浙江2018年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)提升訓(xùn)練9無機(jī)化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)原理綜合第30題.docx

提升訓(xùn)練29無機(jī)化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)原理綜合(第30題)1.氮是一種重要的化學(xué)元素,與氮有關(guān)的重要物質(zhì)有氨、聯(lián)氨、尿素、丙烯腈、己二腈等,回答下列問題:(1)已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=a kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=b kJmol-1NH3(l)NH3(g)H=c kJmol-1則反應(yīng)4NH3(l)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的H=kJmol-1(用a、b、c表示)。(2)丙烯腈()是一種重要的化工原料,工業(yè)上以氨、丙烯、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)的熱化學(xué)方程式如下:C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)H=-515 kJmol-1對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)(記作KP),則上述反應(yīng)的KP=。該反應(yīng)能自發(fā),其原因是。若其他條件不變,在恒容、溫度T1時丙烯腈的物質(zhì)的量與時間關(guān)系的圖像如圖(a)所示。請補(bǔ)充完成溫度為T2化學(xué)平衡常數(shù)K(T1)K(T2)時丙烯腈的物質(zhì)的量隨時間變化的示意圖。(3)圖(b)為在相同壓強(qiáng)下,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得的丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對應(yīng)溫度為460 ,則高于460 時,丙烯腈的產(chǎn)率降低,可能的原因是:有副反應(yīng)發(fā)生,。(4)恒容時,若按丙烯、氨、空氣的體積比117.5投料,有利于提高C3H6轉(zhuǎn)化為C3H3N平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。(填字母)A.使用催化劑B.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度C.降低反應(yīng)溫度D.將產(chǎn)物液化,及時移走產(chǎn)物(5)己二腈是一種重要的化工原料,是制造尼龍的中間體。工業(yè)上通過電解丙烯腈()制己二腈,H3PO4-K3PO4等作為電解質(zhì)溶液,控制pH在8.59.0范圍內(nèi)。寫出該電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式:。2.研究含氮和含硫化合物的性質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中有重要意義。(1)制備SO3可以有如下兩種途徑:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-198 kJmol-1SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)H=-41.8 kJmol-1若CO的燃燒熱為213 kJmol-1,則1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO的能量變化示意圖中E2=kJmol-1。(2)鍋爐煙道氣含CO、SO2,可通過如下反應(yīng)回收硫:2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)。某溫度下在2 L恒容密閉容器中通入2 mol SO2和一定量的CO發(fā)生反應(yīng),5 min后達(dá)到平衡,生成1 mol CO2。其他條件不變時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖A所示,請解釋其原因:。第8分鐘時,保持其他條件不變,將容器體積迅速壓縮至1 L,在10分鐘時達(dá)到平衡,CO的物質(zhì)的量變化了1 mol。請在圖B中畫出SO2濃度從611分鐘的變化曲線。(3)已知某溫度下,H2SO3的電離常數(shù)為K1l.510-2,K21.010-7,用NaOH溶液吸收SO2,當(dāng)溶液中HS、S離子濃度相等時,溶液的pH約為。(4)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)具有強(qiáng)還原性,廢水處理時可在弱酸性條件下加入亞硫酸氫鈉電解產(chǎn)生連二亞硫酸根,進(jìn)而將廢水中的HNO2還原成無害氣體排放,連二亞硫酸根氧化為原料循環(huán)電解。產(chǎn)生連二亞硫酸根的電極反應(yīng)式為,連二亞硫酸根與HNO2反應(yīng)的離子方程式為。