高三题型专练题型六化学反应与能量

题型六化学反应与能量

高考真题

1.(2016江苏)通过以下反应均可获取电下列有关说法正确的是()

①太阳光催化分解水制氢：2HQ(1)===2Hz(g)+02(g)△4=571.6kJ-mol1

②焦炭与水反应制氢:C(s)+HzO(g)===CO(g)+Hz(g)Aj^=131.3kJ•mol1

1

③甲烷与水反应制氢:CH,(g)+HzO(g)===C0(g)+3H2(g)A^=206.IkJ•mol-

A.反应①中电能转化为化学能B.反应②为放热反应

C.反应③使用催化剂，AZS减小D.反应CHKg)==C(s)+2Hz(g^A-74.8kJ-mol''

【答案】D

2.(2015上海)已知HQ?在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正

确的是()

A.加入催化剂,减小了反应的热效应

B.加入催化剂,可提高H202的平衡转化率

C.H2O2分解的热化学方程式:H202fH20+-O2+Q

2

D.反应物的总能量高于生成物的总能量

【答案】D

3.(2015北京)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到C0与0在催化剂表面形成化学键的过程。反

应过程的示意图如下：

A.C0和0生成CO?是吸热反应

B.在该过程中,C0断键形成C和0

C.C0和0生成了具有极性共价键的C02

D.状态I-状态HI表示C0与&反应的过程

【答案】C

题型六化学反应与能量

4.(2016课标II)联氨(又称阴,NJL,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料，回答下列问

题：

(D联氨分子的电子式为，其中氮的化合价为。

(2)实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为。

(3)0202(g)+N2(g)=N204(l)

②N2(g)+2Hz(g)=N2H,(1)

@02(g)+2H2(g)=2H20(g)AA

④2N2H4⑴+N20.f(l)=3N2(g)+4H20(g)△〃产T048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为△〃尸联氨和N。可作为火箭推进剂的主要原因为

_____________________________________________________________________________________________________________________O

(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为一

(已知:N2H出「==^2115^^8.7X10'；4=1.0X10”)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。

(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是—

联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中

溶解的&kg；与使用Na2s03处理水中溶解的02相比，联氨的优点是一

HH

【答案】26、⑴-2⑵NaClO+ZNIkNzlL+NaCl+lW)

(3)2A〃3-2△/-A小反应放热量大、产生大量气体(4)8.7X10，N2H6(IIS0」)2

(5)固体逐渐变黑，并有气泡产生1MH,的用量少，不产生其他杂质(还原产物为附和HQ,而NazSCh产生

Na2S0.1)

2

5.(2016天津)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是(至少答出两点)。但是氢气直接燃

烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:。

⑵氢气可用于制备HQ”已知：

H2(g)+A(1)=B(1)A/Z

02(g)+B(l)=A(l)+H202(l)△/

其中A、B为有机物,两反应均为自发反应，则H2(g)+02(g)=HQ2⑴的0(填“>”、"心或“=”)。

(3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应:MH,(s)+川Mg)『二MH、,2,(S)达到化学平衡。下列有关叙

述正确的是。

a.容器内气体压强保持不变b.吸收ymolFk只需1molMH,

c.若降温,该反应的平衡常数增大d.若向容器内通入少量氢气,则/(放氢)》汽吸氢)

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为。

(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO.„同时获得氢气:Fe+2H2+20"

通电FeO产+3Lt,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO产,锲电极有气泡产生。

若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:NazFeO,只在强碱性条件下稳定，易被压还原。

5•

O

E

A

W

r

它

6

N.OH浓溶液16aNaOHVmolL-'

图2

图】

①电解一段时间后，c(OH)降低的区域在(填“阴极室”或“阳极室”)。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是。

③爪Na2FeO,)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(NazFeOj低于最高值的原

因：«

【答案】

⑴污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高(任写其中2个)；H2+2OH-2e=2II2O

(3)ac(4)光能转化为化学能

(5)①阳极室②防止NazFeO,与H?反应使产率降低③M点：c(0H)低,NazFeO,稳定性差,且反应慢

(或N点：c(OH)过高,铁电极上有氢氧化铁生成，使Na?FeO,产率降低)。

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6.(2015新课标II)甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、C0?和㈤在催化

剂的作用下合成甲爵,发生的主反应如下：

©CO(g)+2H2(g)=CH;tOH(g)AH,

②CO?(g)+3Hz(g)=CH30H(g)+H2O(g)AH2

@CO2(g)+H2(g)CO(g)+H20(g)AIL

回答下列问题：

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键II—Hc—0c主0H—0C-H

E/(kJ.mol1)4363431076465413

由此计算△乩二kJ,mol已知△Hz=-58kJ•mol则△&=kJ,mol/'。

(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的

曲线为(填曲线标记字母)，其判断理由是.

