2020届高三化学二轮-化学反应原理综合题

2020届高三化学

——化学反应原理综合题

一、填空题(本大题共3小题)

1.碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。回答下列问题：

(1)三氯化氮(NCb)是一种黄色、油状、具有刺激性气味的挥发性有毒液体，各原子

均满足8电子稳定结构。其电子式是o氯碱工业生产时，由于

食盐水中通常含有少量NH4CI,而在阳极区与生成的氯气反应产生少量NCb，该

反应的化学方程式为。

(2)一定条件下，不同物质的量的CO2与不同体积的LOmol/LNaOH溶液充分反应放

出的热量如下表所示：

反应序号n(CO2)/molV(NaOH)/L放出的热量/kJ

10.50.75a

21.02.00b

该条件CO?与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学反应方程式为

(3)利用CO可以将NO转化为无害的用，其反应为:2NO(g)+2CO(g)^N2(g)

+2CO2(g),向容积均为0.1L的甲、乙两个恒温(温度分别为300℃、T℃)容器中分

别加入2.00molNO和2.00molCO,测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如

下表所示：

t/min04080120160

n甲(CO)/mol2.001.501.100.800.80

n乙(CO)/mol2.001.451.001.001.00

①甲容器中,0〜40min内用NO的浓度变化表示的反应速率v(NO)=

②该反应的AH―0(填或)。

③甲容器反应达到平衡后，若容器内各物质的量均增加1倍，则平衡（填”正

向”、“逆向”或“不”）移动。

（4）常温下，在（NH4）2C2（）4溶液中，反应NH4++C2O/+H2OUNH3-H2O+HC2O4一的平

衡常数K=o（已知常温下，NH3-H2。的电离平衡常数Kb=2xl（y5,

25

H2c2O4的电离平衡常数Kal=5xl0,Ka2=5xl0-）

（5）在酸性电解质溶液中，以惰性材料作电极，将CO2转化为丙烯的原理如图所示

①太阳能电池的负极是（填"a”或"b”）

②生成丙烯的电极反应式是______________________________

2.甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方

法：CH3OHUHCHO+H2,有研究指出，催化反应的部分机理如图1,回答下列问

题：

HCHO图1

（1）根据上述信息，请写出甲醇脱氢制甲醛时发生的副反应方程式

;已知：甲醇、甲醛、氢气的燃烧热分别为akJ/moh

bkJ/mohckJ/mol,则反应CH3OH（1）UHCHO（g）+H2（g）的AH=kJ/moL

（用含有a、b、c字母的式子表示）。

(2)下图分别表示在某一条件下，温度对某种催化剂催化脱氢性能的影响(图2)以

及温度对气体平衡分压的关系(图3),回答下列问题：

①结合上图，请用相关原理解释：在图2中，650℃之后，甲醇生成甲醛的转化率

随温度升高而下降的可能原因____________________________;

②如图3,A温度下，在恒容密闭容器中，起始充入CH3OH,若起始压强为Po(单

位：Pa),达到平衡时，甲醇生成甲醛的转化率为(用含有Po的式子表

示);

计算反应CH30H(g)UHCHO(g)+H2(g)在该温度时的平衡常数

KP=(用平衡分压代替平衡浓度计算，单位省略)；

③甲醇脱氢制甲醛，为了抑制副反应的进行同时提高甲醛的转化率，可采取的措施

有。

⑶吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v=0.025c(mg・L±h-i)表示

(其中c为甲醛浓度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。

吹脱时间(h)05213753

甲醛浓度

100008000400020001000

(mg/L)

则当甲醛浓度为2000mg.LT时，其吹脱速率v=mgl-LhT；分析上表

数据，若甲醛起始浓度为5000mg.LI当甲醛浓度降为2500mg-LL则吹脱时间

为ho

3.草酸(H2c2O4)是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌中，并在不

同的生物体中发挥着不同的作用。

(I)草酸是一种二元有机弱酸，具有还原性。

5

⑴已知：25℃时，草酸的电离平衡常数Kai=5.0xl(T,Ka2=5.4xW;碳酸(H2co3)

