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三轮化学反应原理题训练1、天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。（1）科学家用氮化镓材料与铜组装如右图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。写出铜电极表面的电极反应式 。为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量 （选填“盐酸”或“硫酸”）。（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式 。（3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)CH4(g) 2CO(g)2H2(g) 。该反应的平衡常数表达式为 。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1molL1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强P1 P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，在Y点：v(正) v(逆)（填“大于”、“小于”或“等于”）。（4）天然气也可重整生产化工原料，最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为106，其核磁共振氢谱如下图2，则X的结构简式为 。能源是人类生存与发展必不可缺的物质，对传统能源进行脱硫、脱硝处理，能提高能源在能源消费中的比例是改变目前我国频发的雾霾天气的有效措施。（1）肼(N2H4)和化合物甲是一种重要的火箭推进剂，甲分子与肼分子具有相同的电子数，二者反应的生成物中有10e-分子，另一种生成物为极稳定的单质，写出该反应的化学方程式 。（2）对燃煤产生的尾气进行回收处理，有助于空气质量的改善，还能变废为宝，尾气处理过程中涉及到的主要反应如下：S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式为 。（3）煤炭液化也有助于减少雾霾天气的发生，液化反应之一为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)（正反应放热）；按照相同的物质的量投料， 测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示，则正反应速率：v(a)、v(b) 、v(c)、 v(d)由大到小的顺序为 ；实际生产条件控制在T1C、1106Pa左右，选择此压强的理由是 。（4）工业上生产新能源二甲醚(CH3OCH3)的原理之一为：2CO(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)，相同温度下，在两个容器中进行上述反应，某时刻两容器中各气态物质的浓度(mol/L)及正逆反应速率之间的关系如下表所示：容器c(CO)c(H2)c(CH3OCH3)c(H2O)v(正) 与 v(逆)大小比较I1.010-21.010-21.010-41.010-4v(正) = v(逆)II2.010-21.010-21.010-42.010-4v(正) v(逆)(填“”、 “”或“”或“”)T，t_s。列式计算反应2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)在图中A点温度时的平衡常数K_（用平衡分压代替平衡浓度计算；lg1.3）；由图可知，甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成，为提高甲烷制乙炔的转化率，除改变温度外，还可采取的措施有_。4、甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：（1）用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为 。（2）某温度下，向4 L恒容密闭容器中通人6 mol C02和6mol CH4，发生反应(i)，平衡体系中各组分的体积分数均为，则此温度下该反应的平衡常数K= ，CH4的转化率为 。（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为： 科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 (填“35 106 Pa” “4O106 Pa”或“5.0 106 Pa”)。实际工业生产中采用的温度是80，其理由是 。（4）直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、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的工作原理如图所示：通入a气体的电极是电池的 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 常温下，用此电池以惰性电极电解O5 L饱和食盐水(足量)，若两极共生成气体112 L(已折算为标准状况下的体积)，则电解后溶液的pH为 (忽略溶液的体积变化)。5、二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)，Ha kJmol1（a0）， 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 能说明该反应已达平衡状态的是_。（选填编号）ACO2的体积分数在混合气体中保持不变B混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化C单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2OD该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变计算该温度下此反应的平衡常数K_。（保留两位有效数字）。若改变条件 （填选项），可使K1。A增大压强 B增大反应物浓度 C降低温度 D升高温度 E加入催化剂（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示。M区发生反应的电极反应式为_。用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解的总反应离子方程式为： 。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为_（忽略溶液体积变化）。（3）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：已知：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) Ha kJmol1；CH3OH(g)CH3OH(l) Hb kJmol1；2H2(g)O2(g)2H2O(g) Hc kJmol1；H2O(g)H2O(l)Hd kJmol1，则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：_。