(3)合成气的组成n(IL)/n(C0+C02)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。

a(CO)值随温度升高而(填“增大”或“减小”)，其原因是

。图2中的压强由大到小为,其判断理由是

【答案】(1)—99；+41(2)K=c(CH、OH)；a.反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；

C(CO)・C2(”2)

(3)减小；升高温度时,反应①为放热反应,平衡向向左移动,使得体系中C0的量增大；反应③为吸热反应,

平衡向右移动，又产生C0的量增大；总结果，随温度升高，使C0的转化率降低；P3>P2>P1；相同温度下，

由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升C0的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，

产生C0的量不受压强影响,故增大压强时,有利于C0的转化率升高

4

模拟训练

1.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。

(1)利用下列反应可以将粗银转化为纯度达99.9%的高纯银。

Ni(s)+4C0(g)-180-200PNi(C0)“(g)该反应的△//0(选填“>”或“=”或“<”)。

(2)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：

C(s)+02(g)=C02(g)；△Q=-393.5kJ•mol-1

-

C02(g)+C(s)=2C0(g)；A1=+172.5kJ•mol'

S(s)+()2(g)=SOz(g);△A=-296.0kJ♦mol'

则2C0(g)+S02(g)=S(s)+2C02(g)△〃尸________•

⑶工业上一般采用CO与M反应合成可再生能源甲醇,反应如下:CO(g)+2Hz(g)=CH30H(g)某温度下,将

2molCO和6molHz充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后,测得c(CO)=O.2moi•则CO的转化率

为。合成气经压缩升温后进入10m：'甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应进行甲醇合成,TJC

下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入一定量C0和H2,反应到某时刻测得各组分的浓度

如下：

物质112COCH30H

浓度/(mol•L-1)0.20.10.4

比较此时正、逆反应速率的大小：/正_______/逆(填或“=")；若其他条件不变，在TJC反

应lOmin后达到平衡,c(Hj=0.4mol-L"',则该时间内反应速率：MOhOH)=：

(4)金属氧化物被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。下图是四种金属氧化物被一氧化碳还原时

lg[c(C0)/c(C02)]与温度(。的关系曲线图。800C时，其中最易被还原的金属氧化物是(填化学式),

该反应的平衡常数数值(给等于。

seoTeomimirC

-1-1-16

【答案】(1)<(2)-270kJ•mol(3)80%>0.03mol•L•min(4)Cu20IO

题型六化学反应与能量

2.尿素/H。溶液可用于烟气的脱硫脱硝。

(1)Barest,2S02(g)+02(g)A^SONg)AH>

2H2O2⑴=240⑴+(Ug)

SO3(g)+H2O(I))=H2SO,(I)AH3

则SO2(g)+IW)2⑴)=上2⑴AH4=(用含△乩、△!以的代数式表示)

⑵尿素［CO(N1D2］溶液对NO,及SO?有一定的脱除率。将SO?和N0x(NO约占90%)通入氧气的体积分数为

7乐尿素浓度为5%的反应器中进行反应。

①烟气中SO?最终转化为一种正盐，其化学式为一；NO和NO?以物质的量之比1:1与CO(NH，

反应生成无毒气体的化学方程式为。

②氨基甲酸镀(HNCOONH」)是尿素的水解产物,将一定量的氨基甲酸核置于恒容密闭容器中，发生反

应:NHzCOONHKs)ni2NH3(g)+CO2(g)AH,实验测得不同温度下平衡时气体的总浓度如下表：

温度/K338343348353

0.480.60

平衡时气体的总浓度/mol•L-10.360.72

该反应的(填“>”或)0；348K时，该反应的平衡常数Ko

(3)其他条件不变,向尿素溶液中添加上。2溶液,测得不同pH下氮氧化物的脱除率与时间的关系如图

所示。

•阳I

①NO与IM),发生反应生成亚硝酸时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(2)脱硝时,最佳pH为；在碱性较强时,N0”脱除率降低,其原因是一

