2019高考满分之路搞定化学压轴题：化学反应原理综合题

1、化学反应原理综合题(2)1、哈伯法合成氨技术的相关反应为：N2(g)+3H2(g)2NH(g)H=-93kJ/mol(1).试根据表中所列键能数据计算a的数值为化学键H-HN-HN键能/KJ-mol-1436a945(2) .在600c下，向2L密闭容器中充入一定量的反应物并开始上述反应，图表示N2的物质的量随时间的变化曲线。0都用H表示010min内该反应的平均速率v(H2)=,若该温度下K=0.0016L2/mol2,则在10min时c(H2)=(3) .在哈伯合成法中，平衡时NH的体积分数与反应体系的压强(P)、温度(T)的关系如图B。则PiP2(选填-大于"、“小于”或不能确

2、定”),其他条件相同，不同压强下在-tr,00000OOOOO0987654321氨气的平衡体积分数%)刚开始反应时反应物活化分子浓度较大的是(选填“P1”、“P2”、“P3”或“不能确定”工在日本的合成氨工业中，选择合成温度为700c的较高温，试从化学动力学的角度分析其理由是。20025030035040045050055。600图B(4) .研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为v=kc(N2)c(H2)c(NHs)-,k为速率常数。能使合成氨的速率增大的措施是。A.使用更有效的催化剂B.总压强一定，增大n(N2)/n(H2)的值C.升高反应温度D.按照原来比值增大反应物的浓度E.

3、将原容器中NH及时分离出来5.如图是利用NH催化氧化释放出电能白电池结构示意图(氧化产物为无污染性气体),放电时Q应从(填“a”或"b”)处通入,该电池负极的电极反应式为负载催化剂催化剂/电极)g正确云质子交换膜2、氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。回答下列问题：(1) .有人设想利用CO还原SQ。已知S和CO勺燃烧热分别是296.0kJ-mol-1、283.0kJ-mol请写出CO还原SO的生成CO和S(s)热化学方程式。(2) .某科研小组研究臭氧氧化-碱吸收法同时脱除SO和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：反应I:NO(g)+O3(g)NO(g)

4、+O2(g)AH=-200.9kJ?mol-1E=3.2kJ?mol-1a1反应n:SO2(g)+O3(g)SO(g)+O2(g)AH=-241.6kJ?mol-1E=58kJ?mol-1a2已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g)=3Q(g)。请回答：其它条彳不变，每次向容积为2L的反应器中充入含2.0molNO、2.0molSO2的模拟烟气和4.0molO3,改变温度，反应相同时间t后体系中NOf口SQ的转化率如图所示：由图1可知相同温度下NO勺转化率远高于SO,结合题中数据分析其可能原因下列说法正确的是。A.Q点一定为平衡状态点B.温度高于200c后，NO和SO的转化率随温度升高显著下

5、降、最后几乎为零C.其它条件不变，若扩大反应器的容积可提高NOmSO的转化率D.臭氧氧化过程不能有效地脱除SO,但后续步骤碱吸收可以有效脱硫假设100c日P、Q均为平衡点，此时反应时间为5min,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余Q的物质的量是mol;SO2的平均反应速率为;反应I在此时的平衡常数为。(3) .以连二硫酸根(S2O2-)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图阴极区的电极反应式为若NO吸收转化后的产物为NHt,通电过程中吸收4.48LNO(标况下),则阳极可以产生mol气体。3、德国化学家哈伯发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永

6、不枯竭的廉价来源，从而使农业生产依赖土壤的程度减弱，解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了1918年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模拟工业制氨的过程，以探究外界条件对平衡的影响。查阅资料，获得以下键能数据化学键NNH-HN-H键能/(kJ/mol)946436391(1) .计算工业合成氨反应的反应热：N2(g)+3H2(g)'2NH(g)AH=kJ/mol(2) .一定温度下，向一个恒压容器中充入N20.6mol、H20.5mol,在一定条件下进行反应:N2(g)+3H2(g),2NH(g),达到平衡时，N2的转化率为1/6,此时容器的体

