2020-2021高考化学备考之化学反应原理综合考查压轴突破训练∶培优篇及答案解析

1、2020-2021高考化学备考之化学反应原理综合考查压轴突破训练：培优篇及答 案解析一、化学反应原理综合考查SO2。已知吸1. (1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的 收过程中相关反应的热化学方程式如下：S6(g)+NH3 H2O(aq)=NH4HSQ(aq)1=a kJ/mol ；NH3 H2O(aq)+ NH4HSQ(aq)=(NH4)2SQ(ag)+H2O(l)2=b kJ/mol ； 2(NH4)2SO(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)3=c kJ/mol o则反应 2SQ(g)+4NH3 H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SC4

2、(aq)+2H2O(l)的 A H=kJ/mol。(2)SO2是形成酸雨的主要污染物，燃煤脱硫原理为2CaO(s)+2SO(g)+O2(g)? 2CaSQ(s)。向10L恒温恒容密闭容器中加入3mol CaO,并通入2mol SO2和lmol O2发生上述反应，2min时达平衡，此时 CaSQ为1.8mol。0? 2min内，用SQ表示的该反应的速率 v(SC2)=, 其他条件保持不变，若上述反应在恒压条件下进行，达到平衡时SQ的转化率(填增大”、减小”或不变”3(3)NO的排放主要来自于汽车尾气，净化原理为：2NO(g)+2CO(g)? N2(g)+2CQ(g)A H=-746.8kJ/mo

3、L 实验测得，v 正=k 正 c2(NO) c2(CO), v逆=k 逆 c(N2) c2(CQ)(k 正、k 逆为速率常 数，只与温度有关)。达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数(填“>”或<""='k逆增大的倍数。若在1L的密闭容器中充入 1molCO和1mol NO,在一定温度下达到平衡时，CO的转化率(4)以连二硫酸根(S2O42)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的所示:阳极为40%,则k正：k逆=。NO,装置如图阴极区的电极反应式为 。NO吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3mol e ,则此通电过程中理论上吸

4、收的NO在标准状况下的体积为 mLo欲用5L Na2CQ溶液将23.3g BaSQ固体全都转化为 BaCQ,则所用的Na2CQ溶液的物质 的量浓度至少为 。已知：常温下 K(BaSQ)=1 x 16 K(BaCQ)=2.5 *方0。(忽略溶液体 积的变化)【答案】2a+2b+c 0.09mol/(L min)增大20+2-2 2SO2 +4H+2e =QO42+2H2。 1344810.52mol/L【解析】【分析】(1)根据盖斯定律解答；(2)根据化学反应速率的数学表达式计算反应速率；向正反应方向进行，气体物质的量减小，维持恒压不变，SQ的转化率比恒容时增大；(3)正反应为放热反应，升高温度

5、平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速 率增大的倍数，据此解答；当反应达到平衡时，v正v逆故以 c(N2)c (CO2)k 平衡时,k 逆c2(NO) c2(N2)c N2 0.2mol/L , c CO20.4mol/L,据此解答；(4)阴极区发生还原反应，从图中找出阴极反应物，写它发生还原反应的电极反应式；NO吸收转化后的主要产物为NH4+,写出关系式，按电子数守恒，求出一氧化氮在标准状况下体积；n(BaSC4)=g=0.1mol,将0.1mol硫酸钢溶解于 5L溶液中，设至少需要物质的量233g/mol浓度为xmol/L的Na2CC3溶液，当BaSQ完全溶解后，所得 5L溶液中

6、c(SC42-)=0.02mol/L , 此时溶液中c(CO32-)=(x-0.02)mol/L ,由BaSC4+CO2-=BaCQ+SQ2-可知，此反应的化学平衡常.c SO2c SO2 c Ba2Ksp BaSO41 10 70.02数 K 厂2厂-60.04 。c CO3c CO2 c Ba2Ksp BaCO32.5 10 6x 0.02【详解】(1)根据盖斯定律，热化学方程式X2+X 2得：2SO2 g 4NH3 H2O aq O2 g2(NH4)zSO4 aq 2H2O l ,故该反应的VH 2a 2b c KJ/mol,故答案为：2a+2b+c；(2)生成CaSQ物质的量为1.8m