(任写一点)。

【答案】⑴=AH计2L+AHa(2)(NH4)2S0,NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+C02+2H20>0.032(3)1:27H202

氧化性减弱(或其他合理答案)

6

3.MnO?是常见的氧化剂、催化剂和活性电极材料。

(1)工业上，以惰性材料为电极，电解MnSO,溶液(含少量稀硫酸)制备MnO?。写出阳极的电极反应式:

(2)已知如下热化学方程式(K代表平衡常数)：

①MnC()3(s)=iMnO(s)+C()2(g)AH,K,

@2MnO(s)+02(g)2MnO2(s)AH2K2

③2MnC03(s)+02(g)2MnO2(s)+2CO2(g)AH；,K3

△H3=(用△乩,ZXH2表示)K3=(用Ki、K2表示)。

(3)反应②在低温条件下能自发进行，则0(填“或“=”)。

⑷在密闭容器中投入足量的MnCO%一定条件下发生反应:MnCOKs)^Mn0(s)+C02(g)

△H>0o在一定温度下，达到平衡状态时p(C0z)=2aMPa。

①温度、压强对MnCO：、分解率的影响如图所示：比较:LLz(填或“=”)。

②保持温度不变，将容器体积扩大至原来的2倍,则p(C02)的变化范围是o

③保持温度不变,将容器体积压缩至原来的一半,达到新平衡时下列物理量一定不变的是(填代号)。

A.平衡常数KB.C(C02)C.n(C02)D.m(MnC03)

(5.)一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中加人足量的MnCCUs)和5moi0、发生反应:2MnC0(s)+()2(g)

2Mn()2(s)+2C02(g),CO2以平均速率0.Imol•♦min-'经过lOmin达到平衡状态。该条件下该反应的平

衡常数K为。

2+-+

【答案】(1)Mn+2H20-2e=MnO2+4H(2)2AH,+AH2Kl•K2(3)<(4)>aMPa<p(C02)<2aMPaAB

(5)0.5mol.L'1

题型六化学反应与能量

4.阳3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863

计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知：

Pt/Ru

反应I:4NH,(g)+50z(g)育温4N0(g)+6L0(g)AH=-905.0kJ-mol'

1

反应II:4NH3(g)+302(g)-32N2(g)+6H20(g)AH=-1266.6kJ•mol

写出NO分解生成Nz与乌的热化学方程式。

⑵在恒温恒容装置中充入一定量的NFh和02,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的NH,和02,

的浓度如下表：

时间(min)0510152025

c(NH3)/mol•L11.000.360.120.080.0720.072

c(02)/moleL12.001.200.900.850.840.84

则下列有关叙述中正确的是。

A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B.若测得容器内4V正(NHJ=6v逆(压0)时，说明反应已达平衡

C.当容器内覆裂时，说明反应已达平衡D.前10分钟内的平均速率v(N0)=0.088

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、IE为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充

入1molNH3和21noiO2,测得有关物质的量关系如下图：,

①该催化剂在低温时选择反应_______(填“I”或“II”)。,0F"............

②52℃时,4NH3+302=2N2+6HQ的平衡常数K=_______(不要求得出计I\

算结果，只需列出数字计算式)。“j/：

③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因。0十_

(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废O520*40

液中的Cu二

71545

已知：25℃时,Ki(HzS)=1.3X10,Kt(H2S)=7.1X10,Ksp(CuS)=8.5X10

①在计算溶液中的离子浓度时，涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.Imol•!?氢硫酸的pH^

(取近似整数)»