3.氯化銨、甲醇、氧化鋁都是重要化合物。(1)已知:NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)H=+163.9 kJmol-1HCl(g)+CH3OH(g)CH3Cl(g)+H2O(g)H=-31.9 kJmol-1NH4Cl(s)+CH3OH(g)NH3(g)+CH3Cl(g)+H2O(g)反應(yīng)在條件下能自發(fā)反應(yīng)(填“較高溫度”“較低溫度”或“任何溫度”),理由是。圖1是反應(yīng)使用三種不同催化劑時得到的CH3Cl產(chǎn)率與溫度關(guān)系的變化圖。己知:催化劑用量、催化劑粒數(shù)、的值、甲醇進(jìn)料速度、反應(yīng)時間等測試條件都相同。圖1中a曲線CH3Cl產(chǎn)率先增大后減小的原因是。請在圖2中畫出其他條件都相同時,在370 下使用三種不同催化劑至反應(yīng)平衡時,CH3Cl的產(chǎn)率與時間關(guān)系的變化曲線,并用a、b、c標(biāo)出對應(yīng)的曲線。(2)25 時,在某濃度的NH4Cl溶液中滴加一定量的氨水至中性,此時測得溶液中c(Cl-)=0.36 molL-1,則混合溶液中c(NH3H2O)=molL-1。(25時,NH3H2O的Kb=1.810-5)(3)多孔Al2O3薄膜可作為催化劑載體、模板合成納米材料等用途?，F(xiàn)以高純鋁片作為陽極,不銹鋼作為陰極,一定溶度的磷酸溶液作為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解,即可初步制取多孔Al2O3膜。請寫出該制取過程的陽極電極反應(yīng)式:。4.液氨氣化后分解產(chǎn)生的氫氣可作為燃料供給氫氧燃料電池。已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=92.4 kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1NH3(l)NH3(g)H=23.4 kJmol-1(1)4NH3(l)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的H=,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為。(2)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)能自發(fā)進(jìn)行的條件是(填“高溫”或“低溫”);恒溫(T1)恒容時,催化分解初始濃度為c0的氨氣,得氨氣的轉(zhuǎn)化率(NH3)隨時間t變化的關(guān)系如圖曲線1。如果保持其他條件不變,將反應(yīng)溫度提高到T2,請在圖中再添加一條催化分解初始濃度也為c0的氨氣過程中(NH3)t的總趨勢曲線(標(biāo)注2)。(3)有研究表明,在溫度大于70 、催化劑及堿性溶液中,可通過電解法還原氮氣得到氨氣,寫出陰極的電極反應(yīng)式:。(4)25 時,將a molL-1的氨水與b molL-1鹽酸等體積混合(體積變化忽略不計),反應(yīng)后溶液恰好顯中性,用a、b表示NH3H2O的電離平衡常數(shù)為。5.高溫下用H2還原CuCl制備活性銅,反應(yīng)原理如下:2Cu(s)+Cl2(g)2CuCl(s)H1=-36 kJmol-1H2(g)+2CuCl(s)2Cu(s)+2HCl(g)H2有關(guān)物質(zhì)的鍵能數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)H2Cl2HCl鍵能(kJmol-1)436243432(1)求H2= kJmol-1。(2)經(jīng)測定反應(yīng)制備活性銅的反應(yīng)趨勢大,原因是。(3)在某溫度下,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),在t1時,增加壓強(qiáng)到原來的2倍(Cu的量足夠),在圖中畫出Cl2濃度的變化趨勢線。(4)白色不溶于水的CuCl可以由電解法制得,如下圖所示:裝置中用的交換膜為。A.陽離子交換膜B.陰離子交換膜C.質(zhì)子交換膜D.氫氧根離子交換膜陽極的電極反應(yīng)式為。(5)已知CuCl可溶解于稀硝酸,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(6)根據(jù)已學(xué)知識寫出制取CuCl的一種方法,用化學(xué)方程式表示:。6.已知在298 K和101 kPa條件下,有如下反應(yīng):反應(yīng),C(s)+O2(g)CO2(g)H1=-393.5 kJmol-1反應(yīng),2C(s)+O2(g)2CO(g)H2=-221 kJmol-1反應(yīng),N2(g)+O2(g)2NO(g)H3=+180.5 kJmol-1試回答下列問題:(1)汽車尾氣凈化原理為反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是。(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)。