7、ol的同时消耗SQ的物质的量为1.8mol,根据化学反应速率 的数学表达式， v(SO2)=1.8(10 x 2)mol/(min)=0.09 mol/(L min)；向正反应方向进行，气体物 质的量减小，维持恒压不变，SQ的转化率比恒容时增大，故答案为：0.09mol/(L min);增大；(3)正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，故答案为：；kc(N2) c2(CO2)当反应达到平衡时， v正 v逆，故二 2八£一置六 K ,平衡时k逆c (NO) c (N2)c N2 0.2mol

8、/L , c CO2 0.4mol/L ,则2 _2k正c(N2)c(CO2)0.20.4202022k 逆c2(NO) c2(N2)0.620.628181(4)由图可知，阴极区通入液体主要含SOJ2-,流出主要含 &O42-,所以阴极区电极反应式为 2SO32-+4H+2e-=S2O42-+2H2O,故答案为：2SO32-+4H+2e-=QO42-+2H2O;NO吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电一段时间后阴极区n(SQ2-)减少了 0.3mol ,此 过程转移0.3mole-;由于NO吸收转化后的主要产物为 NH4+, NONH4+5e-,若电路中转移转移0.3mole-,消

9、耗NO0.06mol,标准状况下体积为V(NO)=0.06mol X 22.4L/mol=1.344L=1344m做答案为：1344;设至少需要物质的量浓度为x的Na?CO3溶液，当BaSO4完全溶解后，所得5L溶液中22-c SO4 =0.02mol/L ,此时溶彼中 c CO3 = x-0.02 mol/L ,由2-2-BaSO4 s +CO3 aq =BaCO3 s +SO4 aq可知，此反应的化学平衡常数c SO2c SO2 c Ba2Ksp BaSO41 10 70.02K -zl 6 0.04 ,解c CO2c CO2 c Ba2 Ksp BaCO32.5 10 6x 0.02得

10、x=0.52mol/L ,故答案为：0.52mol/L。2. H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。(1) “氧阴极还原法”制取 H2O2的原理如题图所示：阴极表面发生的电极反应有：I . 2H+O2+2e=H2O2n . H2O2+2H+ 2e-=2H2Om. 2H+ + 2e-=H2 T写出阳极表面的电极反应式：。其他条件相同时，不同初始pH(均小于2)条件下，H2O2浓度随电解时间的变化如图所示，c(H+)过大或过小均不利于 H2O2制取，原因是 。(2)存碱性条件下，H2O2的一种催化分解机理如下：H2O2(aq)+ Mn2+(aq)= - OH(aq)+Mn 3

11、+( aq)+OH-( aq) ?H=akJ/molH2O2( aq)+ Mn3+(aq) + 2OH-(aq)= Mn2+(aq) + - O2-(aq) + 2HzO(l)?H=bkJ/mol OH( aq) + - O2-( aq)=。2( g) + OH-(aq)?H=ckJ mol2H2O2(aq尸 2H2O( l)+O2( g) AH= 。该反应的催化剂为 。(3) H2O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基OH),可有效去除废水中的次磷酸根离子(H2PC2-)。弱碱性条件下 OH将H2PO2-氧化成PO43-,理论上l.7g-OH可处理含0. 001mol/LH2PO

12、2的模拟废水的体积为。为比较不同投料方式下含H2PO2-模拟废水的处理效果，向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3,其中一份再加入 FeSQ。反应相同时间，实验结果如图所示：口施瑞擅比武度I曲曲屿“卜B*4若仪 禽等4 m :40M 。添加FeSQ后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是 。【答案】2H 2O-4e-=4H +O2 c (H+)过小时，反应I的化学反应速率较慢， c (H+) 过大时，主要发生反应出 (a+b+c) kJ mol Mn 2+ 25L Fg+促进H2O2和O3产生 OH, 氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀【解析】【分析】(1)由电

13、解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，以此写出电极方程式；(2)由盖斯定律可得，+可得所求热化学方程式，中间产物Mn2+为催化剂；(3)弱碱性条件下？OH将H2PO2-氧化成PO43-,反应为：4gOH+20H -+H 2Po2-=PO43-+4H 2O ,以此计算废水的体积；由图可知添加 FeSQ后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生 OH,氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。【详解】(1)由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，则电极方程式为2H2O-4e- =4H + +O2,故答案为：2H2O-4e-=4H+O2;(2)已知：

14、 叱。2( aq)+Mn2+(aq尸, OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-( aq)?H=akJ molH2O2(aq)+ Mn3+(aq) + 2OH-(aq)= Mn2+(aq) + 。2-( aq) + 2出。(1)?H=bkJ/ mol。OH( aq) + - O2-( aq)=。2( g) + OH-(aq)?H=ckJ/mol由盖斯定律可得，+可得所求热化学方程式2H2O2 aq = 2H2O l +O2 g ,则 H= (a+b+c) kJ/mol, Mn2+为中间产物反应前后不发生改变为催化剂，故答案为：(a+b+c) kJ/mol; Mn2+;(3)弱碱性条件下 OH将H