7

的电离平衡常数Kal=4.4xl0-,Ka2=4.7xl(yii。

①向Na2cCh溶液中加入少量草酸溶液，发生反应的离子方程式为

②常温下，用0.01mol-L-1的NaOH标准溶液滴定20mL0.01mol-L-1的草酸溶液,

滴定曲线如图所示。

8.4

3

2.O

H.O

.O。

2040lz(NaOH)/mL

a点溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性；b点溶液中各离子浓度的大小

关系为o

(2)酸性KMnCU溶液可将草酸氧化为CO2,还原产物为Mr?*,该反应的离子方程

式为_____________________________________________________________________

(n)草酸分解生成CO和CO2,以CO或CO2,为原料均可制得甲醇。

1

(3)已知：i.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)A//1一285.(*/mol；ii.CH3OH(1)+

|02(g)=CO2(g)+2H2。(1)A//,-72G.OAJ-。则二氧化碳与氢气反应生

成液态甲醇和液态水(该反应为可逆反应)的热化学方程式为

(4)利用CO与H2合成甲醇的反应原理为C0(g)+2H2(g)OCH30H(g)。现向一容积可

变的密闭容器中充入lOmolCO(g)和20moi比业)发生上述反应，CO的平衡转化率

(a)与温度(T)、压强(p)的变化关系如图所示。

①该反应为(填“放热”或“吸热”)反应，A、B、C三点的平衡常数

K(A)、K(B)、K(C)的大小关系为,压强的大小关系为

pi(填“大于”“小于"或"等于")P2o

②若A点时，保持容器容积和温度不变，向容器中再充入2moic0(g)、4moiH2(g)

和2molCH30H(g),则v正___________(填“>”或“<”)v逆。

二、简答题(本大题共12小题)

4.化学在催化和环境领域发挥着越来越重要的作用。最新研究表明，大气污染物N20

与CO可在Fe+(或Pt?。*)表面实现“无害化转化”，反应方程式为：N2O(g)+

CO(g)^CO2(g)+N2(g)AH。该反应的能量变化及反应历程分别如图1和图2所示:

已知：①N2O(g)+Fe+(s)=N2(g)+FeO+(s)△&；(慢)

++

@FeO(s)+CO(g)=CO2(g)+Fe(s)AH2；(快)

(1)“无害化转化”反应的△!!=kJ-mol1o

(2)吸附在Fe+(s)表面的物质主要是(填字母)。

a.N2O(g)b.CO(g)c.N2(g)d.CO2(g)

(3)由图1分析，反应②比反应①更快的原因是

(4)在两个1L恒容密闭容器中，均充入等物质的量的N2O(g)和CO(g),分别以

Fe+和Pt?。*作催化剂，实现无害化转化。反应进行相同的时间后，测得CO的转化

率a(CO)随反应温度的变化情况如图3所示。

a(CO)

用

电

器

N2O>CO2

图4

①800K时，a(CO)相交于d点的原因是»

②900K时，“无害化转化”反应的平衡常数K=(保留两位小数)。

(5)某研究性学习小组使用熔融的Na2cCh为电解质，将反应N2O(g)+

CO(g)uCC)2(g)+N2(g)设计成了燃料电池(如图4)。该燃料电池工作时COg从

极流向极，负极的电极反应为o

5.(1)已知在常温常压下：

①CH3cH20H(l)+3O2(g)U2cC)2(g)+3H2O(g)AHi=-1366kJ-moF1

②2co(g)+O2(g)=2CO2(g)AH2

1

③H2O(g)=H2O(l)AH3=-44kJ-mor

1

④CH3cH20H⑴+2Ch(g)U2CO(g)+3H2O(l)AH4=-932kJ-mor

则CO的燃烧热AH=o

(2)一定条件下，在体积为3L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g)UCH30H(g)达

到化学平衡状态。

①反应的平衡常数表达式K=；根据下图，升高温度，K值将(填“增

大”、“减小”或“不变”)。

②500℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是

___________________O

③X点与Y点的平均速率：v(X)v(Y)；其中X点的正反应速率v正(X)与Z

点的逆反应速率v逆(Z)的大小关系为v正(X)v逆(Z)(填，，>"、“<”、，，=")。

@300℃时能够说明该可逆反应达到化学平衡状态的标志是(填字

母)。

a.v生成(CH3(DH)=v生成(氏)b,混合气体的密度不再改变

c.混合气体的平均相对分子质量不再改变d.CO、H2,CH30H的浓度相等

⑤500℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下，对平衡体

系产生的影响是。(填字母)