(2)如果在一定溫度下,體積為2升的密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),04 min各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化如下表所示:物質(zhì)(mol)時間NOCON2CO2起始0.401.02min末2.00.801.64min末1.6求02 min內(nèi)用CO來表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=。試計算該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=。(3)若一定溫度下,在容積可變的密閉容器中,上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時容積為3 L,c(N2)隨時間t的變化曲線x如圖所示。若在t2 min時改變一個條件,c(N2)隨反應(yīng)時間t的變化如曲線y所示,則改變的條件是。若在t2 min時升高溫度,t3 min時重新達(dá)到平衡,請在圖中畫出在t2t4內(nèi)c(N2)的變化曲線。參考答案提升訓(xùn)練29無機(jī)化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)原理綜合(第30題)1.(1)2a+3b+4c(2)該反應(yīng)放出大量的熱且體系的混亂度增大 (3)反應(yīng)未達(dá)到平衡,但催化劑活性降低460 后反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度,上述平衡向逆反應(yīng)方向移動(4)CD(5)+2H2OO2+2NC(CH2)4CN2.(1)359.8 kJmol-1(2)正反應(yīng)放熱,溫度升高平衡逆向移動,SO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;溫度高于445 后硫變成氣態(tài),正反應(yīng)吸熱,溫度升高平衡正向移動,SO2平衡轉(zhuǎn)化率增加(3)7(4)2HS+2H+2e-S2+2H2O3S2+2HNO2+2H2O6HS+N2【解析】(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H1=-198 kJmol-1,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)H2=-41.8 kJmol-1,CO(g)+O2(g)CO2(g)H3=-283 kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律可知,由+-可得NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)H=(-41.8 kJmol-1)+(-283 kJmol-1)-(-198 kJmol-1)=-225.8 kJmol-1,則E2=E1-H=(134 kJmol-1)-(-225.8 kJmol-1)=359.8 kJmol-1。(2)由圖示可知SO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化是先降低,當(dāng)溫度達(dá)到445 ,再升溫,轉(zhuǎn)化率反而升高,出現(xiàn)此現(xiàn)象的可能原因是:正反應(yīng)放熱,溫度升高平衡逆向移動,SO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;溫度高于445 后硫變成氣態(tài),正反應(yīng)吸熱,溫度升高平衡正向移動,SO2平衡轉(zhuǎn)化率增加。某溫度下在2 L恒容密閉容器中發(fā)生2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g),通入2 mol SO2和一定量的CO發(fā)生反應(yīng),5 min后達(dá)到平衡,生成1 mol CO2,此時SO2的物質(zhì)的量為1.5 mol,濃度為0.75 molL-1;第8分鐘時,保持其他條件不變,將容器體積迅速壓縮至1 L,此時SO2的濃度為1.5 molL-1,此時平衡會正向進(jìn)行,10分鐘時達(dá)到平衡,CO的物質(zhì)的量變化了1 mol,SO2變化0.5 mol,重新平衡時SO2的濃度為=1 molL-1,可得SO2濃度從611分鐘的變化曲線為。(3)根據(jù)反應(yīng)HSS+H+,平衡常數(shù)K=1.010-7,當(dāng)HS、S離子濃度相等,則c(H+)=1.010-7 molL-1,溶液的pH7。(4)亞硫酸氫鈉電解產(chǎn)生連二亞硫酸根發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)在電解池的陰極進(jìn)行,電極反應(yīng)為2HS+2H+2e-S2+2H2O;連二亞硫酸根與HNO2反應(yīng)生成無毒氣體為氮氣,則HNO2發(fā)生還原反應(yīng),連二亞硫酸根發(fā)生氧化反應(yīng)生成HS,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3S2+2HNO2+2H2O6HS+N2。3.(1)較高溫度因為反應(yīng)的S0,H0溫度越高反應(yīng)速率越快,因此隨著溫度升高,CH3Cl產(chǎn)率逐漸增大,410 之后,隨著溫度升高,催化劑活性降低,反應(yīng)速率減小,因此CH3Cl產(chǎn)率逐漸減小(2)210-3(3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+【解析】(1)反應(yīng)的焓變H=+163.9 kJmol-1+(-31.9 kJmol-1)=132 kJmol-1,H0;反應(yīng)III屬于熵增大的反應(yīng),S0,G=H-TS,當(dāng)Gba,故圖像為。