7、积为1L该温度时容器中平衡体系的平衡常数是若保持平衡时的温度和压强不变，继续向平衡体系中通入0.9molN2,则平衡将(填"正向","逆向"或"不。移动(3) .合成氨工业会产生大量副产物CG,工业上常用高浓度的K2CQ溶液吸收CG,得溶液X,再利用电解法使“CQ溶液再生，其装置如图所示：6®rt溶液XH子交KHCO,溶液在阳极区发生的反应包括和H+HCQ=HQ+C。T简述CQ2-在阴极区再生的原理再生装置中产生的CQ2和H2在一定条件下反应生成甲醇，工业上利用该反应合成甲醇。已知:25C,101kPa下：I.2H2(g)+Q2(g)

8、2HQ(g)AHi=-484kJ/molII.2CH3QH(g)+3Q(g)2CQ(g)+4H2QAH2=-1352kJ/mol写出CQ和H反应生成1molCH3QH(g)的热化学方程式：4、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。(1) .科学家提出由CQ制取C的太阳能工艺如图所示若“重整系统”发生的反应中“热分解系n(FeQ)=6,则FexQy的化学式为n(CQ2)统”中每分解1molFexQy转移电子的物质的量为(2) .二氧化碳催化加氢合成低碳烯煌是目前研究的热门课题：在一个1L密闭恒容容器中分别投入1.5molCO2、5.0molH2发生反应：2CQ(g)+6H2(g)

9、；GH(g)+4H2O(g)AH;在不同温度下，用传感技术测出平衡时H2,的物质的量变化关系如图所示该反应的H0慎">","<"或"=")在Ta温度下的平衡常数K=;提高CO的平衡转化率，除改变温度外，还可采取白措施是：在Ta温度下，其他条件不变，起始时若按1molCO2、2molH2、1molC2H4、2molH2O进行投料，此时v(正)v(逆)(填“>”“”或“=”)(3) .用氨水吸收CO制化肥(NH4HCO已知NHH2O(aq)：=NH+(aq)+OH-(aq)AH1=akJ-mol-1_.-1CO(g)+H

10、2O(l)hbCO(aq)AH2=bkJmolH2CO(aq)+OH-(aq)7HCO(aq)+H2O(l)AH3=ckJ-mol-1则利用NHH2。吸收CO制备NHHCO的热化学方程式为已知常温下相关数据如下表：Kb(NH3H2O)-52X10Ka1(H2CO)_-74X10Ka2(H2CO)-114X10则反应NH+HCO+HO=NHH2O+HCO的平衡常数K=5、化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。(1) .工业生产可以用NH(g)与CO(g)经两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：2NH.(g)+C0;(g)但正确教AH=；272KJmN£(XNHJ(

11、87;+HaA/=M3gKJ/mol(LNCOONH4(口反应过程(第一步反应)则NH3(g)与CO(g)反应生成尿素的热化学方程式为见NCOONH,(否)反应过程(第二步反应)(2) .已知反应Fe(s)+CO2(g)彳FeO(s)+CO(g)AH=akJ-mol-1。测得在不同温度下温度(C)500700900K1.001.472.40该反应的平衡常数K随温度的变化如下：该反应的化学平衡常数K的表达式为0(填一“=”)。在500c2L密闭容器中进行反应,Fe和CO的起始量均为4mol,则5min后达到平衡时CO的转化率为,生成CO的平均速率v(CO)为700c反应达到平衡后，要使反应速率增

12、大且平衡向右移动，可采取的措施有(3) .利用CO与Ha可直接合成甲醇，下图是由“甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图，写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式，利用该电池电解1L0.5mol/L的CuSO溶液，当消耗560mLQ(标准状况下)时，电解后溶液的pH=(溶液电解前后体积的变化忽略不计)。l电极质子交徵鹿台电机6、氮元素能够形成多种化合物。请回答下列问题：(1) .联氨(Nahk)在空气中迅速完全燃烧生成N2,同时放大量热，可作火箭的燃料。已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)AHi=-241.8kJ/molN2(g)+2H2(g)=N2H(l)AH2=+5

13、0.6kJ/molHaO(g)=H2O(l)H3=-44kJ/mol则N2H(l)在空气燃烧生成N2和气态水的热化学方程式为。(2) .汽车尾气中的氮氧化物是形成酸雨的气体之一，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如下图。写出该脱硝原理总反应的化学方程式:。(3) .用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)=UN2(g)+CO2(g)AH=akJ/mol在不C时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：、时间min浓宸牺川工厂、01020304050NO1.00.580.400.400.