15、2PO2氧化成PO43-,反应为：.1.7g4gOH+2OH-+H 2PO2- =PO43- +4H 2O , l.7g - OH 物质的量 n=- =0.1mol ,则参224217g/mol与反应的H2PO2物质的量为0. 025mol ,则废水的体积 V= n = 0.025moi =25L ,c 0.001mol/L故答案为：25L;由图可知添加FeSQ后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生 OH,氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀，故答案为：Fe2+促进H2O2和O3产生 OH,氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉

16、淀。3.研究发现，NOx和SQ是雾霾的主要成分。I . NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。已知：N2(g)+O2(g)2NO(g) AH= + 180 kJ - mol 12CO( g) + O2( g) = 2CO2( g)AH= 564 kJ mol 1(1) 2NO(g)+2CO(g)理 2CO2(g) + N2(g) AH=。(2) TC时，将等物质的量的 NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中，保持温度和体积不 变，反应过程(015 min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。已知：平衡时气体的分压=气体的体积分数X体系的总压强，TC时达到平衡，此

17、时体系的总压强为p=20MPa,则TC时该反应的压力平衡常数 Kp=；平衡后，若保持温 度不变，再向容器中充入 NO和CO2各0. 3mol,平衡将 (填“向左”、“向右”或 “不”)移动。15 min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是(填序号)A.增大CO浓度 B.升温C.减小容器体积D.加入催化剂n. SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关 键。已知：亚硫酸：Kai=2.0X10-2 Ka2=6. 0X 10-7(3)请通过计算证明，NaHSO3溶液显酸性的原因： 。(4)如图示的电解装置，可将雾霾中的NO、S

18、O2转化为硫酸俊，从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为 ；若通入的NO体积为4.48L(标况 下)，则另外一个电极通入的 SQ质量至少为 go3却,_lll叫m -二二二;e-no飞厂【答案】-744 kJ mol1 0.0875 (或7/80)不 AC HSO的水解常数 K=Kw/Kai=5.0x10-13vKa2=6.0x 10-7( HSC3-的电离常数)，所以显酸性 6H + NO+ 5e = NH4+ + H2O 32【解析】【详解】(1)已知： N2(g)+Q(g) =2NO(g), 2CO(g) + 6(g) =2CO2(g),由盖斯定律 可知：得 2NO(g) +2

19、CO( g)椿喔嘘? 2CO2(g) +N2(g)的4 H=( 564 180) kJ mol 1= 744kJ mol 12CO2+N2000.20.10.20.12NO +2CO 解)起始量(mol)0.40.4转化量(mol)0.20.2平衡量(mol)0.20.2p( NO)= p( CO)= p( CO2)= 20MPax0.20.2+0.2+0.2+0.140720.120 lx p (CO2)g)(N2)7p( N2)= 20MPa X = ,Kp=2=0. 0875;同样可计算0.2+0.2+0.2+0.17 p (NO) go (CO) 80化学平衡常数 K=5,再向容器中充

20、入 NO和CQ各0.3mol,此时的浓度商为仍为 5,因此 平衡不移动；15min时，改变某一因素，NO的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动。增大 CO 的浓度，平衡向正反应方向移动，NO的物质的量减小，A项正确；正反应是放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，NO的物质的量增大，B项错误；减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，NO物质的量减小，C项正确；加入催化剂，化学平衡不移动，D项错误；答案选 AC;(3) HSC3-的水解常数 K=Kw/ Ka1=5. 0X 10-13< Ka2=6. 0X 10-7,电离平衡常数大于水解平衡 常数，说明溶液显酸性；(4)根据电

21、解装置，NO和SO2转化为硫酸俊，说明 NO转化成NH4+,即NO在阴极上发 生 NO+6H+ + 5e =NH4+H2O；阳极反应式为 SC2+ 2H2O- 2e =4H+ + SC42 ,根据得失电 子数目守恒，因此有 2NO10e 5SQ,求出SQ的质量为 4.48x5x64/( 2x22.4)g=32g。【点睛】正确书写电极反应式做到“三看”一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2+)。二看介质，介质是否参与电极反应。三看电解质状O4. (11分)近年来，随着锂离子电池的广泛应用，废锂离子电池的回收处理至关重要。下面是利用废锂离子电池正极材料(

