专题检测(十二)反应原理综合题

1、O已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)M=53.7kJmol专题检测(十二)反应原理综合题专题检测A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。科学家提出由C02制取C的太阳能工艺如图1所示。若“重整系统”发生的反应中计寰=6则Fex6的化学式为工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g)AH2=+23.4kJmol则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)Ah=kJmol1。(3)一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件,F列变化能说明平衡一定向正反应方向

2、移动的是(填代号)。逆反应速率先增大后减小H2的转化率增大反应物的体积分数减小d容器中半證减小在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图2所示。T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则05min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=投料比口卅点厂门别上述合成二甲醚的过程中提高CO2的转化率可采取的措施有(回答常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中，c(NH；)(填“”“或”“=”)c(HCO3);反应NH；+HCO3+H2ONH3H2O+H2CO3的平衡常数K=。已知常温

3、下NH3H2O的电离常数Kb=2X105,H2CO3的电离常数Ki=4X10JK2=4X10宀)(5)据报道，以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图3所示。电解时b极上生成乙烯的电极反应式为。人阳能电池乙烯丙烯、np二nrr屮质了透过服解析:(1)根据n7=6可写出反应的化学方程式：子守恒知x:y=3：4。(2)将题中热化学方程式依次编号为6FeO+CO2=FexOy+C,根据原a、b、c,根据盖斯定律，ax2111b=c,贝UAH3=2AH1AH2=53.7kJmolx223.4kJmol=130.8kJmol。(3)逆反应速率先增大后减小，可能是

4、增大了生成物浓度，平衡逆向移动，a项错误；H2的转化率增大，平衡一定正向移动，b项正确；反应物的体积分数减小，可能是加入了生成物，平衡逆向移动，c项错误；容器中减小，可能是移出了CO2，平衡逆向移动，dn(H2)项错误。T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，根据图像可知二氧化碳的转化率为60%，即消耗二氧化碳6molx60%=3.6mol，生成二甲醚1.8mol,v(CH3OCH3)=1.8mol2Lx5min=0.18mol1min。(4)根据电离常数及”越弱越水解“知水解程度:+NH4c(HCO3);平衡常数K=c(NH3H2O)qH2CO3)cNH；cHCO3

5、啊cNH3H2OcH2CO3cNH4cOHcHCO3cHKwKbK110142x105x4x10i=1.25X10(5)b极上CO2得电子，结合氢离子生成乙烯和水：2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O。答案：(1)Fe3O4(2)130.8(3)b0.18mol-L1min1增大投料比、增大压强、降低温度等(4)1.25x103(5)2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O(2017广州五校联考)碳和氮是动植物体中的重要组成元素，向大气中过度排放二氧化碳会造成温室效应，氮氧化物会产生光化学烟雾，目前，这些有毒有害气体的处理成为科学研究的重要内容。已知热化学方程式：2C2H2(g)+

6、5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)AHiC(s)+O2(g)=CO2(g)AH21H2(g)+2O2(g)=H20(1)AH3则反应2C(s)+H2(g)=C2H2(g)的AH为。(用含AHiAH2、AH3的关系式表示)利用上述反应设计燃料电池(电解质溶液为氢氧化钾溶液)，写出电池的负极反应式：。用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)2)+CO2(g)AH”“=”或“无法确定”)。解析：(1)反应中镁元素的化合价由0价升高到+2价，发生氧化反应，生成氧化产物MgH2。由C2O3溶于水生成草酸知，C2O3与NaO

7、H反应生成草酸钠与水。(3)Ah=反应物总键能一生成物总键能=(958.5+0.5X497)kJmol-1-2X745kJmol-1=-283kJmol-S由盖斯定律知：AH=AH3-(AH2+3AH1)=-846.3kJmol-1-283kJmo-1+3X(198kJmol1)=+30.7kJmol-1。(4)曲线I相对于曲线n而言，达到平衡所需要的时间较少，平衡时c(H2)较大，说明条件改变后反应速率较快，更有利于平衡向右进行，故改变的条件是升高温度。a、b两点反应均处于平衡状态，故平均反应速率均为0。由题给数11据并结合反应的化学方程式易求出平衡时c(CH4)=0.5molL：、c(H2

8、O)=1molL、c(CO)=1molL二故平衡常数为54。当几种物质等物质的量浓度(设为c)混合时，Qc=c2,因c值不确定，故无法确定Qc与K的相对大小，所以反应进行的方向也无法确定。答案：(1)MgH2C2O3+2NaOH=Na2C2O4+H2O+30.7kJmol1升高温度均为054无法确定专题检测B1.(2017襄阳调研)(1)汽车尾气的主要污染物为NO,用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。已知：2NO(g)N2(g)+O2(g)h=180.5kJmol2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)AH=+571.6kJmol则Hg)与NO(g)反应生成Ng)和H2O(I)的热化学方