14、480.48N200.210.300.300.360.36CO00.210.300.300.360.36根据图表数据分析TJC时：该反应在0-20min的平均反应速率v(NO)=;30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是(填字母)。A.通入一定量的COB.加入合适的催化剂C.适当缩小容器的体积D.通入一定量的NOE.加入一定量的活性炭若30min后升高温度至T2C,达到平衡时,容器中NONb、CO的浓度之比为2:1:1,则a0(填“>”或“<”)。4 .电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高，有望代替传统的工业合成氨工艺。下图是一种电解法合成氨的装置图。则b电

15、极上的电极反应式为。5 5).AgCl能溶于氨水，发生反应AgCl+2NH3(aq)Ag(NH)2+(aq)+C(aq),其平衡常数K=1.936X10-3。现用1L某浓度氨水(溶质视为NH)完全溶解0.1molAgCl,所需氨水浓度至少为。(写出表达式即可)答案以及解析1答案及解析:答案：1.391;2.0.06mol/(L?min);10mol/L3 .大于；P1；温度越高，反应速率越大(或提高催化剂的催化活性)4 .ACDE;5.b2NH3-6e-=Na+3hbO解析：2答案及解析：1答案：1.2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s)AH=-270kJmol2 .反应I的活化

16、能小于反应n,相同条件下更易发生反应；BD;1.4;0.06mol/(L-min);83 .阳2SO3-+4H+2e-=S2O2-+2H2O0.25解析：3答案及解析：答案：1.-92;2.10;逆向；3.4OH-4e-2HzO+OT溶液中HCO存在电离平衡：HCQ-b'H+CO2-,阴极H+放电,c(H+)减小平衡右移，CQ2-再生CO(g)+3H2(g)CHOH(g)+H2O(g)H=-50kJ/mol解析：1.H我应物键能总和-生成物键能总和=(946+3X436-2X3x391)kJ/mol=-92kJ/mol2 .N2(g)+3H2(g)一2NH(g)起始(mol)0.60.

17、50变化(mol)0.10.30.2平衡(mol)0.50.20.2此时容器的体积为1L,根据化学平衡常数的定义,K=c2(NH3)/c3(H2)Xc(N2)=0.22/(0.23X0.5)=10恒温恒压下，再通入0.9molN2,体积增大，浓度减小，通过计算可知平衡向逆反应方向进行3 .连有电源正极的电极为阳极，根据装置图，可知阳极反应式为4OH-4e-=QT+2H2O;HCO溶液中存在HCO.*H+CO2-,阴极反应式为2H+2e-=H4,消耗H+,促使平衡向正反应方向进行根据盖斯定律，IX3/2-II/2得到：CQ(g)+3H2(g)-CHOH(g)+H2O(g)H=(-484x3/2+

18、1352/2)kJ/mol=-50kJ/mol4答案及解析：答案：1.Fe3c4;2mol2 .<0.5增大压强或增大H浓度3 .NHH2O(aq)+CQ(g)一NH+(aq)+HCQ-(aq)H=(a+b+c)kJ-mol-1-31.25X10解析：由题图可知，"重整系统"中CO和FeO反应生成FaQ和C,发生的反应中n(FeO)=6,n(CO2)根据Fe原子、O原子守，f1可知x:y=6:(6+2)=3:4,故FexQ的化学式为F&Q;>，Hmjk2Fe3O4-"6FeO+O每分解2molFe3O4生成1mol氧气，转移4mol电子，所以分解1molFaO生成0.5mol氧气，转移2mol电子；5答案