22、有Al、LiCoQ、Ni、Mn、Fe等)回收钻、馍、锂的流程图。返回料液离池材东理电极粽底子II-.料HO.P3U莘取除益*U11pl 1=5.5洗注啾化坤负我 仃机桶P547 或Cajih C1272 溶剂常以管104已知：P204二(2-乙基己基)磷酸酯常用于萃取镒，P507(2-乙基己基瞬酸-2-乙基己酯)和Cyanex272二(2, 4, 4)-三甲基戊基次磷酸常用于萃取钻、馍。回答下列问题：(1)在硫酸存在的条件下，正极材料粉末中LiCoQ与H2O2反应能生成使带火星木条复燃的气体，请写出反应的化学方程式 。(2) 一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的饱和浓度表示)与pH的关系图

23、如下：1 2 3 4 5 6 7 8 9 1() 11 12101I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 pH加入NaOH溶液调pH=5可除去图中的 (填金属离子符号)杂质；写出除去金属 离子的离子方程式 (一种即可)。(3)已知P507萃取金属离子的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)稳?MRn(Org)+nH+(aq),且随着 萃取过程中pH降低，萃取效率下降。萃取前先用 NaOH对萃取剂进行皂化处理，皂化萃取剂萃取金属离子的反应为nNaR(Org)+Mn+(aq)麻? MRn(Org)+nNa+(aq)。对萃取剂进行皂化处理的原因为。(4)控制水相pH=5.2,温度25C

24、,分别用P507、Cyanex272作萃取剂，萃取剂浓度对萃 取分离钻、馍的影响实验结果如图所示。0 *二111012030.40,5 (U 0,7翠取制混度JfnwLL) 一Co(Cyanex272); 一Ni(Cyanex272); 一Co(P507); Ni(P507)由图可知，钻、馍的萃取率随萃取剂浓度增大而 (填增大”或减小”)；两种萃 取剂中 (填“P507B “Cyanex270的分离效果比较好，若选 P507为萃取剂， 则最适宜的萃取剂浓度大约为 mol-L-1；若选Cyanex272萃取剂，则最适宜的萃 取剂浓度大约为 mol L-1 o(5)室温下，用NaOH溶液调节钻萃余

25、液的 pH=12,搅拌一段时间后，静置，离心分离得 到淡绿色氢氧化馍固体，馍沉淀率可达99.62%。已知KspNi(OH)2=5.25 X-10,则沉馍母液中 Ni2+的浓度为 2.1 X101 mol L-1 时，pH=(lg5=0.7)。【答案】2LiCoQ+3H2SC4+H2O=L2SC4+O2 T +2CoSO+4H2O F(3+、Al3+ (1 分，少选和错 选没分)Fe5+ +3OH-=Fe(OH)3或Al3+ +3OH-=Al(OH)3 (合理即可) 维持萃取过程中pH 恒定增大 Cyanex272 0.25 0.4 11.7【解析】【分析】【详解】(1) LiCoO2与硫酸和H

26、2O2反应生成能使带火星木条复燃的气体，说明LiCoO2在硫酸作用下把H2O2氧化成。2, +3价Co降低为+2价的Co2+,方程式为2LiCoC2+3H2SO4+H2O=Li2SO4+O2 T +2CoSQ+4H2。(2)由图可知，加入 NaOH溶液调pH=5时，Fe3+、Al3+沉淀完全，所以去除Fe3+的离子方程式为 Fe3+3OH=Fe(OH)3,去除 Al3+的离子方程式为 Al3+3OH=Al(OH)3。(3) nHR(Org)+Mn+(aq)稳飞MRn(Org)+ nH+(aq),会使溶液酸性增强，萃取效率下降，故用NaOH进行皂化处理后离子反应变为nNaR(Org)+Mn+(a

27、q)脩? MRn(Org)+nNa+(aq),反应前后pH基本不变，根据题意可知，萃取效率不会降低。故萃取前先用 NaOH对萃取剂进行皂化处理的目的是维持萃取过程中pH恒定。(4)由图可知，钻、馍的萃取率随萃取剂浓度增大而呈增大趋势，萃取时“Cyanex27下匕“P507!钻、馍萃取率的差值大，Cyanex272分离效果好。选 P507为萃取剂，浓度在 0.25mol L-1以后变化不大，所以 0.25 mol L-1最好；选Cyanex272萃取剂，浓度在 0.40 mol L-1 以后变化不大，所以 0.4 mol L-1最好。5.25 10 16 口(5) KspNi(OH)2=c(Ni