9、程式是消除汽车尾气的过程中，反应2NO(g)N2(g)+O2(g)起决定作用，某研究小组模拟研究如下：向1L恒容密闭容器中充入amolNO，其浓度与反应温度和时间的关系如图所示。T2下，在0&时间段内,；反应N2(g)+O2(g)2NO(g)平衡常数K=(用相关字母表示)。该反应进行到M点放出的热量(填“大于”“小于”或“等于”)进行到W点放出的热量；M点时再加入一定量的NO,平衡后NO的转化率(填“变大”“变小”或“不变”)。反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是(填字母)。a.混合气体的密度b混合气体的压强逆反应速率单位时间内，N2和NO的消耗量之比气体的平均相对分子质量(

10、3)工业上用氨水吸收废气中的S02。已知NH3H20的电离常数Kb=1.8X10；H2SO3的电离常数Kai=1.2X102,Ka2=1.3X10-8。在通入废气的过程中:当恰好生成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为。当恰好生成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为ab-11解析：(2)根据图像，T2下，在0右时间段内，v(NO)=打molLmin,v(O2)ab2t111molLmin;2NO(g)N2(g)+O2(g)起始(molL1)反应(molL1)amamam平衡(molamamm平衡常数K1，则N2(g)+O2(g)2NO(g)平衡常数K=K4m2a-m。由于2NO(g

11、)N2(g)+O2(g)AH=180.5kJmolS反应放热，放出的热量与反应消耗的NO的物质的量成正比，W点c(NO)浓度小，反应消耗的NO多，因此进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量；M点时再加入一定量NO,相当于增大压强，增大压强，平衡不移动，平衡后NO的转化率不变。反应开始至达到平衡的过程中,容器的体积不变，气体的质量不变，混合气体的密度不变，a项不符合题意；该反应是一个反应前后气体分子数不变的反应，反应前后混合气体的压强不变，b项不符合题意；开始时逆反应速率为0,随着反应的进行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，c项符1合题意；在平衡之前，正反应速率大于逆反应速率，N

12、2的消耗量小于NO的消耗量的1,d项符合题意；气体的物质的量不变，气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变，e项不符合题意。(3)正盐为亚硫酸铵，在亚硫酸铵溶液中，由于Kb(NH3H2O)Ka2(H2SO3)，故亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子，因此c(NH4)c(SO3)、c(OH)c(Hj，由亚硫酸根离子的两步水解可知c(OH)c(HSO3)，碱性溶液c(Hj最小，故c(NH4)c(SO2)c(OH)c(HSO3)c(Hj。亚硫酸氢铵中加入少量NaOH溶液，反应生成亚硫酸钠、亚硫酸铵和水，反应的离子方程式为HSO3+OH=h2O+SO2。答案：(1)2H2(g)+2NO(g)=N2(g)

13、+2H2。(1)A=752.1kJmol12寸号产小于不变cdc(NH；)c(SO3)c(OH)c(HSO3)c(H+)HSO3+OH-=出0+SO2氢气是一种常用的化工原料，如合成氨和尿素CO(NH2)2等。(1)以H2合成CO(NH2)2的有关热化学方程式有：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Hi=92.40kJmol-112NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4G)H2=159.47kJmolNH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H3=+72.49kJmol1则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(I)的热化学方程式为

14、(2)尿素在土壤里会缓慢转化成碳酸铵、碳酸氢铵:CO(NH2)2+2H2O(NH4)283、(NH4)2CO3+H2ONH4HCO3+NH3H2O。已知，常温下CH3COOH和NH3H2O的电(用字母表示)。离常数相等。在同温度、同浓度的下列溶液中，pH由大到小的顺序为b.氨水a.NH4Cl(aq)c.CH3COONH4(aq)d.NH4HCO3(aq)(3)电解制H2的原理为C(s)+2H2O(l)空气碱性燃料电池为电源，e.(NH4)2CO3(aq)碳酸铵溶液中c(H+)c(OH)=电解CO2(g)+2H2(g)。某学习小组拟以二甲醚电解煤浆液(由煤粉与稀硫酸组成)探究上述原理，装置如图所

15、示。离子交换膜可能是二甲瞇KOI溶液I空T煤浆一I(填字母)。a.阳离子交换膜b.阴离子交换膜c.质子交换膜已知4.6g二甲醚(CH3OCH3)参与反应，装置I的能量转化率为80%,C4极收集到8064mL(标准状况)气体，装置n的电流效率n=转移电子总数电流效率n=生成目标产物需要的电子数100%X。写出在电催化作用下，丙烷与水反应生成氢气和一种含有三元环的环氧化合物该反应的化学方程式：;环氧化合物Y是X的同分异构体，Y的结构简式为。解析：根据盖斯定律，由+得：N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=C0(NH2)2(s)+_1_1、H2O(l)出=(_92.40159.47+72.49)k

