(广东专用)2016高考化学一轮复习第三单元化学反应原理集中突破

1、第三单元 化学反应原理集中突破1. (2015·江西重点中学联考)氮元素是一种重要的非金属元素，可形成多种化合物。试回答下列有关问题:图1图2(1)已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)H=-1 200 kJ·mol-1，对于该反应，改变某一反应条件，(已知温度T2>T1)图1中正确的是(填代号)。已知CO与H2O在一定条件下可以发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-Q kJ·mol-1。820 时，在甲、乙两个恒容密闭容器中，起始时按照下表进行投料，经过一段时间后达到平衡状态，若甲中CO的转化率为40%，则该反

2、应的平衡常数为;乙容器吸收的热量为。甲乙0.10 mol H2O0.20 mol H20.10 mol CO0.20 mol CO2(2)氨水常用作沉淀剂，已知25 时，KspFe(OH)3=2.6×10-39，KspAl(OH)3=1.1×10-33，向浓度均为0.1 mol·L-1的FeCl3和AlCl3混合溶液中加入氨水，首先生成的沉淀是(填化学式)。(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气，已知: N2(g)+2O2(g)N2O4(l) H=-19.5 kJ·mol-1 N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(

3、g)H=-534.2 kJ·mol-1写出肼与四氧化二氮反应的热化学方程式:。(4)纯的叠氮酸(HN3)是无色液体，常用作引爆剂，常温下向25 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.2 mol·L-1 HN3的溶液，滴加过程中pH的变化曲线(溶液混合时的体积变化忽略不计)如图2。根据图像写出HN3的电离方程式:。下列说法正确的是(填字母)A. 若用已知浓度的NaOH溶液滴定HN3溶液来测定HN3的浓度时应用甲基橙作指示剂B. 常温下，向0.2 mol·L-1 HN3的溶液中加水稀释，则不变C. 分别中和pH均为4的HN3溶液和HCl溶液，消

4、耗0.1 mol·L-1 NaOH溶液的体积相同D. D点时溶液中离子浓度存在如下关系:2c(H+)+c(HN3)=c()+2c(OH-)2. (2015·江西南昌十所重点中学模拟)尿素是蛋白质代谢的产物，也是重要的化学肥料。工业合成尿素反应如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿 素，恒定温度下混合气体中的氨气含量如右图所示。A点的正反应速率v正(CO2)(填“>”、“<”或“=”)B点的逆反应速率v逆(CO2);氨气的平衡转化率为。(2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种

5、中间产物。将体积比为21的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)。将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:温度/15.020.025.030.035.0平衡气体总浓度/10-3 mol·L-12.43.44.86.89.4关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是(填字母)。A. H<0 ，S<0B. H>0，S<0C. H>0，S>0 D. H<0，S>0关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是(填字母)。A. 分离出少量的氨基甲酸

6、铵，反应物的转化率将增大B. 平衡时降低体系温度，CO2的体积分数下降C. NH3的转化率始终等于CO2的转化率D. 加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵，酸性条件水解更彻底。将氨基甲酸铵粉末逐渐加入1 L 0.1 mol·L-1盐酸中直到pH=7(室温下，忽略溶液体积变化)，共用去0.052 mol氨基甲酸铵，此时溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(N)=;N水解平衡常数为。(3)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如上图所示，写出该电池的负极反应式:。3. (20

7、15·河北邯郸模拟)氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。(1)工业上一般采用CO和H2反应合成可再生能源甲醇。反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H= -90.1 kJ·mol-1在250 下，将一定量的CO和H2投入10 L的密闭容器中，各物质的物质的量浓度(mol·L-1)变化如下表所示:(前6 min没有改变条件)2 min4 min6 min8 minCO0.070.060.060.05H2x0.120.120.20CH3OH0.030.040.040.05x=。250 时该反应的平衡常数K