②某同学通过近似计算发现0.ImolT「氢硫酸与O.OlmolfT氢硫酸中的c(S，相等，而且等于molC1

③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中c(Ci?)>mol•I?(计算结果保留两位有

效数字)，就会产生CuS沉淀。

8

【答案】(l)2N0(g)=Nz(g)+(h(g)T80.8kj・mol'(2)AD⑶II—•该反应为放热

O-4*Xl-<5«

反应，当温度升高，平衡向左(逆反应)移动(4)47.1X10151.2X10M

5.研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

O,OO<NW,>,

(1)氧化还原法消除NOx的转化如下：N°反虫【'N5叫411

已知：N0(g)+()3(g)=N02(g)+02(g)△H=-200.9kJ/mol

2N0(g)+O2(g)=2N0(g)△H=-l16.2kJ/mol

则反应］的热化学方程式为»

⑵有人设想将CO按下列反应除去:2CO(g)=2C(s)+(Mg)△H>0,请你分析该设想能否实现？.(填“是”

或“否”)，依据是。

(3)一定条件下,CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。己知常温时，甲酸的电离平衡常数K=L70X

104«

①甲酸钠的水溶液呈碱性,请用离子反应方程式表示其原因____________________________________.

②向20mL0.Imol/L的甲酸钠溶液中滴加10ml0.Imol/L的盐酸,混合液呈______性(填“酸”或“碱”),

溶液中离子浓度从大到小的顺序为o

(4)活性炭也可用于处理汽车尾气中的N0。在2L恒容密闭容器中加入0.lOOOmolNO和2.0301W1固体活性

炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表：

固体活性炭/mdNO/molA/molB/tnol

200t2.0000.04000.03000.03(0

335七2.0050.05000.02500.02J0

①该反应的正反应为________(填”吸热”或“放热”)反应。

②200℃时,平衡后向恒容容器中再充入0.ImolNO,再次平衡后,N0的百分含量将(填“增大”、

“减小”或“不变”)。

③计算反应体系在335℃时的平衡常数o

【答案】(l)3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)AH=-317.1kJ-mor'(2)否该反应是烙增、熠减的反应，根据

++

G=AI1-T-AS,G>0(3)HCOO~+H2O^^IICOOI1+0IP酸c(,Na)>c(HCOOJ>c(CD>c(H)>c(OH)

(4)放热不变0.25

题型六化学反应与能量

6.研究CO?的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。

(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用子炼铁等。

①已知：Fez()3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3C0(g)Alh=akj,mol1

1

C(石墨)+CO2(g)=2C0(g)△H2=bkJ•mol"

则CO还原Fe203(s)的热化学方程式为»

(2)将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)-CH2H(g)+L0(g)AH

取一定体积CO2和他的混合气体(物质的量之比为1：3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应。

①下列情况能说明反应已达平衡状态的是(填字母)。

A.容器内气体密.度不变B.容器内气体总压强保持不变

C.绝热恒容时，平衡常数不变D.v正(CLOH)=3v逆(H2)

②反应过程中测得甲醇的体积分数a(CHQH)与反应温度T的关系如图所示,则该反应的△H0(填，'、

“心或“=”)。

£

2

工

。

话

图1图2

③在两种不同条件下发生反应,测得CHQH的物质的量随时间变化如图所示，曲线I、II对应的平衡常数大

小关系为KiK“(填“>”、或“=”)。

(3)以CO,为原料还可以合成多种物质。

①如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCOs的部分装置。操作中先在_____处通入NK气体,然后再在—

处通入C02气体。

②人工光合作用能够借助太阳能用CO?和水制备化学原料,下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意

图,请写出催化剂b处的电极反应式:。

太阳光

>

10

【答案】(DFe2()3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3C02(g)AlI=(a-3b)kJ/mol(2)BC<>

(3)abC02+2e+2H=HCOOH

7.碳酸亚铁(FeCOl是菱镁矿的主要成分,将FeCO,加热到200℃开始分解为FeO和COZ若在空气中高温燃烧

FeCCh生成Fe。。

I.已知25℃,lOlkPa时:4Fe(s)+3Oz(g)=2Fez()3(s)AH=-1648kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393kj/mol2FeCO;1(s)=2Fe(s)+302(g)△H=+1480kJ/mol

(1)请写出FeCCh在空气中煨烧生成FeQ的热化学方程式»

II.生成的FeO和Fe20：i在一定条件下被还原为金属铁。

(2)据报道一定条件下FeQ可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁。其反应为：

Fe203(s)+3CH1(g)=2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)AH>0

①原子序数为26的铁元素位于元素周期表的第______周期。

②反应在5L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,测得Fe。在反应中质量消耗4.8g»则该段时间内用H2