6、目前低碳经济已成为科学家研究的主要课题之一,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起全世界的关注：（1）用电弧法合成的储氢材料常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这些杂质颗粒通常用硫酸酸化的锰酸钾氧化除去，在反应中，杂质碳被氧化为无污染气体而除去，Mn元素转变为Mn2+，请写出对应的化学方程式并配平： ；（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，得到如下两组数据：实验组来源:学#科#网温度/起始量/mol来源:Zxxk.Com平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOH2CO1650241.62.452900120.41.63实验2条件下的H2O 体积分数为 ；下列方法中可以证明上述已达平衡状态的是 ；a .单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol CO b. 容器内压强不再变化c.混合气体密度不再变化 d.混合气体的平均相对分子质量不再变化e. CO2的质量分数不再变化已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如下表:气化反应式lgK700K900K1200KC（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）-2.64-0.391.58C（s）+2H2O（g）CO2（g）+2H2（g）-1.67-0.031.44则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在900K时，该反应平衡常数的对数值（lgK） _ 。（3）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：C(s)O2(g)CO2(g) H 1393.5kJmol1，CO2(g)C(s) 2CO(g) H 2172.5kJmol1，S(s)O2(g) SO2(g) H 3296.0kJmol1请写出CO除SO2的热化学方程式 。pH（4）25时，在20 mL0.1 mol/L醋酸中加入V mL0.1 mol/LNaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线 如图所示，下列说法正确的是_。ApH3的CH3COOH溶液和pH11的CH3COONa溶液中，由水电离出的c(OH)相等B点时pH6，此时溶液中，c(CH3COO)c(Na+)9.910-7mol/LC点时，溶液中的c(CH3COO)c(Na+)D点时V20mL，此时溶液中c(CH3COO) c(Na+)0.1mol/L（5）下图是一种新型燃料电池,它以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题：写出A极发生的电极反应式 ；要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与 极（填“C”或“D”）相连。7、钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，我国四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。如图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。据此作答：（1）电解食盐水时，总反应的离子方程式是 。（2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：。（3）已知： Mg(s) + Cl2(g) = MgCl2(s)，H641 kJ/mol Ti(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(s)，H770 kJ/mol；下列说法正确的是（选填字母）。a.Mg的燃烧热为641 kJ/mol b.Ti的能量一定比TiCl4高c.等质量的Mg(s)、Ti(s)与足量的氯气反应，前者放出的热量多 d.Mg还原TiCl4的热化学方程式为：2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s)H=512 kJ/mol（4）在上述产业链中，合成192 t甲醇理论上需额外补充H2t（不考虑生产过程中物质的任何损失）。（5）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是。8、据报道，运用清洁生产工艺可以消耗钢铁生产中的尾气对环境的污染，并充分利用资源。已知： （1）写出氧化铁固体与一氧化碳反应的热化学方程式： 。在1L的密闭容器中，投入和加热至某温度并保持该温度，反应达到平衡，混合气体中CO气体体积分数为60%，则该温度下，该反应的平衡常数为 (用分数表示)。（2）炼钢尾气经过浓氢氧化钠溶液、浓硫酸得到干燥的一氧化碳，直接作为熔融碳酸盐燃料电池的原料，负极反应式为 。若在标准状况下有11.2 LCO参与反应，则转移电子的物质的量为 。（3）净化尾气中CO，用氢氧化钠溶液在一定温度、压强下吸收，生成甲酸钠：CO+NaOHHCOONa，再吸收SO2生成Na2S2O4（保险粉）。写出甲酸钠和氢氧化钠溶液中吸收二氧化硫生成保险粉并放出二氧化碳的化学方程式： 。（4）分离出烟尘中氧化铁，与合成气（CO+H2）在一定条件下反应制备炼钢原料Fe3C，且参与反应的CO与氢气的体积之比为9：4，配平方程式： Fe2O3+ CO+ H2Fe3C+ H2O+ 。（5）目前大多数化工厂将CO与水蒸汽在高温下反应得到氢气，氢气与一氧化碳反应制绿色燃料甲醚：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 下列说法正确的是 。A.在一定条件下，CO消耗速率等于H2O气消耗速率2倍时，达到平衡状态B.在恒温恒容密闭容器中进行该反应，充入CO物质的量，反应物的转化率增大C.达到平衡后，升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆方向移动D.若改变件，混合气体的平均相对分子质量不断减小，说明反应向逆方向进行参考答案1、（1）CO28e8HCH42H2O （2分） 硫酸 （2分）（2）2NH4HSO22NH3H2O2S （2分）（3）Kc2(CO)c2(H2)/ c(CO2)c (CH4) （2分） 小于（2分） 大于 （2分）（4） （2分）2、（1）N2H4+2H2O2N2+4H2O；（2）S(g)+O2(g)SO2(g)H=574 kJ/mol；（3）v（d）v（a）v（b）v（c）；1106Pa下CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生成成本增加，得不偿失。（4）；根据题给数据知，容器中正、逆反应速率相等，反应处于平衡状态，利用表中数据计算该反应的平衡常数K=1，容器：利用表中数据计算Q=2，QK，反应逆向进行；（5）CH3OCH3+3H2O12e2CO2+12H；4； 90.7%3、（1）CaC22H2OCa(OH)2C2H2 （2）376.4 （3）；66.7%；55104 充入适量乙烯4、（1）2CH4（g）+02(g)2CH3OH(g) H-251.6 kJ/mol（2）1 33.3%（3）4.0106Pa80时速率大且高于80时速率变化不明显，又因为升温化学平衡逆向移动，转化率降低。（4）甲醇、CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+135、（1）A、B（少选得1分，错选不得分） （2分） 0.20 （2分） C （2分） （2）CH3OH6eH2OCO26H（2分）2Cl+2H2OH2+Cl2+2 OH（2分） 0.16g（2分）CH3OH(l) O2(g) CO2(g) 2H2O(l) H（c2dab）kJ/mol6、（1）C+K2MnO4+2H2SO4CO2+MnSO4+K2SO