8、的计算式为(不必化简)。若68 min只改变了某一条件，所改变的具体条件是。第8 min时，该反应是不是达到平衡状态(填“是”或“不是”)。(2)某硝酸厂处理尾气中的NO的方法是用H2将NO还原为N2。已知:H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是 。4. (2014·河北衡水中学)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有:化学方程式焓变H/kJ·mol-1活化能Ea/kJ·mol-1甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)-802.6+125.6CH4(g)+O2(

9、g)CO2(g)+2H2(g)-322.0+172.5蒸气重整CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)+206.2+240.1CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)+165.0+243.9回答下列问题:(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的H=kJ·mol-1。(2)在初始阶段，甲烷蒸气重整的反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷氧化的反应速率。(3)对于气相反应，用某组分(B)的平稳压强(pB)代替物质浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp)，则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的Kp=;随着温度的升高，

10、该平衡常数(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于 。(5)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:要达到H2物质的量分数>65%，CO物质的量分数<10%，以下条件最合适的是(填字母)。A. 600，0.9 MPaB. 700 ，0.9 MPaC. 800，1.5 MPa D. 1 000 ，1.5 MPa画出600 ，0.1 MPa条件下，系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图。(6)如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是 。5. (2015&#

11、183;河北衡水中学)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:()CH4(g)+CO2(g)2CO+2H2(g)H1=+247.3 kJ·mol-1()CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H2=-90.1 kJ·mol-1()2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H3=-566.0 kJ·mol-1(1)用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为。(2)某温度下，向4 L恒容密闭容器中通入6 mol CO2和6 mol CH4，发生反应()，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

12、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CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)H=-29.1 kJ·mol-1。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“3.5×106 Pa”、“4.0×106 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的工作原理如下图所示:通

13、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0.5 L饱和食盐水(足量)，若两极共生成气体1.12 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)。6. (2015·河北衡水中学)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)， 在一定温度进行如下反应:A(g)B(g)+C(g)H=+85.1 kJ·mol-1。反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:时间t/h0124816202530总压强p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53

14、(1)欲提高A的平衡转化率， 应采取的措施为。(2)由总压强p和起始压强p0 计算反应物A的转化率(A)的表达式为。平衡时A的转化率为， 列式并计算反应的平衡常数K=。(3)由总压强p和起始压强p0 表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总=mol，n(A)=mol 。下表为反应物A浓度与反应时间的数据， 计算a=。反应时间t/h04816c(A)/mol·L-10.10a0.0260.0065分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律， 得出的结论是，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为mol·L-1。7. (2015&

15、#183;河北衡水中学)X、Y是元素周期表前20号元素，且X的原子序数比Y大4。请填空:.若X是短周期最活泼的金属元素。(1)写出Y的单质的结构式: 。(2)25 ，用0.100 0 mol·L-1XOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1某一元酸HA溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是(填字母)。A. A、B、C三点所示溶液导电能力最强的是C点对应的溶液B. 在C点溶液中:c(HA)+c(H+)=c(OH-)C. 25 ，HA的电离平衡常数约为5.0×10-4. 若X的离子半径是第3周期离子半径最小的。(3)已知在此温度下:H+(aq)+

16、OH-(aq)H2O(l)H=-a kJ·mol-1HY(aq)H+(aq)+Y-(aq)H=+b kJ·mol-1则HY和强碱稀溶液发生中和反应的热化学方程式为(Y要用具体的元素符号表示)。(4)X的单质与某磁性氧化物在高温下反应，常用于焊接铁轨及定向爆破，该反应的化学方程式为。. 若X为金属元素，Y为非金属元素，X的氧化物、氯化物都是实验室常用的干燥剂。(5)含X的某盐与Y的气态氧化物都能作漂白剂。写出制备X的某盐的化学方程式:。8. (2015·河北保定期末调研)PM2.5也称为可入肺颗粒物，无法被鼻腔、咽喉等呼吸器官屏障阻碍，只能沉积在肺部。PM2.5会携