表达的平均反应速率为。

③将一定量的FeQ3(s)和一定量的Clh(g)置于恒温恒压容器中，在一定条件下反应，能表明该反应达到平衡

状态的是。

a.CH,的转化率等于CO的产率b.混合气体的平均相对分子质量不变

c.ViE(CO)”迎(上)=1:2d.固体的总质量不变

(3)FeO可用CO进行还原，已知：t℃时,FeO(s)+CO(g)Fe(s)+C02(g),K=0.5,若在IL密闭容器中加入

0.04molFeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)的转化率为50%,则x=。

III.Fez。,还可用来制备FeCl；.,FeCh在水溶液中的水解分三步：

3，24

Fe+H20Fe(0H)+H'KI

2t

Fe(0H)+H20^=^Fe(0H)2WK2

Fe(0II)/+(01I)3+H+K3

(4)以上水解反应的平衡常效K、&、%由大到小的顺序是o通过控制条件，以上水解产物聚合生

成聚合物的离子方程式为:xFe，ylbO===Fex(0H)严欲使平衡正向移动可采用的方法是(填

字母)

a.加水稀释b.加入少量NaCl固体c.升温d.加入少量Na2c。3固体

【答案】(1)4FeC03(s)+02(g)=2Fe203(s)+4C02(g)AH=-260kJ/niol(2)四0.018mol/(L•min)bed

⑶0.06K1>K2>K3acd

题型六化学反应与能量

8.雾霾天气是一种大气污染状态,雾霾的源头多种多样，比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧,

甚至火山喷发等。

(1)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可净化。

①已知部分化学键的键能如下

分子式/结构式NO/N=Oco/c=oco〃o=c=oM/N三N

化学键N=0c=oc=oN^N

键能(KJ/mol)6321072750946

请完成汽车尾气净化中NO(g)和CO(g)发生反应的热化学方程式:2N0(g)+2C0(g)=N2(g)+2CO2(g)

AH=kJ/mol

②若上述反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，并在L时刻达到平衡状态,则下列示意图不得令题意的是

(填选项序号)。(下图中v正、K、n、P总分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和总压强)

⑵在t」C下，向体积为10L的恒容密闭容器中通入NO和CO,测得了不同时间时NO和CO的物质的量如下表:

时间/s0I2345

n(NO)/XlOmolIO.04.502.50l.50I.00I.00

n(CO)/XIO'mol3.603.052.852.752.702.70

tJC时该反应的平衡常数K=既能增大反应速率又能使平衡正向移动的措施是

__________________o(写出―-种即可)

⑶如图1所示，以为原料采用电解法可制备新型绿色硝化剂(一种氮氧化物)写出生成这种硝化剂的阳

极电极反应式o

i

90

%75

60

45

30

15

图1图2

(4)NH,催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。在氨气足量的情况下，不

同C(N02)/C(N0)、不同温度对脱氮率的影响如图2所示(已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应),

12

请回答温度对脱氮率的影响,给出合理的

解释:。

【答案】(1)-538A,B.C(2)500加压等。(3)N2()J+2HNO3-2e=2M。5+2中(4)300℃之前,温度升高脱氮

率逐渐增大300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小300℃之前，反应未平衡，反应向右进行，脱氮率增

大300℃时反应达平衡,后升温平衡逆向移动,脱氮率减小

9.自2013年以来我国“雾霾”污染日益严重。中科院“大气灰霾追因与控制”项目针对北京强霾过程进

行分析,强霾过程中，出现了大量有毒有害的含氮有机颗粒物。燃煤和机动车尾气是氮氧化物的上要来源。

现在对其中的一些气休进行了一定的研究：

(1)用CH,催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

1

©CH.(g)+4N02(g)=4N0(g)+C02(g)+2H20(g)AH=-574kJ•mol

②CH1(g)+4N0(g)=2用(g)+CO2(g)+2HQ(g)△H=T160kJ•mol'

1

@H20(g)=H20(l)△H=-44.0kJ,mol

写出CH,(g)与NO?(g)反应生成N2(g)>C02(g)和HzO(1)的热化学方程式o

(2)为了减轻大气污染,人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将N0和C0转化成无污染气体参与大气循