28、2+) c2(OH-)=5.25 x-隹 c2(OH-尸1r =2.5 X 用2.1 10c(OH-)=5 X 布，pOH=3-lg5=2.3 , pH=14-pOH=14-2.3=11.7。5. I.据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下两种：水蒸气重整： CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+ 3H2(g) AHi=+ 205.9 kJmol 1CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g) A&= 41.2 kJmol 1 二氧化碳重整：CH4(g)

29、+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g) AH3 则反应自发进行的条件是 , AH3=kJmol1on .氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为 N2 + 3H2 (g)2NH3(g)。(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始N2、H2分别为0.1 mol、0.3 mol时，平0(填“>”或 <”其中，Pi、p2和p3由大到小的顺序是 ,该反应匚”。)若分别用VA(N2)和VB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则VA(N2)VB(N2)(填“>”或 <?"。)若在250 C、pi为105

30、 Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1 L,则该条件下B点N2的分压p(N2)为 Pa (分压=总压XW质的量分数，彳留一位小数)。出.以连二硫酸根(&O42-)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示：(3)阴极区的电极反应式为 。NO吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3 mol e ,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为 mL。IV. (4)常温下，将a molL-1的醋酸与b mol L-1Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+尸c(CHjCOO),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=(用含a

31、和b的代数式表示)。【答案】高温 +247.1 pi>p2>p3 < < 8.33 2SC32-l04H+ + 2e =&O42- + 2H2。13442b 10-7a-2b【解析】【分析】I. ( 1)反应自发进行的条件是 H-TAS<0,水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g)? CO(g)+3H2(g)AH1=+205.9kJ?mol-1CO (g) +H2O (g) ? CC2 (g) +H2 (g) AH2=-41.2kJ?mol-1 二氧化碳重整：CH4 (g) +CO2 (g) ? 2CO (g) +2H2 (g) AH3 盖斯定律计算-得到反

32、应的热化学方程式；n. (2)由方程式 N2+3H2? 2NH3可知，增大压强，平衡正向移动，氨的体积分数越温度越大，压强越大，反应速率越大；用三段式解，设转化的氮气的物质的量为x：N2+ 3H2? 2NH3开始(mol)0.10.30转化(mol)x3x2x平衡(mol)0.1-x0.3-3x2x2x=0.667, x=0.08。平衡分压=总压体物质的量分数；0.1-x+0.3-3x+2x(3)阴极区失去电子生成&O42-;结合 NONH4+5 e-计算。IV. (4)溶液等体积混合溶质浓度减少一半，醋酸电离平衡常数与浓度无关，结合概念计算.【详解】I .(1)水蒸气重整： CH4(

33、g) + H2O(g)CO(g)+ 3H2(g) AH1 = + 205.9 kJ mol 1 ,AH>0, S>0,满足H-TS<0,则需要高温。水蒸气重整 CH4(g)+H2O(g) =co+ 3H2(g) AHi=+ 205.9 kJmol 1 CO(g)+ H2O(g)CC2(g)+ H2(g) Affe=- 41.2 kJmol 1 二氧化碳重整：CH4(g) + CC2(g)2CC(g)+2H2(g) 也盖斯定律计算-得到反应的热化学方程式CH4(g)+CC2(g)? 2CC(g)+2H2(g)AH3=+247.1KJ/mol,故答案为：高温；+247.1；II

34、.(2)由N2+3H2? 2NH3可知，增大压强，平衡正向移动，由图象可知在相同温度下，平衡后混合物中氨的体积分数 (。为P1>p2>p3,因此压强关系是 p1>p2>p3,压强相同时，升高温度平衡逆向移动，故温度越高平衡混合物中氨的体积分数越小，故反应热小于零，故答案为：p1>p2>p3； <；温度越，压强越大，反应速率越大，p1>p2,由图可知，B对应的温度、压强大，则反应速率大，故答案为：<；用三段式解，设转化的氮气的物质的量为X：N2+ 3H2? 2NH3开始(mol)0.10.30转化(mol)x3x2x平衡(mol)0.1-x0

35、.3-3x2x2x=0.667, x=0.08。0.1-x+0.3-3x+2x若在250C、p1为105Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L,则该条件下B点N2的_5_10 Pa 0.1-0.083分压 p(N2)=8.3 x 300.4-2 0.08故答案为：8.3 xf0III .(3)由图可知，阴极区通入液体主要含SCte2",流出液主要含 &。42-,所以阴极区电极反应式为 SQ2-+4H + +2e =S2O42- + 2H2O,故答案为：SC32-+ 4H + 2e =S2C42-+ 2H2O；由于NO吸收转化后的主要产物为NH4+, NONH4+ye-,若