a.c(H2)减少b.正反应速率加快，逆反应速率减慢

c.CH30H的百分含量增加d.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小

6.二氧化碳的有效回收利用，既能缓解能源危机，又可减少温室效应的影响，具有解

决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原C02制CO的原理如

下图所示，回答下列问题：

(1)①从循环结果看，能量转化的主要方式是

②反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)AH=kJ/moL

③Zn/ZnO在反应中循环使用，其作用是o

(2)二甲醛是主要的有机物中间体，在一定条件下利用C02与H2可直接合成二甲醛:

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),儒^=3时，实验测得CO?的平衡

转化率随温度及压强变化如下图所示。

(,平(

衡

转

化

率

°;(

平衡转化率随T、P变化

①图中压强PiP2(填“<”、或“=")。

②恒温恒容的条件下，下列能说明该反应已达到平衡状态的是

A.混合气体平均相对分子质量不变B.混合气体密度不变

C.容器内压强恒定不变D.反应速率满足以下关系：V正（CC）2）=3V逆（印）

E.CO?、上、CH30cH3、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:3

F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成6molH-O键

③合成二甲醛过程中往往会生成一氧化碳，合成时选用硅铝化合物做催化剂，硅铝

比不同时，生成二甲醛或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下

图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较：KAKB（填“＞、＜、="）。

根据以上两条曲线，写出其中变化规律（一条即可）：。

・

M甲

物

Mi

的

敏

分

«

%

4080120|60200硅气;比

产物选择性与硅铝比

④在图中画出使用硅铝比20化合物和使用硅铝比60化合物做催化剂制备二甲醛的

能量变化示意图。

能.

量

反应过程

（3）以甲醇为主要原料电化学合成碳酸二甲酯KCHsO'CO]的反应原理如下:

4cH30H+'ICO+Q型],（'（）+2Mo，由图可知B极为电源

（填“正”或“负”）极，阳极电极反应式是。

7.乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氢具有重要意义：

1

热裂解反应：CH3COOH(g)^2CO(g)+2H2(g)AH=+213.7kJ-moF

1

脱酸基反应：CH3COOH(g)^CH4(g)+CO2(g)AH=-33.5kJmol_

(1)CO与H2可发生甲烷化反应生成甲烷和二氧化碳，请写出该反应的热化学方

程式：»

(2)在密闭容器中，利用乙酸制氢，其中温度与气体产率的关系如图。

气

体

产

率

、

求

①650℃之前，脱酸基反应活化能低，速率快，故氢气产率低于甲烷；650℃之

后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后，热裂解反应速率加快，同时

②保持其他条件不变，在乙酸中掺杂一定量水，氢气产率显著提高而CO的产

率下降，请用化学方程式表示：O

(3)利用纳米CU2。作催化剂可控制其他的副反应。温度为TK时达到平衡，总压

强为pkPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱酸基反应消耗乙酸60%,则乙酸体积分

数为(计算结果保留1位小数)；脱酸基反应的平衡常数Kp为

kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。

(4)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低。积碳反应方程式为CH4(g)UC(s)+

2H2(g),在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程v=kp(CH4>[p(CO2)]

-05(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CC)2)下积碳量随时间的变化趋势如图

所示，则Pa(C02)、Pb(C02)、Pc(CC)2)由小到大的顺序为。

积

碳

量

n

q

g

催

化

剂

)