17、带有害物质进入血液，由此会产生血管内膜增厚、血管狭窄等症状。PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO2和NOx。(1)NO2可用水初步处理，相应的化学方程式为 。(2)500 时，在催化剂存在条件下，分别将2 mol SO2和1 mol O2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容枳相同)，充分反应，二者均达到平衡后:两容器中SO2的转化率关系是甲(填“>”、“<”或“=”)乙，若测得容器乙中的压强减小了30%，则该容器中SO2的转化率为。在中容器乙反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是(填字母)。A. 温度和容器体积不变，

18、充入1.0 mol HeB. 温度和容器体积不变，充人1.0 mol O2C. 在其他条件不变时，充入1 mol SO3D. 在其他条件不变时，改用高效催化剂(3)SO2和NOx在空气中存在下列平衡:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=-113.0 kJ·mol-12SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6 kJ·mol-1SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化生成SO3。写出NO2和SO2反应的热化学方程式: 。随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)用氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的废气。写出等物质的量的氢氧

19、化钠与二氧化硫反应的离子方程式: 。经测定上述反应后的溶液呈酸性。a. 写出各种离子浓度由大到小的顺序:。b. c(S)(填“>”、“=”或“<”)c(H2SO3)，其原因是。9. (2015·邯郸模拟)进入2013年以来，我国中东部地区多次遭遇大范围、长时间的雾霾天气。车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。(1)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表:活性炭NOEF初始2.0300.1000T12.0000.0400.0300.03

20、0T22.0050.0500.0250.025结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式: 。上述反应T1 时的平衡常数K1=。根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是 (填字母)。a. T1>T2b. T1<T2c.无法比较(2)车辆排放的氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应:2CO+2NON2+2CO2在一体积为1 L的密闭容积中，加入0.40 mol CO和0.40 mol NO，反应中N2的物质的量浓度的变化情况如右图所示，回答下列问题:计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(N2)=。在第5 min末将容器的体积缩小一半后，若在第8 min末达到新的平衡(此时N

21、2的浓度约为0.25 mol·L-1)。请在图中画出第5 min末到此平衡时N2浓度的变化曲线。10. (2015·河北衡水中学)常温下用惰性电极电解200 mL NaCl、CuSO4的混合溶液，所得气体的体积随时间变化如下图所示，根据图中信息回答下列问题。(气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化)(1)曲线( 填“”或“”)表示阳极产生气体的变化。(2)NaCl的物质的量浓度为mol·L-1，CuSO4的物质的量浓度为mol·L-1。(3)t2时所得溶液的pH为。11. (2014·商丘二模)NH4Al(SO

22、4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题: 图1 图2(1)相同条件下，0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2中c(N)(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1 NH4HSO4中c(N)。(2)如图1是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。其中符合0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是(填字母)。20 时，0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2中2c(S)-c(N)-3c(Al3+)

23、=mol·L-1。(3)室温时，向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是;在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是。12. (2015·河北衡水冀州中学). 在容积为2.0 L的密闭容器内，物质D在T 时发生反应，其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如右图，据图回答下列问题:(1)从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为。(2)根据右图写出该反应的化学方程式:，该反

24、应的平衡常数K=。(3)第5 min时，升高温度，A、B、D的物质的量变化如上图，则降温该反应的平衡常数(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)若在第7 min时增加D的物质的量，A的物质的量变化正确的是(用图中a、b、c的编号回答)。. 可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)、2M(g)N(g)+P(g)，分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如下图所示。(5)达平衡()时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为。(6)达平衡()时，X的转化率为。(7)X(g)+2Y(g)2Z(g)是热反应。13. (2015

25、3;河南信阳二调)研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230 催化剂条件下转化生成甲醇蒸气和水蒸气。右图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式:。(2)工业上可用CO2与H2反应生成甲醇，在T 下，将1 mol CO2和2 mol H2充入5 L恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得H2的物质的