36、电路中转移0.3mole-,消耗NC0.06mol ,标准状况下体积为 =0.06mol X 22.4L/mol=1.344L=1344m,L 故答案为：1344。IV . (4)反应平衡时，2c(Ba2+)=c(CH3COC-)=bmol/L ,据电荷守恒，溶液中c(H+尸c(OH)=10-7mol/L ,溶液呈中性，醋酸电离平衡常数依据电离方程式写出K=c(CH3COO-)c(H + ) 0- 2b 10-7 一 .=a =，CH3CCCH a-b a-2b2故答案为:_-72b 10 O_-72b 10a-2b用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为a-2b6. (1)乙基叔丁

37、基醒(以ETBEW示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以旧表示而催化剂HZSM 5催化下合成ETBE反应的化学方程式为：C2H50H(g)+IB(g)=ETBE(g) AH。回答下列问题：反应物被催化剂 HZSM- 5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示，该反应的AH=_kJmol-1。反应历程的最优途径是 (填Ci、C2或C3)。M , o Q 8 7 6 S 4 -i二,苦一躯胆女郢MM 121)/min反应温理，七田【用工(3)已知 NO2存在如下平衡：2NO2(g)= N2O4(g) AH<0,在一定条件下 NO2与N2O4的 消耗速率与各自的分压(分压=总压蹴

38、质的量分数)有如下关系：v(N02)=k1 p氏立历程储表示先嗯附乙吟,孰&手尢吸的*丁垢* 口表示乙界和异丁喷网叶吸附 一定条件下，用 Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2C0(g)+S0(g).催化剂 2CQ(g)+S(l)H=-270kJ mol-1其他条件相同、催化剂不同，S6的转化率随反应温度的变化如图1, Fe2O3和NiO作催化剂均能使S02的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是：O某科研小组用 F&03作催化剂。在 380c时，分别研究了 n(CO) ： n(S02)为1 ： 1、3 ： 1时SQ转化率的变化

39、情况(图2)。则图2中表示n(CO) : n(SQ)=3 ： 1的变化曲线为 _。(NO2), v(N2O4)=k2 p(N2O4),相应的速率与其分压关系如图所示。一定温度下，ki、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是ki=_;在图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是_,理由是_。(4)二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应O2(g)+2SQ(g)t2SO3(g)。rPSO3.2 e 已知：标准平衡常数 Ke=-p,其中p0为标准压强(1xi0Pa), p(S03)、p(O2)和 pSO22 pO2e- 于 p pp(SO2)为各组分的平衡分压

40、，如p(SQ)=x(SQ)p, p为平衡总压，x(SQ)为平衡系统中SQ的物质的量分数。SO2和O2起始物质的量之比为 2： 1,反应在恒定温度和标准压强下进行，SO3的平衡产率为5则K0=(用含3的最简式表示)。【答案】-4a C3 Fe2O3作催化剂时，在相对较低的温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源 a K=2k2 Kp BD达到平衡时，N2O4与NO2的消耗速率满足条件 v(NO2)=2v(N2O4)2(3-)(1- )3【解析】【分析】(1)由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，由图给数据可计算AH;活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，活化能越小，反应越容

41、易进行；(2)F&O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源；n (CO): n(SQ)=2： 1时反应速率界于n (CO): n(SQ)=3：1 和 n (CO): n(SO2) =1： 1之间，反应速率介于二者之间，且二氧化硫的转化率和n (CO) : n (SC2)=3: 1是相等的；(3)当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，NO2与N2c4的消耗速率的关系为 v (NO2)=2v (N2O4),则 k1?p2(NO2)=2k2?p(N2O4);满足平衡条件v (NO2)=2v(N2O4)即为平衡点，B、D点的压强之比等于其反应速率之比为1：2；(4

42、)设SO2和O2起始物质的量为 2mol和1mol,由SO3的平衡产率为 可知，平衡时 SO3 的物质的量为2co,由题意建立三段式计算可得。【详解】(1)由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，则该反应的Hn (51) akJ/mol= -4 akJ/mol;活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，过渡态 1和2 的活化能都为6akJ/mol,过渡态3的活化能为4akJ/mol,活化能越小，反应越容易进行，过渡态3的活化能最小，反应历程最优，故答案为:-4a； C3；(2) 根据图示内容，对比 260c时不同催化剂作用下 SQ的转化率，可以看出 Cr2O3作 催化剂时，反应速