(5)由CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O„CuCl的水解反应为CuCl(s)+

+

H2O(l)#CuOH(s)+Cr(aq)+H(aq)o该反应的平衡常数K与此温度下Kw>

Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=。

8.Cb、SO2、CO、NO等不能直接排放到大气中，需经过处理进行回收利用，从而达

到减排的目的。回答下列问题：

(1)已知S(s)和CO(g)的燃烧热分别是296.0kJ-mol-、283.0kJ-mol1,则反

应2co(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s)的AH=。

(2)一定条件下，Ch与NO可化合生成重要的化工原料氯化亚硝酰(NOC1),

写出该反应的化学方程式:；已知NOC1中各原子均满足8电子稳定结构，

其电子式为o

(3)向体积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的HC1和。2，发生反应：4HC1

(g)+O2(g)U2cb(g)+2H2O(g)AH,反应物的转化率与温度(T)的关

系如图所示［已知起始时笔=1，a,和b'为平衡转化率］。

①该反应的AH(填“>”或“<”)0。

②下列关于该反应的说法正确的是(填字母)。

A.曲线a表示HC1的转化率B.温度越高化学平衡常数越大

C.容器中压强不再改变时，反应达到最大限度D.该反应只有高温下才能自发

进行

③温度低于450°C时，温度升高时HC1和02的转化率增大的原因为0

④若初始时向容器中充入的。2为1mol,5min时反应达到平衡，该温度下。2的转

化率为20%,则0〜5min内用Cb表示的平均反应速率为，该反应的平衡

常数Kp=［已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)x体积分数，Kp为以

分压表示的平衡常数；平衡时容器内的总压为po］。

9.以含1个碳原子的物质(如CO、CO?、CH4、CH30H等)为原料的碳一化学处于未来

化学产业的核心，成为科学家研究的重要课题。

⑴.已知CO、也、CH30H(g)的燃烧热分别为-283.0kJ-molT、-285.8kJ.moL、

-764.5kJ-mo］T。则反应I：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=；„

(2).在Ti时，向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3moi的CO和H2,发

生反应CO(g)+2H2(g)--CH30H(g),反应达到平衡时CH30H(g)的体积分数(<p)与

喘的关系如图所示。

①当起始畸=2时，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6,则0〜5min内平

均反应速率V(H2)=o若此刻再向容器中加入CO(g)和CH30H(g)各0.4mol,

达到新平衡时H2的转化率将—(填“增大”“减小”或“不变”)。

②当喘=3.5时，达到平衡后，CH30H的体积分数可能是图像中的(填

“D”“E”或“F”)点。

(3).在一容积可变的密闭容器中充有lOmolCO和20moiH2„CO的平衡转化率(a)

与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系为

②若达到平衡状态A时，容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为

________L„

(4).以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。则电源的负

极为(填“A”或“B”)，写出阳极的电极反应式________o

及干攵

10.CO.CO?、CH30H是用途非常广泛的化工基础原料，回答下列问题:

(1)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫.已知：

C(«)+O2S)=COi(g)=—ak.J-mo/-1

CO-2(g)+C(5)=2CO(g)^H>=+bkjmol'

1

S®+O2(g)==-ck.Jnw/

请写出CO除SO2的热化学方程式：.

(2)工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：

CO(g)+2%(g)=CHaOH(g)AH,

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K).

温度250℃300℃350℃

K2.0410.2500.012

①由表中数据判断AH0(填”或.

②某温度下，将4moic0和8m0%充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时，

若C0的转化率为50%,此时的温度为.

(3)工业上也可以用CO2来生产燃料甲醇.

-1

已知：CO2(g)+3H2(g)=CHaOH(Z)+=-131.0AJ-moZ；

在恒容条件下，既要加快正反应速率，又要提高C02(g)的转化率，

可采取的措施是.

(4)在催化剂作用下，CO2和C%可以直接转化为乙酸：

-("(g)=CH3coOH(g)AH=+36J0*J-moi-1.等物质的量的CO2和

c%混合气体在不同温度下转化成乙酸的生成速率变化如图所示.

乙

酸

生

成

速

率

200300400

反应温度/七

当温度在250久〜300。(：范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是,

当温度在300K〜400。(2范围时，影响乙酸生成速率的主要因素是.