26、量随时间的变化情况如下图中曲线所示。按曲线计算反应从0到4 min时，v(H2)=。在T 时，若仅改变某一外界条件时，测得H2的物质的量随时间的变化情况如图中曲线所示，则改变的外界条件为。反应接曲线进行，计算达到平衡时容器中c(CO2)=。判断该反应达到平衡的依据为(填字母)。A. 混合气体的平均相对分子质量不随时间改变B. 3v(H2)正=v(CH3OH)逆C. 混合气体的压强不随时间改变D. 单位时间内生成CH3OH和H2O的物质的量相同(3)以二氧化钛表面覆盖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如右图所示。250300

27、 时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为。(4)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是(填字母)。A. 可在碱性氧化物中寻找b. 可在A、A族元素形成的氧化物中寻找c. 可在具有强氧化性的物质中寻找Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是:在500 ，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，平衡后加热至700 ，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生。说明该原理的化学方程式是。14. (2015·河南怀化二模). (1)右

28、图为1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成NO(g)和CO2(g)过程中的能量变化示意图。已知E1=134 kJ·mol-1，E2=368 kJ·mol-1( E1、 E2为反应的活化能)。若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，则E1、H的变化分别是(填“增大”、“减小”或“不变”)。写出该反应的热化学方程式:。(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)H2SO4(l)+2HI(g)在150 下能自发进行，则H0。A. 大于B. 小于C. 等于D. 大于或小于都可. 以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取乙醇的反应:

29、2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)H=Q kJ·mol-1(Q>0)在密闭容器中，按CO2与H2的物质的量之比为13进行投料，在5 MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如右图所示。完成下列填空:(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是(填字母)。(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是(填字母)。A. 平衡常数K不再增大B. CO2的转化率不再增大C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变D. 反应物不再转化为生成物(3)其他条件恒定，达到平衡后，能提高H2转化率的措施是(填字母)。A. 升高温度B. 充入更多的H2C. 移去

30、乙醇D. 增大容器体积 (4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=。15. (2015·岳阳模拟)已知:乙二酸(HOOCCOOH，可简写为H2C2O4)，俗称草酸，157 时开始分解。(1)探究草酸的酸性25 H2C2O4K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5;H2CO3K1=4.5×10-7，K2=4.7×10-11下列化学方程式可能正确的是(填字母)。A. H2C2O4+CHC+HC2B. HC2+CHC+C2C. 2C2+CO2+H2O2HC2+CD. H2C2O4+CC2+H2O+CO2(2)探究草酸分解产物实验中观察

31、到B中CuSO4粉末变蓝，C中澄清石灰水变浑浊，D的作用是，证明有CO气体生成的现象是。(3)探究催化剂对化学反应速率的影响在甲、乙两支试管中各加入4 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4酸性溶液、2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液，再向乙试管中加入一粒黄豆大的MnSO4固体，摇匀。填写下表:反应现象实验结论试管中发生反应的离子方程式(4)用酸性KMnO4溶液滴定Na2C2O4，求算Na2C2O4的纯度实验步骤:准确称取2.0 g Na2C2O4固体，配成100 mL溶液;取出20.00 mL于锥形瓶中，再向瓶中加入足量稀硫酸;用0.016 0 mol

32、·L-1酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液25.00 mL。高锰酸钾溶液应装在(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。Na2C2O4的纯度是。16. (2015·河北衡水中学)“氢能”将是未来最理想的新能源。. 实验测得，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为(填字母)。A. 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-142.9 kJ·mol-1B. H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJ·mol-1C. 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ·mol-

33、1D. H2(g)+O2(g)H2O(g)H=-285.8 kJ·mol-1. 某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤:CaBr2+H2OCaO+2HBr2HBr+HgHgBr2+H2HgBr2+2HgO2Hg+O2 请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤的化学方程式:HgBr2+。请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点:。. 利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。请写出化学方程式:反应。反应。. 氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g)H<0，在85

34、0 时，平衡常数K=1。(1)若升高温度到950 时，达到平衡时K(填“>”、“<”或“=”)1。(2)850 时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2 和x mol H2，则当x=5.0时，上述平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是。(3)在850 时，若设x=5.0 mol和x=6.0 mol，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a(填“大小”、“小于”或“等于”)b。17. (2015·河北衡水