环。VC时，将等物质的量的N0和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变,反应过程中N0的

物质的量随时间变化如右图所示。

n/mol

010t/min

①写出该反应的化学方程式O

②lOmin内该反应的速率v(Nz)=_「该反应达平衡时CO的转化率为.；FC时该化学反应的平

衡常数K=o

③若该反应△*(),在恒容的密闭容器中,反应达平衡后，改变某一条件,下列示意图正确的是。

④一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量NO和C0.进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是

a.容器中压强不再变化b.Oh的浓度不再改变

c.2v正(NO)=v逆(N2)d.气体的密度保持不变

(3)以燃料电池为代表的新能源的推广使用能大大降低污染物的排放。如图是一

KOHMF*

题型六化学反应与能量

种甲醛燃料电池结构,请写出该电池负极的电极反应式

[^^](1)CH,(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+4H20(1)AH=-955kJ-mol'(2)2N0+2C0=N2+2C020.005mol

112

Lmin50%5cabCH:!0CH3-12e+160H=2C03-+11H2O

10.氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料,根据以下两种制氢方法,完成下列问题:

⑴方法一:H2s热分解法,反应式为:H2s(g)H2(g)+S(g)AH,在恒容密闭容器中,测定H2s分解的转

化率(&S的起始浓度均为cmol/L),测定结果见图1,其中曲线a表示H2s的平衡转化率与温度关系，曲线b

表示不同温度下反应经过相同时间未达到化学平衡时H2S的转化率。

①4H0(填“〉”或“=”)。

②若985℃时,反应经tmin达到平衡,此时H2s的转化率为40%,则tmin内反应速率v(H?)=(用含c、

t的代数式表示)。

③请说明随温度的升高，曲线b向曲线a接近的原因:。

(2)方法二：以CaO为吸收体,将生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H“相关主要反应如下：

I.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)△H=+131.6kj/mol

II.C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)AH=-43kj/mol

III.CaO(s)+C02(g)=CaC03(s)AH=-178.3kj/mol

①计算反应C(s)+2H20(g)+Ca0(s)==CaC03(s)+2H2(g)的414=(保留到小数点后面1位)；若Ki、K?、

及分别为反应I、II、III的平衡常数，该反应的平衡常数k=(用Ki、及、也表示)。

②对于可逆反应C(s)+2H2(g)+Ca0(s)=CaCft,(s)+2H/(g),采取以下措施可以提高Hz产率的是(填

字母编号)

A.适当的降低体系的温度B.使各气体组分浓度均加倍

C.用特殊材料吸收氢气D.增加CaO的量

③图2为反应I在一定温度下,平衡时各气体体积百分含量随压强变化的关系图。若反应达某一平衡状态

时,测得c.(H20)=2C(H2)=2c(CO)=2mol/L,试根据H20的体积百分含量变化曲线,补充完整C0的变化曲线

示意图.

14

⑶以帅、H?为电极反应物，以HCl-NIhCl为电解质溶液制造新型燃料电池,放电过程中,溶液中NH；浓度逐

渐增大,写出该电池的正极反应式:。

【答案】(1)>0.4/c温度升高,反应速率加快，达到平衡所需时间缩短(2)-89.7kJ/molKAC

⑶Nz+6e+8H'=2NH；

11.科学家对一碳化学进行了广泛深人的研究并取得了一些重要成果。

⑴已知:C0(g)+2Hz(g)K^CH30H(g)AHi=-90.IkJ/mol；

3CH；t0H(g)CH:1CH=CH2(g)+3H2O(g)AH2=-31.OkJ/mol

CO与Hz合成CH3cH=CW的热化学方程式为o

(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、H、HI中，均分别充入ImolCO和2moi比，发生反应:C0(g)+2H式g)