(5)某高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中能实现反应：

C(s)+CO>(g)u2COig)AHX).向压强为p、体积可变的恒压容器中充入一定

量CC>2和足量碳粉.650冤时反应达到平衡，C02在平衡混合气中的物质的量分数为

25.0%,若气体分压(p分)=气体总压(p总)X体积分数，用某物质的平衡分压代替

物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作。)，此温度下，该反应的化学平衡

常数Kp=(用含p的代数式表示).若向平衡体系中再充入V(CO2):V(CO)=

2:3的混合气体，平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移动.

(6)电解甲醇水溶液制氢的优点是需要的电压低，而且制得的氢气比电解相同物

质的量的水多.写出用惰性电极电解甲醇水溶液阳极的电极反应式：.

11.钛铁矿主要成分为FeTiC)3(含有少量MgO、Si。2等杂质)，LiJisOm和LiFePC^都是

锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如图：

(1)钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是O

+2+

(2)过程①中反应的离子方程式是：FeTiO3+4H+4C1-=Fe+TiOC舁+2H2O,

(3)过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时,

所采用的实验条件是o

(4)过程②中固体Tit)?与双氧水、氨水反应转化成3%)2万5。15溶液时，Ti元素的

浸出率与反应温度的关系如图2所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因

是o

A

I

Ti元X8

素

浸80

出

至60

%

40

20

0ir''

3040506070

一、反应温度

图2

(5)在滤液B转化为FePOq沉淀过程中发生以下反应，请配平：

2+

Fe++H3Po4=FePO4++

(6)过程③中由FePC)4制备LiFePC)4的化学方程式是。

12.苯乙晴主要用于有机合成及生产医药,农药的中间体，对环境有危害。常温常压下,

苯乙睛水解一般需加入酸碱催化剂。但研究人员发现，在近临界水(指温度在

523~623K之间的压缩液态水)中，不加任何催化剂的情况下，苯乙睛就能发生水解

反应生成苯乙酰胺：

C6H5CH2CN(1)+H2O(1)uC6H5CH2CONH2(1)AH

(苯乙月青)(苯乙酰胺)

请回答下列问题：

(1)已知近临界水中，水的离子积常数为10叱则此条件下，pH=7的NaAc溶液中

由水电离的c(H+)=molL、该反应不加任何催化剂就能发生的主要原因是

(2)研究反应的平衡常数(记作IgK)与温度(T)的关系，得到如图1所示的关系，判断

该反应的AH0(填“>”、或“=”)。

(3)图2表示其他条件不变时，温度和时间对苯乙懵转化率的影响曲线图(不完整)。

若图中曲线对应的温度为523K,请你在原图中作出温度为583K的影响曲线。

(4)下列哪种仪器可用于分析水解反应过程中苯乙月青浓度的变化(填编号)。

A.元素分析仪B.核磁共振仪C.原子吸收光谱仪D.分光光度计

(5)科学家还在近临界水中分别添加CO?、NH3,研究后得到了如下的图示：

30o

-300-

25o

1250.BS

0o•20o

・4

Q15o•15o

一

摹0

0o月10o

«*

5O»5O

100200300400500时间/min100200300400500时间/min

CO2的量对苯乙晴水解速率的影响NHj的量对苯乙晴水解速率的影响

从中你可以得出什么结论(至少写出2点)

(6)水的用途很广，可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氧工作示意图如图。通过

控制开关连接K1或K2，可交替得到比和02。

①制H2时，连接，可得H2。

②改变开关连接方式，产生O2的电极反应式________=

⑧选用NiOOH、Ni(0H)2作为电极3材料的优点(请结合电极反应式进行阐

述)o

13.甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的有机原料。

I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛

脱氢法:CH30H(g)=HCHO(g)+H2(g)AHi=+92.09kJ/mol

氧化法:CH30H(g)+l/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g)AH2

(1)已知:2%也)+02他)=2氏0©AH3=-483.64kJ/mol,贝必比=

(2)图1为甲醇制备甲醛反应的lgK(K为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线

—(填“a”或"b”)对应脱氢法，判断依据为o

H.甲醛的用途

(3)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2),该物质在医药

等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比

为o

(4)将甲醛水溶液与硫酸银(NiSCU)混合，可用于化学镀保。若反应过程中有CO?产

生，则该反应的离子方程式为-m.甲醛的检测

(5)室内甲醛超标会危害人体健康，通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃

料电池型甲醛气体传感器的原理如图3所示，则b极的电极反应式为,

当电路中转移4x10"皿。］电子时，传感器内参加反应的HCHO为mg„

14.甲醇是一种重要的工业原料，其可由合成气(丛与CO)反应得到。请回答下列问题:

(1)一些物质的燃烧热数值如下表所示:

物质燃烧热△H/lkJnol")

co(g)-283.0

H2(g)-285.8

CH3OH(1)-726.51

则由合成气制备液态甲醇的热化学反应方程式为

(2)下列有关合成气制备液态甲醇的说法正确的是o

A.Imol液态CH30H的能量低于Imol气态CO与2mol气态H,的能量

B.CO与比反应生成CH30H的能垒(活化能)比CH30H分解变成CO与H2的能垒

大

C.向容器中再充入一定量的氤气，生成CH30H的速率将增大

D.使用催化效果更好的催化剂可以通过降低活化能，实现活化分子百分数的提高

E.CO和H2活化分子之间的碰撞均为有效碰撞

(3)一定温度下，在一个2L的刚性容器中投入ImolCO和3m0IH2,发生反应

CO(g)+2H2(g)UCH30H(g),CH30H与CO的物质的量随时间的变化曲线如图所

zjKo

①lOmin内，出反应的平均速率寸(比)==

②达到平衡时，产物CH30H在混合气体中的体积分数为

(4)甲醇直接燃料电池(CH30H—熔融CO1一。2)的工作原理如图所示。

①放电时，负极的电极反应式为_________________________________

②放电时,C01的迁移方向为(填“由A到B”或“由B到A”)。

③该电池的理论输出电压U=1.08V,则能量密度=kWhkg"(计

算结果保留1位小数。已知：能量密度=电池输出电能/燃料质量，电池输出电能

UQ=UIt=UFn(e),lkW-h=3.6xlO6J,F=96500C-mol1)o

15.(1)已知热化学方程式：

①2c(s)+H2(g)=C2H2(g)AHi

②C(s)+02(g)=82(g)AH2

③H2（g）+：C）2（g）=也0（1）AH3

则表示C2H2燃烧热的热化学方程式为：

（2）利用测压法在刚性反应器中加入2moiSO?、1mol。2,研究T℃时，反应2SO2

（g）+02（g）#2SO3（g）AH<0,体系的总压强p随时间t的变化如下表所示；

反应时间/min051015202540

压强/kPa20.019.518.316.016.016.022.0

①平衡时，SO2的转化率口=

②T℃,反应2sCh（g）+02（g）U2sO3（g）的平衡常数Kp=kPa"［气

体分压（p分）=气体总压（pG*体积分数，Kp为以分压表示的平衡常数，计算

结果保留1位小数］。

③下图分别代表焰变（AH）、混合气体平均相对分子（M）>SO2质量分数叩（SO2）］

和混合气体压强（p）与反应时间（t）的关系，下列正确且能表明该反应达到平衡

状态的是（填序号）。

④40min时，改变的条件可能是（写2点）。

（3）工业上可用Na2s。3溶液吸收SO2,25℃时用1mol/L的Na2s。3溶液吸收SO2,

当溶液pH=7时，溶液中各离子浓度大小关系为0（已知H2SO3的电离

8

常数Kai=1.3x10"，Ka2=6.2xl0-）

（4）欲用1LNa2cCh溶液将0.01molBaSCU全部转化为BaCO3,则Na2cO3溶液

的最初浓度应不低于=［已知常温下，Ksp（BaCO3）=2.5xl（y9,Ksp（BaSO4）

=l.OxlO-10］

答案和解析

.【答案】⑴咆胃

1qNHC1+3C1=NC1+4HC1；

•Cl*423

(2)CO2(g)+NaOH(aq)=NaHC03(aq)△H=-(4a-b)kJ/mol；

(3)®0.125mol/(L*min)；②V；③正向；

(4)1x10?；

+

(5)①a；②3CO2+18H+18e=C3H6+6H2O

【解析】【分析】

本题考查化学原理的知识，包含盖斯定律的应用、化学反应速率的计算、电极反应的书

写、化学平衡的移动、化学平衡常数和转化率的计算，为常见题型，均为高频考点，注