(2)氯化銨溶液中加入氨水至溶液呈中性,則c(OH-)=c(H+)=110-7 molL-1,根據(jù)電荷守恒得:c(Cl-)=c(N)=0.36 molL-1,結(jié)合氨水的電離方程式可知:K=1.810-5,c(NH3H2O)=2.010-3 molL-1。(3)電解池中,陽極為活潑金屬作電極時,活潑金屬放電,即Al放電生成氧化鋁,結(jié)合電解質(zhì)溶液為酸性配平。故陽極的電極反應(yīng)式為2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。4.(1)-1 172.4 kJmol-1K=(2)高溫(3)N2+3H2O+6e-2NH3+6OH-(4)molL-1【解析】(1)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=92.4 kJmol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1,NH3(l)NH3(g)H=23.4 kJmol-1,由蓋斯定律:2+3+4得到反應(yīng)4NH3(l)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的H=92.4 kJmol-12+(-483.6 kJmol-1)3+23.4 kJmol-14=-1 172.4 kJmol-1;根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。(2)已知2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=92.4 kJmol-1,反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增大,則S0,而且H0,若要使H-TS0,則需在較高溫度下,所以2NH3(g)N2(g)+3H2(g)能自發(fā)進(jìn)行的條件是高溫;將反應(yīng)溫度提高到T2,反應(yīng)速率加快,到達(dá)平衡所用時間縮短,氨氣的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動,氨氣的轉(zhuǎn)化率增大,則T2溫度時分解初始濃度為c0的氨氣過程中(NH3)t的總趨勢曲線為。(3)根據(jù)題意,電解法還原氮氣得到氨氣,陰極是氮氣,得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣,1 mol氮氣得6 mol電子,利用OH-平衡電荷,然后用原子守恒配平,則電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-2NH3+6OH-。(4)將a molL-1的氨水與b molL-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液顯中性,則溶液中c(H-)=c(OH-)=110-7molL-1,根據(jù)電荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),溶液中c(N)=c(Cl-)= molL-1,反應(yīng)前c(NH3H2O)= molL-1,則反應(yīng)后c(NH3H2O)= molL-1,Kb= molL-1。5.(1)-149(2)反應(yīng)H0,是自發(fā)反應(yīng)(3)(平衡線與原平衡線相平)(4)ACu+Cl-e-CuCl(5)6CuCl+8HNO33Cu(NO3)2+3CuCl2+2NO+4H2O(6)CuCl2+Cu2CuCl(其他合理答案也可)【解析】(1)由表格中數(shù)據(jù)可以求解H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=436 kJmol-1+243 kJmol-1-2432 kJmol-1-185 kJmol-1。根據(jù)蓋斯定律,H2=H-H1=-185 kJmol-1-(-36 kJmol-1)=-149 kJmol-1。(2)由于該反應(yīng)H20,所以反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行。(3)對于反應(yīng),壓強(qiáng)增加到原來兩倍的瞬間,Cl2的濃度增大到原來的兩倍,隨后平衡正向移動并最終建立新的平衡。平衡常數(shù)K=,溫度不變時,K為定值,因此最終Cl2的濃度與原平衡相等。(4)由電解裝置圖可知,陽極Cu失去電子生成CuCl,反應(yīng)原理為Cu+Cl-e-CuCl,電解過程中Cl-不斷消耗。陰極Cu沒有參加反應(yīng),溶液中H+得到電子生成H2,反應(yīng)原理為2H+e-H2,H+來源于水的電離,電解過程中OH-濃度不斷增大。如果采用陽離子交換膜,Na+向陰極遷移,維持兩個裝置電荷平衡,A正確;如果采用陰離子交換膜,OH-向陽極遷移,這樣會導(dǎo)致CuCl中混入雜質(zhì),B錯誤;由于溶液中H+很少,質(zhì)子交換膜基本不起作用,C錯誤;采用氫氧根離子交換膜時,陰極生成的OH-進(jìn)入陽極會導(dǎo)致CuC