2022屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理06化學(xué)反應(yīng)原理綜合題含解析

化學(xué)反應(yīng)原理綜合題

非選擇題(共14題)

1.氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。

(1)“球磨法”是一種基于機(jī)械化學(xué)在溫和條件下由氮?dú)夂铣砂钡男路桨福?5℃、lOOkPa條

件下合成氨，氨的體積分?jǐn)?shù)可達(dá)82.5%,其原理如圖所示。

I.鐵粉碰撞活化產(chǎn)生缺陷

H.N*加氫生成N%

Fe(N*)

劇烈碰撞脫氨

NH3

①下列關(guān)于“球磨法”的說法正確的是—

A.鐵粉碰撞活化后產(chǎn)生缺陷密度越大，M的吸附率越高

B.可降低氫氣與氮?dú)馍砂睔獾娜圩?，使反?yīng)更易進(jìn)行

C.反應(yīng)在溫和條件下進(jìn)行，不涉及化學(xué)鍵的斷裂與形成

②機(jī)械碰撞有助于鐵粉缺陷的形成，而摩擦生熱會使體系溫度升高。如圖是N,吸附量、體系

溫度隨球磨轉(zhuǎn)速變化曲線，應(yīng)選擇的最佳轉(zhuǎn)速約轉(zhuǎn)/分鐘；若選擇500轉(zhuǎn)/分鐘的

轉(zhuǎn)速，色的吸附量降低的原因是。

(2)在一種新型催化劑的作用下，用氫氣催化還原NO是目前工業(yè)上去除尾氣中NO較理想的

方法。

主反應(yīng)：2NO(g)+2H,(g)?=^N2(g)+2H,O(g)AH.^/kJmol

副反應(yīng):2NO(g)+H2(g)<?>N2O(g)+H2O(g)AH2=bkJmor'

1

①2NO(g)+N2(g)嗒92N2O(g)AHkJ-mor

6

②某溫度下H?的體積分?jǐn)?shù)對H2-NO反應(yīng)的影響如圖所示。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)大于600xl0-

時，亂的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢，原因是,0

9

6

-

X

、

輟

東

弟

#

理的體積分?jǐn)?shù),XIO-

2.CO。作為未米的重要碳源，其選擇性加氫合成CH：tOH一直是研究熱點(diǎn)，在CO2加氫合成CH30H

的體系中，同時發(fā)生以下反應(yīng)：

反應(yīng)i：C02(g)+3H2(g)==CH:(OH(g)+H20(g)M<0

反應(yīng)ii：CO2(g)+H2(g)==C0(g)+II20(g)△用>0

(1)在特定溫度下，由穩(wěn)定態(tài)嶙?>單質(zhì)生成Imol化合物的焰變叫該物質(zhì)在此溫度下的標(biāo)準(zhǔn)

生成焙(△,4)。表中為幾種物質(zhì)在298K的標(biāo)準(zhǔn)生成焰，則反應(yīng)ii的曲=_kJ-mol\

物質(zhì)H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)

△M(kJ-mol'1)0T94-111-242

3

⑵若實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)i：。正=k正?c(C02)-C(H2),uQk逆?c(CH3OH)?c(HQ)(k正、k速為速

率常數(shù))。1899年阿侖尼烏斯指出化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)和溫度的定量關(guān)系為：k=Aeif,其中k

為速率常數(shù)，A、R為常數(shù)，Ea為活化能，T為熱力學(xué)溫度，e為自然對數(shù)的底。則達(dá)到平衡

后，僅加入催化劑，k正增大的倍數(shù)「(填或"=")k逆增大的倍數(shù)。

(3)在CO2加氫合成CHsOH的體系中，下列說法錯誤的是「(填標(biāo)號).