意等效平衡原理的应用带来解题的方便，题目难度中等。

【解答】

••••

(1)三氯化氮(NC13)其原子均满足8e-结构，形成三个共用电子对，电子式为：

：CI：

氯化铁和氯气反应生成三氯化氮和氯化氢，反应的化学方程式为：

NH4CI+3cb=NCb+4HCl,

故答案为:NH4C1+3C12=NC13+4HC1；

(2)根据图表提供的信息，则有：

@0.5CO2(g)+0.75NaOH(叫)=0.25Na2c。3(叫)+0.25NaHCO3(叫)+0.25H2O(aq)

△Hi=-akJ/mol,

②CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CC)3(aq)+H2O(aq)AH2=-bkJ/moL

该条件下CO?与NaOH溶液反应生成NaHCO3的化学方程式为：CO2(g)+NaOH(aq)

=NaHCO3(aq),该反应可由①x4-②得到，根据盖斯定律，该反应的焰变为

△H=4AHI-AH2=-(4a-b)kJ/mol,

故答案为:CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)AH=-(4a-b)kJ/mol；

(3乂£)甲容器中,0~40111由内NO转化的物质的量为△n(NO)=2.00mol-l.50moi=0.50moL

反应时间为△t=40min,则用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)

Ano.50mol

o-iL=0.125mol/(L*min),

△t40min

故答案为：0.125moV(L«min)；

②对比甲容器和乙容器，相同时间内乙容器转化的NO的量更多，表明乙容器的化学反

应速率更快，则乙容器温度更高，温度升高，最终平衡时产物的量减少，表明随着温度

升高，有助于逆反应进行，因此正反应为放热反应，即AHVO,

故答案为：＜;

③甲容器反应达到平衡后，若容器内各物质的量均增加1倍，相当于增大压强，体积缩

小，则平衡移动向气体物质的量减小的方向移动，即正向移动，

故答案为：正向；

+2

(4)常温下，在(NH4)2c2。4溶液中，M/SNH4+C2O4+H2O#NH3•H2O+HC2O4-W

平衡常数

14

Kc(HC2ODc(NH3-H2。)C(HC2O1)C(NH3-H2O)XC(OH-)C(H+]_%10__1x1()-5

-C(NH+)C(C202-)-C(NH+)C(C202-)Xc(OH-)c(H+)-KbXKaz_2X10-5X5X10-5-'

故答案为：lx：!。。；

(5)①右侧放出氧气发生氧化反应，则b为正极，a为负极，故答案为：a；

②电解时，二氧化碳在b极上生成丙烯，得到电子，电极反应式为：

+

3CO2+18H+18e=C3H6+6H2O,

+

故答案为：3CO2+18H+18e=C3H6+6H2O0

2.【答案】(1)CH3OHUCO+2H2(或者CH3OH=CO+2H2)；(b+c-a)；

(2)①温度升高，催化剂活性降低；

X1()0%；104.88；

③向反应容器中通入一定量的CO；

(3)50；I60

【解析】【分析】

本题主要考查了化学反应原理的综合知识，涉及反应热、化学平衡的相关计算，明确反

应原理、看懂图像是解题关键，难度一般。

【解答】

(1)根据图1可知，甲醇脱氢制甲醛时发生的副反应方程式为：CH3OHUCO+2H2(或

者CH3OH=CO+2H2)；已知甲醇、甲醛、氢气的燃烧热分别为akJ/mol、bkJ/mol、ckJ/mol,

①CH30H(1)+|O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)AH=-akJ/mol,②HCHO(g)+O2(g)