35、中学)合成氨是最重要的化工生产。工业上用氨气合成尿素(H2NCONH2)的反应在进行时分为如下两步:第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸铵)H1第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)H2(1)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如图1所示。 图1 图2已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第决定。第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图2所示，则H2(填“>”、“<” 或 “=”)0。若第一步反应升温时

36、氨气浓度增大，请在图2中画出第一步反应K1随温度T变化曲线，并作出必要的标注。(2)氨和尿素溶液都可以吸收硝酸工业尾气中的NO、NO2，将其转化为N2。尿素与NO、NO2三者等物质的量的反应为CO(NH2)2+NO+NO2CO2+2N2+2H2O，该反应中的氧化剂为(填化学式)。已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)H1=a kJ·mol-1N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H2=b kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=c kJ·mol-1则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)H=。(3)合成铵盐也是氨的

37、重要用途，测定其中的含氮量可以采用“甲醛法”。即4N+6HCHO (CH2)6N4+4H+6H2O。现有一种纯净的铵盐，可能是硝酸铵、硫酸铵或碳酸铵中的一种。称取2 g该铵盐溶于水，加入足量的甲醛溶液后，再加入水配成100 mL溶液，取出10 mL，滴人酚酞后再逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，当滴到25 mL时溶液呈粉红色，且在半分钟内不褪色，则该铵盐中氮的质量分数是。专题三化学反应原理题型研究【集中突破】1. (1) 乙0.12Q kJ(2) Fe(OH)3(3) 2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)=-1 048.9 kJ·mol-

38、1(4) HN3H+BD【解析】(1) 升高温度,化学平衡逆向移动,化学反应速率会迅速增大,会离开原来的速率点,甲错误;升高温度,化学反应速率会迅速增大,所以T2时先达到化学平衡状态,并且化学平衡逆向移动,二氧化氮的转化率减小,故乙正确;对于反应:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g),T不变,增大压强,平衡正向移动,一氧化碳的体积分数会减小,丙错误。已知甲中CO的转化率为40%,则有CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)初始量:0.10.10 0变化量:0.040.040.040.04平衡量:0.060.060.040.04则K= =容器乙中:CO(g)+H2O(g

39、)CO2(g)+H2(g)初始量:000.2 0.2变化量:xxx x平衡量:xx0.2-x 0.2-x则K=,得x=0.12,故乙容器吸收的热量为0.12Q kJ。(2) 根据Al(OH)3、Fe(OH)3的溶度积常数,在25 时,向浓度均为0.1 mol·L-1的FeCl3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,<,加入相同浓度的氨水,Fe(OH)3最先析出。(3) N2(g)+2O2(g)N2O4(l)H1=-19.5 kJ·mol-1N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H2=-534.2 kJ·mol-1根据盖斯定律写出肼和N2O4反应

40、的热化学方程式:×2-得到:2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 048.9 kJ·mol-1。(4) 依据图像可知叠氮酸属于弱酸,不能完全电离,用可逆符号,故电离方程式为HN3H+。滴定终点时,溶质为叠氮酸钠溶液,叠氮酸根离子水解显碱性,溶液由酸性变为碱性,若叠氮酸溶液装在锥形瓶中,应选用酚酞试液作指示剂,故A错误;常温下,向0.2 mol·L-1 HN3的溶液中加水稀释,水的离子积常数不变,电离平衡常数不变,即有Kw=c(H+)·c(OH-),Ka=,故Ka=Kw×, Ka不变,Kw不变,故不变,故B正确;p

41、H相等的盐酸与叠氮酸中已经电离出的氢离子浓度相同,此时消耗氢氧化钠溶液相同,但是由于叠氮酸是弱酸,继续电离出的氢离子还需要氢氧化钠进行中和,故叠氮酸消耗的氢氧化钠的体积大于盐酸消耗的体积,故C错误;25 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.2 mol·L-1 HN3的溶液25 mL,此时的溶液是叠氮酸钠与叠氮酸为11混合,由物料守恒得出:c(HN3)+c()=2c(Na+),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c()+c(OH-),联立,消去钠离子,即可得出:2c(H+)+c(HN3)=c()+2c(OH-),故D正确。2. (1) >75% (2)