A.增大1卜濃度有利于提高C02的轉(zhuǎn)化率

B.若升高溫度，反應(yīng)i的正反應(yīng)速率減小：反應(yīng)ii的正反應(yīng)速率增大

C.體系達(dá)平衡后，若壓縮體積，則反應(yīng)i平衡正向移動，反應(yīng)ii平衡不移動

I).選用合適的催化劑可以提高CHQH在單位時間內(nèi)的產(chǎn)量

(4)某溫度下，向容積為1L的密閉容器中通入2moic和lOmolHz,lOmin后體系達(dá)到平衡，

此時CO?的轉(zhuǎn)化率為20%,CHsOll的選擇性為50%。

?3轉(zhuǎn)化為CH30H的n(C()2)

已知：CH30H的選擇性X=——、當(dāng)*、一X100%

消耗的n(CC)2)

①用CO?表示O'lOmin內(nèi)平均反應(yīng)速率u(COj=_

②反應(yīng)i的平衡常數(shù)舲—L7moi2(寫出計(jì)算式即可)。

(5)維持壓強(qiáng)和投料不變，將CO?和H?按一定流速通過反應(yīng)器，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率a(CO?)和甲

醇的選擇性x(CHQH)隨溫度變化的關(guān)系如圖所示：

已知催化劑活性受溫度影響變化不大，結(jié)合反應(yīng)i和反應(yīng)ii,分析235℃后曲線變化的原因。

①甲醇的選擇性隨溫度升高而下降的原因是—;

②二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高也在下降的可能原因是。

3.胡帆乩)可作為火箭發(fā)動機(jī)的燃料，與反應(yīng)生成N2和水蒸氣。已知：

1

@N2(g)+202(g)=N204(l)△a=-19.5kJ?mol'

-1

@N2H.,(1)+02(g)=N2(g)+2H,0(g)△5=-534.2kJ?mol

⑴寫出腳和NQ,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

(2)火箭殘骸中?，F(xiàn)紅棕色氣體，當(dāng)溫度升高時，氣體顏色變深，原因是存在如下反應(yīng)：

N204(g)^2N02(g)

①上述反應(yīng)的AZ/0(選填“>”或“V”)。

②保持溫度和體積不變向上述平衡體系中再充入一定量的NQ“再次達(dá)到平衡時，混合氣體中

N02的體積分?jǐn)?shù)(填“增大”、“減小”或“不變”),混合氣體的顏色_______(填“變

深”或“變淺”)。

③一定溫度下，將ImolNzO”充入一恒壓密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列示意圖正確且能說明反

應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是。

-(M

氣,

田7

o)

體

u0一

;群

密2"

、

度/O

7N尸Z

vN

、-

④相同溫度下，上述反應(yīng)改在10L的恒容密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol,

則0~3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率r(NA)=mol?U?s。

(3)C0?與CHi經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH,(g)+C02(g)^2C0(g)+2H2(g)o已知上述反應(yīng)中相關(guān)

的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

Ho(CO)

化學(xué)鍵C-HC=0H-H

鍵能/kJ?mol14137454361075

則該反應(yīng)的X*。

4.化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量變化，探究各種能量變化是一永恒的主題。

(1)下列變化屬于放熱反應(yīng)的是(填序號)。

a.生石灰溶于水b.濃硫酸稀釋c.碳酸氫鈉固體溶于鹽酸

d銅溶于濃硝酸e氯化筱固體與氫氧化鋼晶體混合攪拌f.過氧化鈉溶于水

(2)也。2分解時的能量變化關(guān)系如圖所示，則Hq?分解反應(yīng)為反應(yīng)(選填：吸熱、

放熱)。

查閱資料得知：將作為催化劑的FeKSOJs溶液，加入Hq2溶液后，溶液中會發(fā)生兩個氧化

還原反應(yīng)，且兩個反應(yīng)中Hq?均參加了反應(yīng)，試從催化劑的角度分析，這兩個氧化還原反應(yīng)

3+2t

的離子方程式分別是：2Fe+H,O2=2Fe+O2T+2H*和

(3)如圖是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置:

fi

①電極a為鎂，電極b為鋁，電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時，該電池的負(fù)極為(填

名稱)。

②若a為Cu,b為石墨，電解質(zhì)為FeCl,溶液，工作時的總反應(yīng)為2FeCl,+Cu=2FeC12+CuCL。

寫出b電極反應(yīng)式：。

③質(zhì)量相同的銅棒和鐵棒用導(dǎo)線連接后插人?"04溶液中，一段時間后取出洗凈、干燥、稱

量，二者質(zhì)量差為12g,則導(dǎo)線中通過的電子的數(shù)目為。

5.2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可通過甲醇與烯燃

的液相反應(yīng)制得，已知%、“、L為平衡常數(shù)，體系中同時存在如圖反應(yīng)：

7Y八/

反應(yīng)I:口+CH30HM/OAH,

ATAME

反應(yīng)n：I+CHOH-0

：!△H2

BTAME

反應(yīng)in：八’