43、率最快，Fe2O3和NiO作催化剂均能使 SQ的转化率达到最高，但是Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高为：Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SQ的转化率，从而节约大量能源，故答案SO2的转化率,n(CO): n(SQ)=2：1时反应速率界于n (CO): n(SQ)(SC2) =1: 1之间，反应速率介于二者之间，且二氧化硫的转化率和=3: 1是相等的，Fe2O3作催化剂时，曲线 a符合，故答案为：a；从而节约大量能源；二3： 1 和 n (CO) : nn (CO) : n (SO2)(3)反应的化学平衡常数KP=P(N2O4)P2(NO2),当反应达到平衡时，正逆反

44、应速率相等,NO2与N2O4的消耗速率的关系为ki=2k2 Kp；满足平衡条件v (NO2) =2v (N2O4),则 ki?P2 (NO2) =2k2?P (N2O4),v (NO2) =2v (N2O4)即为平衡点， 曰D点的压强之比等于其反应速率之比为1： 2,所以B、D为平衡点，故答案为：2k2Kp； BD；(4)设SQ和O2起始物质的量为 2mol和1mol,由SQ的平衡产率为 的物质的量为2w,由题意建立如下三段式：可知，平衡时SQ起(mol) 变(mol) 平(mol)O2 g12+2SO202-2出2SO3 g由三段式可得P(SO3)、P(O2)和P(SO2)分别为3- XP0

45、、3- X P0、妥 XP0,则标准平衡常rP(SO3)12 e Pp (SO2)2 P (O 2)2-2-12J2 P 6 2 3- 13- 1P92(3-(1- )32(3-)(1-)3由平衡分压等于平衡总压和物质的量分数之积和K 0=- rP(SO3) 2 e PP(SO2)2P(O2)-可知rP(SO3)2 e P切2p (SO2)2 P ( OJ J笠2 旧P9是解答关键，也是难点。7.合成氨是目前最有效工业固氮的方法，解决数亿人口生存问题。回答下列问题：(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种 用“ad表示。反而口和由图可知合成氨反应 1N

46、2（g）+3H2（g）= NH3（g）的？H=kJmol-1。该历程中反应速率最慢22的步骤的化学方程式为。（2）工业合成氨反应为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）,当进料体积比 V（N2）: V（H2）=1: 3时平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示：*<若全逗宝军苣万500c时，反应平衡常数 Kp（30MPa） Kp（100MPa）o （填 <"、="、>”）500C、30MPa时，氢气的平衡转化率为 （保留2位有效数字），Kp=（MPa）-2 （列 出计算式）。（3）科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨，工作时阴极区

47、的微观示意如图，其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。阴极区生成NH3的电极方程式为下列说法正确的是（填标号）。A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性B.该装置用金（Au）作催化剂目的是降低 N2的键能C.选择性透过膜可允许 N2和NH3通过，防止H2O进入装置【答案】-46 Nad+3Had.- NHad+2Had33%30 20%N2+6e30 20%30 60%+6C2H50H=2NH3+6C2H5O- AC【解析】【分析】13(1)利用盖斯定律，起点为 -N2(g)+-H2(g),终点为NH3(g), ?H=-46kJmol 1。该历程中反应速率最慢反应，是需吸热最多的反应，

48、显然是吸热 106 kJmol-1的反应。(2)500c时，平衡常数不变。500C、30MPa时，氨气的体积分数为 20%,利用三段式，计算氢气平衡转化率及Kpo(3)从图中看，阴极区 N2与C2H50H反应生成NH3和C2H5。-。A.从阴极反应看，三氟甲磺酸锂并未参与反应，所以作用是增强导电性；B.催化剂只能降低反应的活化能，不能降低键能；C.从图中看，选择T透过膜可允许N2和NH3通过，但H2O不能透过。【详解】(1)利用盖斯定律，起点为 1N2(g)+3H2(g),终点为NH3(g), ?H=-46 kJmol-1。所以，合成氨 22反应-N2(g)+-H2(g) =NH3(g) ?H