42、AC0.1 mol·L-14×10-9(3) CO(NH2 )2 +H2O -6e-CO2+N2+6H+【解析】(1) 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点氨气体积百分含量,说明反应正向进行达到平衡状态,A点的正反应速率大于B点的正反应速率,故v正(CO2)>v逆(CO2);设氨气消耗物质的量为x,开始氨气体积分数为50%,假设氨气为50 mol,二氧化碳为50 mol,则CO2+2NH3CO(NH2)2(s)+H2O起始量/mol: 505000变化量/mol: 0.5xx0.5x0.5x平衡量

43、/mol:50-0.5x50-x0.5x0.5x 氨气的体积分数=×100%=20%,解得x=37.5 mol,氨气的平衡转化率=×100%=75%。(2) 根据表中的数据分析:温度越高,则平衡气体的总浓度越大,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应是放热反应,故H<0;反应物是气体,产物是固体,该反应是熵减小的过程,即S<0。因为氨基甲酸铵为固体,分离出少量的氨基甲酸铵,平衡不移动,所以反应物的转化率不变,A错误;平衡时降低体系温度,平衡向放热方向即正反应方向移动,又氨基甲酸铵为固体,所以NH3和CO2始终为21,则CO2的体积分数不变,B错误;将体积比为21的N

44、H3和CO2混合气体充入反应,NH3和CO2又按照体积比21消耗,所以NH3的转化率始终等于CO2的转化率,C正确;催化剂只改变速率,不改变平衡移动,所以加入有效的催化剂不能够提高氨基甲酸铵的产率,D错。因为氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵,水解方程式为NH2COONH4(s)+H2O(NH4)2CO3,加入1 L 0.1 mol·L-1盐酸中直到溶液pH=7并且溶液中几乎不含碳元素,所以溶液中只有H+、N、OH-、Cl-,根据电荷守恒c(N)=c(Cl-)=0.1 mol·L-1,又用去0.052 mol氨基甲酸铵,所以开始溶液中的铵根离子浓度为0.052 mol·L

45、-1×2=0.104 mol·L-1,N+H2ONH3·H2O+H+开始浓度/mol·L-10.104 0转化浓度/mol·L-1 0.004 0.004平衡浓度/mol·L-1 0.1 0.004又溶液pH=7,所以氢离子浓度为10-7mol·L-1,则N水解平衡常数K=4×10-9(3) 尿素燃料电池中尿素在负极上失去电子生成氮气、二氧化碳,负极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-N2+CO2+6H+。3. (1) 0.14加1 mol H2不是(2) 2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)H=

46、-665 kJ·mol-1【解析】(1) 根据CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),4 min时的数据计算出,c初始(H2)= 0.12+0.08=0.2 mol·L-1;2 min时c(H2)=c初始(H2)-)=0.2-0.06=0.14 mol·L-1,即x=0.14。根据平衡常数定义写出:K=。对比68 min,c(CO)减小0.01 mol·L-1,c(H2)增加0.08 mol·L-1,c(CH3OH)增加0.01 mol·L-1,说明平衡正移,结合容器的体积为10 L,则改变的条件是:加1 mol H2。250 时该

47、反应的平衡常数K=,8 min时的Qc=,KQc,不是平衡状态。(2) 先写出反应的方程式:2NO+2H2N2+2H2O,H=反应物的键能之和减去生成物的键能之和,H=2×630 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-945 kJ·mol-1-4×463 kJ·mol-1=-665 kJ·mol-1,H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-665 kJ·mol-1。4. (1) -41.2(2) 小于(3) 增大(4) 系统内强放热