△Ha

回答下列問題:

(1)反應(yīng)I、II、III以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)人與溫度T變化關(guān)系如圖所示。

據(jù)圖判斷，A和B中相對穩(wěn)定較差的是(用系統(tǒng)命名法命名)；AH2：/Mh的數(shù)值范圍是

(填標(biāo)號)。

A.<-1B.-l~0C.0-1D.>1

(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入LOmolTAME,控制溫度為353K,

測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為a。已知反應(yīng)HI的平衡常數(shù)降=9.0,則平衡體系中A的物質(zhì)的量

為mol,反應(yīng)I的平衡常數(shù)降=。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四

氫吠喃稀釋，反應(yīng)I的化學(xué)平衡將(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)平衡

時，B與CH30H物質(zhì)的量濃度之比c(B)：c(C%OH)=。

(3)為研究反應(yīng)體系的動力學(xué)行為，向盛有四氫吠喃的另一容器中加入一定量A、B和CHQH.

控制溫度為353K,A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為

(填“X”或"Y")；t=100s時，反應(yīng)HI的正反應(yīng)速率v“逆反應(yīng)速率v逆(填

或"=)。

16

O.

TO.12

OO.-(100.0.112)

UO.0

1S8

E-曲線

aX

44

o

(100,0.011)

0曲線Y

一O

100200300400500600

6.本題有三種新技術(shù)處理空氣污染物，請回答相關(guān)問題。

I.NIh選擇性催化還原NO(NHHCR)技術(shù)在燃煤電廠煙氣脫硝過程中有著重要的應(yīng)用。該方法

主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4N%(g)+4N0(g)+02(g)^4N2(g)+6H20(g)M

己知：2Hz(g)+OKg)：2HQ(g)-484kJ?mo『

H

N2(g)+3H2(g)+2NH3(g)M=-92.4kJ?mol

N2(g)+O2(g)^2NO(g)+180.5kJ-moP

⑴計(jì)算：4NH3(g)+4N0(g)+02(g)-4N2(g)+6H20(g)WkJ?mol'

⑵利用NH：t-SCR技術(shù)催化還原氮氧化物。反應(yīng)原理如圖所示：

NONO,

NH,1NH,O(g)

\1催化劑//

當(dāng)NO2,NO與足量氨氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，且參與反應(yīng)的NO2和NO的物質(zhì)的量之比為1：1。

若有2molNO參與反應(yīng)，則該過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為。

II.C?？勺鳛楣I(yè)合成甲醇的直接碳源，利用C0和H,反應(yīng)合成甲醇的原理為CO(g)+

2H2(g)MH30H(g),在密閉容器中按物質(zhì)的量之比1：2充入C0和以測得平衡混合物中CH30H

的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化情況如圖所示。

1

100

90

至80

會70

咫60

50

及40

g30

H

O20

x10

。

(3)壓強(qiáng)P2Pl(填“>”、或"="),判斷的依據(jù)是。

(4)在C點(diǎn)時，CO的轉(zhuǎn)化率為?

(5)計(jì)算300℃,壓強(qiáng)為小時的平衡常數(shù)4,=__(以分壓表示，分壓=總壓X體積分?jǐn)?shù))。

III.氮的氧化物脫除可以利用電化學(xué)原理處理，如利用如圖裝置可同時吸收SO?和NO。

直流電源

吸二較濃H2s0&

收

池

*-稀HzSO'+SO?