49、=-46 kJmol-1。该历程中反应速率最慢的反应，是需吸热最多的反应，显然是吸热106 kJm Ol-1的反应，化学方程式为Nad+3Ha=4 NHad+2Had。答案为：利用盖斯定律，起点为 1N2(g)+3H2(g),终点为 NH3(g), ? H=-46kJ mol-1 ； 22Nad+3Had,= NHad+2Had;(2)因为平衡常数只受温度变化的影响，所以 500c时，反应平衡常数Kp(30MPa)=Kp(100MPa)；设参加反应Nb的物质的量为x,建立三段式为:N2(g)起始量(mol)1变化量(mol)x平衡量(mol) 1 x3H2(g)幅分 2NH3(g)303x2x

50、3 3x2xi2x 201 i1 x贝U , x=,贝U N2的体积分数为 =20%, H2的体积分数为 60%, NH3的4 2x 10034 2x体积分数为20%。500C、30MPa时，氢气的平衡转化率为3x3100%=33%,30 20%30 60%3 (MPa)-2;230 20%Kp=(3)从图中看，阴极区 N2与C2H5OH反应生成NH3和C2H5。-,电极方程式为 N2+6e-+6C2H50H=2NH3+6C2H5。-;A.从阴极反应看，三氟甲磺酸锂并未参与反应，所以作用是增强导电性，A正确；B.催化剂只能降低反应的活化能，不能降低键能，B不正确；C.从图中看，选择T透过膜可允

51、许N2和NH3通过，但H20不能透过，C正确；故合理选项是AC。【点睛】在比较“平衡常数 Kp(30MPa)与Kp(100MPa)”的关系时，我们易出错，其错因是受图中数 据的影响，我们易产生以下的错误推理：增大压强，NH3的体积分数增大，显然平衡正向移动，所以平衡常数增大。8.碳及其化合物在科研、工业生产中有着重要作用。请按要求回答下列问题。(1) 一定条件下，CH和C02都能与H20形成笼状结构的水合物晶体，CH4与H20形成的水合物俗称 可燃冰”。已知：C02 (g) +nH20 (l) =CQnH20 (s) AH=-57.98 kJmol1, CH4(g)+nH2O(l) =CH4

52、nH2O(s)AH=-54.49 kJmol-1。则反应：CO2(g)+CH nH2O(s)=CH (g) +CQnH2O (s)的4H=；该反应能在一定 条件下自发进行的理 论依据是。(2)固定和利用CQ能有效地利用资源并减少空气中的温室气体。工业上利用CO2生产甲醇方法的反应原理：CO2(g)+3H2(g)麻？CH30H(g)+H2O(g)川<0。现将 6molCO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)，测得H2的物质的量随时间变化如下图实线所示。24 h R 10 Fmin该反应在08 min时，H2的平均反应速率： ； v正(a) v 正(d)(填“&

53、lt;” ">'> ；”=C02的平衡转化率： 。该温度下平衡常数的值 为O若起始反应物投料量不变，重新进行两次实验(每次仅改变某一条件)，所测得H2的物质的量随时间变化如上图中两条虚线。则b、7 d三点平衡常数：K (b)K (c) K (d)(填“<” ">”。“=”在恒温恒容的条件下，再充入3 mol CO2和4 mol H2,达新平衡时，H2O的体积分数将 (填增大"不变“或减小”)(3)如图为甲醇燃料电池，其负极电极方程式为。|.犷散£之催化2曰炳了三换6【答案】-3.49 kJmol-1 G=AH- T AS&

54、lt;0 0.375mol 匚1 min-1 > 33.3% 0.5 v =增 大 CHsOH-6e-+ H2O = CO2+6H+【解析】【分析】(1)由盖斯定律可知，CO2(g)+nH2O(l)=CC2 nH2O(s)A H=-57.98 kJ mol -1, CH4(g)+nH2O(s)=CH4 nH2O(s) H=-54.49 kJ mol-1,以上两个式子相减得CQ(g)+CH4 nH2O(s)=CH4(g)+CQnH2O(s) H=(-57.98 kJ mol-1)-(-54.49)=-3.49 kJ mol-1；判断反应能否自发进行，依据 G=AH- TAS；,若GV0,反应能自发进行； G>0反应不能自发进行，因为该反应的 H=-3.49 kJ mol-1 <0,所以一定条件下能自发进行；(2)计算。8 min时，H2的物质的量的变化，求出H2的物质的量浓度的变化，依据反应中反应物、生成物物质的量变化之比等于化学计量数之比，计算出n(CQ)、n(CH3OH)、 n(H2O),然后计算出平衡时的反应物、生成物的物质的量浓度；如图所示，以d点实线曲线为标准分析，b点曲线反应速率增大，但转