16、Jmol=_179.38kJmol。(2)根据越弱越水解知，水解能力排序为CO2_HCO3NH4=CH3COO_，所以同温度、同浓度的碳酸铵溶液的碱性比碳酸氢铵溶液的强。即同温度、同浓度条件下，氨水、碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液、醋酸铵溶液、氯化铵溶液的pH依次减小。碳酸铵溶液中，由电荷守恒知c(NH4)+c(H)=c(OH)+c(HCO3)+2c(CO3),变形得c(H)_c(OH)=c(HCO3)+2c(CO2)c(NH；)。(3)二甲醚发生氧化反应，C1极为负极，C4极为阴极，C3极为阳极。C3极的电极反应式为C4e_+2H2O=CO21+4H+,C4极的电极反应式为4H+4e_=2H21。

17、阴极区氢离子的浓度减小，阳极区中氢离子从左透过交换膜向右迁移，故离子交换膜可能为质子交换膜或阳离子交换膜(煤浆中没有其他阳离子)。装置I中负极反应式为CH3OCH3_2_12e+16OH=2CO3+11出0,n(CH3OCH3)=0.1mol,装置I向装置n提供电子的物质的量为0.1molx12X80%=0.96mol。n(H2)=8.064L=0.36mol，生成0.36mol22.4Lmol氢气需要电子的物质的量为0.72mol。根据电流效率定义，装置n的电流效率n=瓷吧0.96molx100%=75%。CH3CH2CH3与H2O反应生成氢气和X,X是三元环氧化合物，1个三元环中含1个氧原

18、子、2个碳原子，即X为甲基环氧乙烷，它的环氧化合物类同分异构体为环氧丙烷。_1答案：(1)N2(g)+3H2(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)AH=_179.38kJmolbedcac(HCO3)+2c(C03_)_c(NH；)ac75%(4疋氏CHgCH+H小电僅化,J)+出CH3厂严TTCCHs21世纪的绿色能源，(CO、H2)，再制3能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为工业上以天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气成甲醇、二甲醚。工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜Cu(NH3)2Ac溶液来吸收合成气中的

19、一氧化碳，其反应原理为Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)Cu(NH3)3AcCO(aq)AH0。常压下，将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得Cu(NH3)2Ac溶液的措施是工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应a:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ZH=-49.0kJmol反应b:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AHP2、T3T2C.P1P3、T1T3B.p2P4T4T2D.P1P4、T2T3CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作为燃料电池的原料，化学反应原理为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AHT2T3T4。同时反应b是一

20、个气体分子数减小的反应，随压强增加，甲醇的物质的量分数逐渐升高，由图可推出P1P2P3P4,故选C、D。A项，平衡逆向移动，故A错误。B项，平衡一定正向移动，故B正确。C项，根据题目所给信息知，反应达到平衡状态时，生成物中CH3OCH3(g)与H2O(g)的体积比为1:1,平衡后，若按体积比1:1充入CH3OCH3(g)与H2O(g)的混合气体，则平衡逆向移动，但CO2和出的体积分数减小，因此，反应物的体积分数减小，平衡不一定正向移动，故C错误。平衡常数与温度有关，该反应是放热反应，平衡常数增大必然是降低了温度，平衡一定正向移动，D正确。(4)书写燃烧热的热化学方程式时，注意可燃物必须是1mo

21、l，根据已知数据可计算出1mol二甲醚完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为1454.98kJ。答案：(1)加热43CDBD1CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3出0(1)已=1454.98kJmol4.锌元素是重要的金属元素，锌及其化合物在生活、生产中有广泛应用，回答下列问题：(1)ZnO和AI2O3的化学性质相似，写出ZnO和NaOH溶液反应的离子方程式：闪锌矿(主要成分为ZnS)、软锰矿(主要成分为MnO2)与硫酸共热时可以析出单质硫，TOC o 1-5 h z该反应的化学方程式为。火法炼锌时在鼓风炉中加热到11001300C,发生反应I：ZnO(s)+1CO(g)Zn(g)+CO2(g)H=+198kJmol。该反应的平衡常数表达式K=。111温度为T1时，反应I的平衡常数为K1,则同温下反应n：2ZnO(s)+?CO(g)?Zn(g)+2CO2(g)的平衡常数K2=(用K1表示)。某温度时反应I的平衡常数K=1.0，起始时在容积固定的密闭鼓风炉中通入0.111molLCO(ZnO足量)，达平衡时，CO的浓度为。粗铜电解精炼的废电解液中常含有有PbS和ZnS沉淀时,Zn2、Pb2，向废电解液中加入Na2S溶液，当。已知:Ksp(PbS)=3.4