30H(g)AIL=-90.IkJ/moE三个容器的反应温度分别为「、T2>A且恒定不变。当反应均进行到

是(填字母)。

a.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和C0接触面积,减少尾气中C0的含量

b.CO用于工业冶炼金属铝(Cr)时,还原效率不高

c.工业冶炼金属铜(Cu)时,600℃下C0的利用率比1000℃下C0的利用率更大

d.CO还原PbOa的反应△H〉。

(4)工业废水中含有甲醛,该厂降解甲醛的反应机理如图3所示,则X表示的粒子是，总反应的化学方

程式为。

题型六化学反应与能量

【答案】(1)3C0(g)+61l2(g)CH3CH=CH2(g)+3H20(g)AH=-301.3kJ/mol(2)1110.067

mol/(L,min)IIII(3)beHCO：)HCHO+OsCO2+H2O

12.氢气是一种高能燃料,也广范应用在工业合成中。

(1)标准摩尔生成培是指在25℃和lOlkPa,最稳定的单质生成1mol化合物的熠变。已知25℃和lOlkPa时

下列反应：

1

@2C2H6(g)+702(g)=4C02(g)+6H20(1)△H=-3116kJ•mol

1

②C(石墨,s)+O2(g)=C02(g)AH=-393.5kJ,mol

1

@2H2(g)+02(g)=2H20(l),AH=-571.6kJ-mol

写出乙烷标准生成焙的热化学方程式:O

⑵已知合成氨的反应为:凡+31卜=纳乩AIKOo某温度下,若将lmolW和2.8moi分别投入到初始体积

为2L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中，测得反应过程中三个容器(用a、b、c表示)内

岫的转化率随时间的变化如图所示，请回答下列问题：

①图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是(用a、b、c表示)。

②曲线a条件下该反应的平衡常数K=。

⑧b容器中M点,v(正)v(逆)(填“大于”、“小于”.或“等于”)。

(3)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池,用该电池电解含有N02的碱性工业废水,在阴极产生N2。阴极电

极反应式为..;标准状况下，当阴极收集到H.2LNz时,

理论上消耗NFG的体积为。

(4)氨水是制备铜氨溶液的常用试剂,通过以下反应及数据来探究配制铜氨溶液的最佳途径。

220

已知：Cu(OH)z(s)CU'+20HKsp=2.2X10

2+12

CU+4NH3•压0二i[Cu(NH。/"(深蓝色)+4H?0KR=7.24X10

①请用数据说明利用该反应:Cu(on)2(s)+4NH3,11205=^[Cu(NH3).J"+4H20+201「配制铜氨溶液是否可行：

②已知反应CU(0H)Z(S)+2NH3•IW+2NH；^^[CU(NH3)J*+4H20K=5.16X102,向盛有少量Cu(OH)2固体

的试管中加入14mol/L的氨水,得到悬浊液；此时若加入适量的硫酸筱固体，出现的现象为

_____________________________________;解释出现该现象的原因是________________________________

【答案】⑴2c(石墨)+3似g)=C2%(g)AH=-86.4kJ/mol(2)c800小于2N02+6e+4H20=N2+80H

22.4L(4)该反应的"降・降=1.6义107<105所以反应很难进行固体溶解，得到深蓝色溶液溶液中存

16

在平衡CU(01I)2(S)+2NH3•H20+2NH「=[Cu(NIL)J'mO,加入硫酸镂固体增大了镀根离子浓度,平衡正

向移动

13.碳及其化合物在人们的日常生活、工农业生产及科学研究中有着重要的作用。回答下列有关问题：

(1)煤炭是人们利用最为广泛的燃料，但因煤炭含硫而导致大气污染。对燃煤烟气中的SO?可采用碳酸钙浆

液法吸收,即把燃煤烟气和空气同时鼓入到含CaCOs的浆液中，使S0Z被吸收。①该反应生成石膏(CaSO1•

2HQ),化学方程式为.»

②标准状况下，某种烟气中S0,含量为2.1X10%-L1,则反应中转移3moi电子时，处理标准状况下烟气的

体积为L(保留两位有效数字)。

(2)工业炼铁的基本原理是:在高温下,焦炭燃烧生成的C0将铁矿石中铁的氧化物还原得到铁。

已知：

①Fe2()3(s)+3C(s,石墨)==2Fe(s)+3C0(g)AH=+489.0kj«mor1；

②C(s,石墨)+COz(g)==2C0(g)AH=+172.5kJ*mol'°

则CO还原Fe203(s)的热化学方程式为.

(3)碳酸二甲酯(DMC)是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。一定温度时，在容积为1.0L的

恒容密闭容器中充入2.5moicH；QH(g)、适