48、的甲烷氧化反应为强吸热的蒸气重整反应提供了所需的能量(5) B(6) 甲烷氧化程度过高,氢气和氧气反应【解析】(1) CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJ·mol-1CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJ·mol-1-得CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2 kJ·mol-1(2) 甲烷氧化反应活化能低,而且是放热反应,初始速率较快。(3) Kp只是所有物质的浓度都换成压强,其他和平衡常数表达式一样,Kp=;升温向吸热方向移动,生成物p(H2)、p(CO)增大反应物变

49、小,所以Kp变大。(4) 先进之处是放热反应产生的能量能充分利用,节约能源。(5) 当温度高于700 时,H2物质的量分数>65%,而温度低于700 时,CO的物质的量分数<10%,所以最合适的是B选项;H2的物质的量分数随着时间不断增大,当到600 时,H2的物质的量分数约为70%,之后基本保持不变。(6) 过量O2和H2反应,使H2减少。5. (1) 2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)H=-251.6 kJ·mol-1(2) 133.3%(3) 1.0×104 Pa高于80 时,温度对反应速率影响较小,又因反应放热,升高温度时平衡逆向移动,转化率降

50、低(4) 负CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+13【解析】(1) 根据盖斯定律()×2+()×2+()得:2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)H=-251.6 kJ·mol-1。(2) CH4+ CO22CO+2H2起始浓度/mol·L-1:1.5 1.500反应浓度/mol·L-1: x x 2x 2x平衡浓度/mol·L-1:1.5-x 1.5-x 2x 2x 因为平衡体系中各组分的体积分数均为,即各组分的浓度相等:1.5-x=2x,解得x=0.5,所以平衡时CH4 、CO2 、CO 、H2的浓度都是1 mol

51、83;L-1,K=1;CH4的转化率为×100%=33.3%。 (3) 从图像上压强对甲醇转化率的影响看,随着压强的增大甲醇转化率增大,但当压强大于4.0×106 Pa时,甲醇转化率随压强的增大不明显,所以工业制取甲酸甲酯应选择的压强是4.0×106 Pa;高于80 时,温度对反应速率影响较小,又因反应放热,升高温度时平衡逆向移动,转化率降低。(4) 根据原电池的负极失电子知通入a气体的电极是电池的负极;电极反应为CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+;以惰性电极电解0.5 L饱和食盐水(足量),若两极共生成标准状况下气体1.12 L,即氢气、氯气各0.025

52、mol,生成氢氧化钠0.05 mol,c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13。6. (1) 升高温度、降低压强(2) (A)= ×100%=(-1)×100%94.1%1.5(3) 0.100.10×(2-)0.051每隔4 h,A的浓度减小一半0.013【解析】(1) 在一定温度进行如下反应:A(g)B(g)+C(g)H=+85.1 kJ·mol-1,反应是吸热反应,反应前后气体体积增大,根据平衡移动原理分析可知,欲提高A的平衡转化率,平衡正向进行,可以升温或减压条件下

53、使平衡正向进行。(2) 反应前后气体物质的量增大为反应的A的量,所以由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率(A)=×100%=(-1)×100%;平衡时A的转化率=×100%=94.1%。依据化学平衡“三段式”得到A(g)B(g)+C(g )起始量/mol·L-1:0.1000 变化量/mol·L-1:0.10×94.1%0.10×94.1%0.10×94.1%平衡量/mol·L-1:0.10(1-94.1%)0.10×94.1%0.10×94.1%K=1.5(3) 由总压强p和

54、起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),依据压强之比等于物质的量之比,n总n起始=pp0 ,n总= mol。A(g)B(g)+C(g )起始量/mol:0.1000 变化量/mol:x xx平衡量/mol:0.10-x xx(0.10+x)0.10=pp0x=n(A)=0.10-=0.10×(2-)moln(A)=0.10×(2-)=0.10×(2-)=0.051 mol,所以a=0.051;分析数据特征可知,每隔4 h,A的浓度减小一半;由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)=0.013 mol·L-1。7. . (1) NN(2) ABC. (3)HF(aq)+OH-(aq)F-(aq)+H2O(l)H=(b-a) kJ·mol-1(4) 3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3. (5) 2Cl2+2Ca(