=CO2(g)+H2O(1)AH=-bkJ/mol,③H2(g)+|o2(g)=H2O(1)AH=-ckJ/mol,根

据盖斯定律，①-②-③得CH30H(1)UHCHO(g)+H2(g),AH=(b+c-a)kJ/mol,

故答案为：CH3OHUCO+2H2(或者CH3OH=CO+2H2)；(b+c-a)；

(2)①650℃之后，甲醇生成甲醛的转化率随温度升高而下降，可能是由于催化剂的

失活引起的；故答案为：温度升高，催化剂活性降低；

②根据图3可知，A温度下，到达平衡时，甲醛的压强为10143pa,再根据方程式甲醇

和甲醛的化学计量数比为1:1,所以消耗掉的甲醇为104-43Pa,所以甲醇生成甲醛的转化

率为若在该温度时的平衡常数，p(HCHO>p(H2)104.78xio4-43

x100%;Kp==10488；故

104.33

p(CH3OH)

H)1-43

答案为：LR—xW()%；IO488；

③结合副反应的方程式：CH3OH#CO+2H2,甲醇脱氢制甲醛，为了抑制副反应的进行

同时提高甲醛的转化率，可向反应容器中通入一定量的CO；故答案为：向反应容器中

通入一定量的CO；

(3)吹脱速率可用方程v=0.025c(mgLLh")表示(其中c为甲醛浓度)，则当甲醛浓度为

2000mg1"时，其吹脱速率v=0.025X2000mg-L，h"=50mg-!？•!？；根据表中数据可知，

甲醛浓度每减少一半，需要的时间都是16h,所以若甲醛起始浓度为5000mg-L”，当甲

醛浓度降为2500mg-I?,正好减少一半，吹脱时间应为16h；故答案为：50；16。

2-

3.【答案】I.(1)①2co3,H2c2O4=2HCO3-+C2O42-；②酸；c(Na*)>c(C2O4)

+

>c(OH)>c(HC2O4)>c(H)；

+2+

(2)2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2t+8H2O；

n.(3)C02(g)+3H2(g)=CH30H(1)+H20(1)AH=+298.5kJ/mol；

(4)①放热；K(A)=K(B)>K(C)；小于；②〉。

【解析】【分析】

本题主要考查了弱电解质的电离、中和滴定曲线的分析、离子浓度大小的比较、离子方

程式书写、热化学方程式的书写、化学平衡曲线及计算，难度中等，理解掌握中和滴定、

氧化还原滴定的原理是解题关键，是对所需知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础

知识与分析问题、解决问题的能力。

【解答】

I.(1)①根据电离平衡常数可知：酸性：H2C2O4>HC2O4>H2CO3>HCO3-,故往Na2cO3

溶液中加入少量草酸溶液，反应生成HCCh-和C2O43,故离子方程式为：

22-

2CO3+H2C2O4=2HCO3+C2O4,

故答案为：2co32-+H2c2O4=2HCO3-+C2O4、；

②a点溶液中溶质为NaHC2C>4,HC2O4-的水解常数为冷=含=上三,2=5.4*1。3,HCo-

的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性；b点溶液中溶质为Na2c2O4,C2O42一水解溶液显

碱性，水也电离出氢氧根离子，所以c(OH)>c(HC2O4D，则溶液中正确的离子浓

+2-+

度关系为：c(Na)>c(C2O4)>c(OH)>c(HC2O4)>c(H),

+2+

故答案为：酸；c(Na)>c(C2O4')>c(OH)>c(HC2O4)>c(H)；

(2)高锦酸钾具有强氧化性,在酸性条件下将H2c2O4氧化为C02,自身被还原为MnSO4,

反应方程式为：2KMnCU+5H2c2O4+3H2so4=2MnSCU+K2so4+10CO2T+8H2。，离子方程

式为：2MnO/+5H2c2C)4+6H+=2Mn2++10CO2T+8H2O,

故答案为：2MnO445H2c2C)4+6H+=2Mn2++10CO2t+8H2O；

H.(3)已知：①2H2(g)+02(g)=2H2O(1)AHi=-285.0kJ/mol

②CH30H(1)+|t)2(g)=CO2(g)+2H2O(1)A/7.-726.M,则二氧化碳与氢

气反应生成液态甲醇和液态水的化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)UCH30H(1)+H2O

(1),反应可由①x|-②得到，根据盖斯定律，该反应的焰变为△!!=(-285.0kJ/mol)x|-

(-726.0kJ/mol)=+2