积为x，二氧化氮体积为3-x，氨气的体积为3.8 l，根据电子守恒可知:3.8 l3=2x+4(3-x)，x=0.3 l，则二氧化氮体积为2.7 l，相同条件下，混合气体中no和no2的体积比等于物质的量之比为0.3 l2.7 l=19。(3)由图示知在ag-pt电极上n发生还原反应，因此ag-pt电极为阴极，则b为负极，a为电源正极，阴极反应是n得电子发生还原反应生成n2，阳极上氢氧根失去电子生成氧气，电解总反应为4n+4h+2n2+2h2o+5o2。(4)根据图示知道t1时刻前，硝酸根离子、氢离子浓度逐渐减小，亚铁离子浓度增大，则是金属铁和硝酸之间的反应，即4fe+n+10h+4fe2+n+3h2o;将铁屑和活性炭同时加入上述kno3溶液中，活性炭和铁构成了无数个微小的铁碳原电池，加快反应速率(或活性炭吸附作用，降低溶液中n浓度)，可以提高脱氮效果。【例2】(2015开封二模)开发新能源是解决环境污染的重要举措，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。(1)已知:2ch3oh(l)+3o2(g)2co2(g)+4h2o(g)h1=-1 274.0 kjmol-12co(g)+o2(g)2co2(g)h2=-566.0 kjmol-1h2o(g)h2o(l)h3=-44.0 kjmol-1。甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为。(2)生产甲醇的原料co和h2可由反应ch4(g)+h2o(g)co(g)+3h2(g)h0得到。一定条件下ch4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1，则p1(填“”或“=”)p2。a、b、c三点处对应平衡常数(ka、kb、kc)的大小顺序为。100 时，将1 mol ch4和2 mol h2o通入容积为1 l的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是(填字母)。a. 容器的压强恒定b. 容器内气体密度恒定c. 3v正(ch4)=v逆(h2)d. 单位时间内消耗0.1 mol ch4同时生成0.3 mol h2(3)甲醇燃料电池(简称dmfc)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。dmfc工作原理如图2所示:通入a气体的电极是原电池的(填“正”或“负”)极，其电极反应式为。(4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图3所示u形管中氯化钠溶液的体积为800 ml。闭合k后，若每个电池甲烷用量均为0.224 l(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为(列式计算，法拉第常数f=9.65104 cmol-1)。若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后u形管中溶液的ph为。 图1 图2图3答案(1)ch3oh(l)+o2(g)co(g)+2h2o(l)h=-442.0 kjmol-1(2)p1p2kakbkcac(3)负ch3oh-6e-+h2oco2+6h+(4)89.65104 cmol-1=7.72103 c13解析(1)根据盖斯定律，将已知反应(-+4)得到ch3oh(l)+o2(g)co(g)+2h2o(l)，所以该反应的h=(-1 274.0 kjmol-1)-(-566.0 kjmol-1)+(-44.0 kjmol-14)=-442.0 kjmol-1，即ch3oh(l)+o2(g)co(g)+2h2o(l)h=-442.0 kjmol-1。(2)在图1的200 位置，平行与纵轴画一条虚线，可见ch4的转化率p1时大于p2时，在ch4(g)+h2o(g)co(g)+3h2(g)反应中，生成物的气体体积大于反应物，压强增大时平衡向逆向移动，故p1p2;正反应吸热，随温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数k增大，所以kakb”、“”、“c(n)c(na+)c(oh-)c(h+)解析(1)由n2(g)+2o2(g)2no2(g)h=+a kjmol-1、n2h4(g)+o2(g)n2(g)+2h2o(g)h=-b kjmol-1、2no2(g)n2o4(g)h=-c kjmol-1，根据盖斯定律可知2-得2n2h4(g)+n2o4(g)3n2(g)+4h2o(g)h=-(a-c+2b)kjmol-1。(2)次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼，依据质量守恒写出化学方程式:naclo+2nh3n2h4+nacl+h2o。(3)甲、乙容器温度不变，平衡常数不变;丙容器绝热，温度升高平衡逆向移动，平衡常数减小，故k甲=k乙k丙。甲容器在反应过程中保持压强不变，故容器体积减小，氮气的浓度增大;乙容器保持体积不变，随着反应的进行，压强减小;丙容器绝热，温度升高平衡逆向移动，故达到平衡时n2的浓度c(n2)甲c(n2)乙c(n)c(na+)c(oh-)c(h+)。【例4】(2015郑州二模)co、so2是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法。. 甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。利用co可以合成甲醇。(1)已知:co(g)+o2(g)co2(g) h1=-283.0 kjmol-1h2(g)+o2(g)h2o(l) h2=-285.8 kjmol-1ch3oh(g)+o2(g)co2(g)+2h2o(l)h3=-764.5 kjmol-1则co(g)+2h2(g)ch3oh(g)h=kjmol-1。(2)一定条件下，在容积为v l的密闭容器中充入a mol co与2a mol h2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。p1(填“” 、“” 、“” 或“=” )h2。下列措施能够同时满足增大反应速率和提高co转化率的是(填字母)。a. 使用高效催化剂b. 降低反应温度c. 增大体系压强d. 不断将ch3oh从反应混合物中分离出来e. 增加等物质的量的co和h2. 某学习小组以so2为原料，采用电化学方法制取硫酸。(3)原电池法:该小组设计的原电池原理如图1所示。写出该电池负极的电极反应式:。(4)电解法:该小组用na2so3溶液充分吸收so2得到nahso3溶液，然后电解该溶液制得了硫酸。原理如下图所示。图1图2写出开始电解时阳极的电极反应式:。答案(1)-90.1(2) 甲醇的合成反应是气体分子数减少的反应，相同温度下，增大压强co的转化率提高=c(3)so2+2h2o-2e-4h+s(4)hs+h2o-2e-s+3h+解析(1)根据已知热化学方程式，可以变化得到:h=h1+2h2-h3。(2)根据反应co(g)+2h2(g)ch3oh(g)可知，增大压强，化学平衡向右移动，转化率提高，而在相同温度下，p1时的转化率比p2时转化率小，所以p1p2。在a点时，co转化率为0.75，所以有mol的co被反应掉，余mol的co，平衡浓度为moll-1，同理可算出h2的平衡浓度为moll-1，ch3oh的平衡浓度为moll-1，甲醇合成反应在a点的平衡常数k= = 。(3)使用催化剂能改变化学反应速率，而不能使平衡移动，