O

離子交換膜

（6）直流電源的負(fù)極為（填“a”或"b”）,陰極的電極反應(yīng)式。該電解裝置選

擇（填“陽”或“陰”）離子交換膜。

7.二氧化硫的催化氧化是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)，反應(yīng)如下：

(1)1：2S02(g)+02(g)^^2S03(g)AH尸T97.7kJ/mol&(濃度平衡常數(shù))

為研究該反應(yīng)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三種已裝固體催化劑的密閉容器裝置：

恒溫恒春觸恒容恒溫恒壓

1可移動活塞

甲乙丙

在初始體積與溫度相同的條件下，甲、乙、丙中均按2moiSO,、ImolO?進(jìn)行投料，達(dá)平衡時,

三個容器中S02的轉(zhuǎn)化率從大到小的順序?yàn)椋ㄓ谩凹?、乙、丙”表示）?/p>

（2）在容器丙中，0.1MPa條件下，在不同溫度或不同投料方式下研究上述反應(yīng)，得到數(shù)據(jù)如

下表:

實(shí)驗(yàn)序號A組B組c組

反應(yīng)溫度45PC45PC55rc

投料方式（按照S0“。2、SO3的Omol、Omol、2mol、lmol、

2mol、lmol>0mol

順序）2molOmol

含硫化合物的轉(zhuǎn)化60%bc

反應(yīng)的熱量變化放熱a吸熱79.08kJ放熱

壓強(qiáng)平衡常數(shù)（Kp）KP1KP1KP2

①表中：a=o

②已知用平衡分壓（分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）代替平衡濃度計(jì)算，得到的平衡常數(shù)即為壓強(qiáng)

平衡常數(shù)，則K產(chǎn)MPa?

③451℃時，若按0.4molSO?、0.4mol0八0.4molSO3進(jìn)行投料,則反應(yīng)開始時v正

（S02）v迪（SOJ（填“>”、"V”或“=”）。

（3）將上述固體催化劑換成NO,氣體同樣可以對該反應(yīng)起到催化作用，此催化過程如下：

11：S02(g)+N02(g)SO；i(g)+NO(g)△Hz&(濃度平衡常數(shù))

Ill：2N0（g）+0,（g）2N02（g）△4=714.1kj/molK,（濃度平衡常數(shù)）,AH2=

K:,=（用含有Ki、Kz的表達(dá)式表示）。

8.[.如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個簡易原電池裝置。

請回答下列問題。

（1）若a電極材料為碳、b溶液為Fee、溶液，則正極的電極反應(yīng)式為,當(dāng)有L6g負(fù)

極材料溶解時，轉(zhuǎn)移的電子為moL

（2）若a電極材料為鐵、b溶液為濃硝酸，電流表的指針也會偏轉(zhuǎn)，則電子的流向?yàn)?/p>

（填電極材料，下同），溶液中的H+向極移動。

⑶某固體酸膜燃料電池（如圖所示）以NaHSO,固體為電解質(zhì)傳遞HZ電池總反應(yīng)可表示為

2H2+=2H2。0則a為電池極，b極上的電極反應(yīng)為。

II.原子間形成化學(xué)鍵放出能量，破壞原子間化學(xué)鍵需要吸收能量。已知H—H健、N—H鍵、

N=N鍵的鍵能分別為436kJ-mo「、391kJmor'>946kJmoP'o關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng)，

請根據(jù)鍵能的數(shù)據(jù)判斷下列問題。

⑷若有ImolNH,生成，需要（填“吸收”或“放出”）熱量___________kJ；該

反應(yīng)的能量變化可用圖表示（填“甲”或“乙”）。

HI.也。2在Fe3+催化下可發(fā)生分解反應(yīng)，為探究一定溫度下HQ?溶液的濃度、Fe"的濃度對

分解速率的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容如下表所示:

實(shí)驗(yàn)所用試劑

酸性Fe2(SOj溶液凡0?溶液HO

實(shí)驗(yàn)序號2

V/mLV/mLc/(molE1)V/mL

甲40.1323

乙40.122V,

丙50.1匕22

(5)?V,=。

②實(shí)驗(yàn)甲、乙的探究目的是。

③實(shí)驗(yàn)甲、丙探究催化劑濃度對Hq?分解速率的影響情況，則V?=；若實(shí)驗(yàn)丙

中產(chǎn)生氣泡的速率較快，由此可得出的結(jié)論是。

9.NO,和NzOi之間發(fā)生反應(yīng)：NQE2N02,一定溫度下，體積為2L的密閉容器中，各物質(zhì)的物

質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖所示。請回答下列問題：

(1)曲線(填“X”或"Y”)表示NO2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。在0到2min中內(nèi)

用X表示該反應(yīng)的速率是,

(2)若上述反應(yīng)在甲、乙兩個相同容器內(nèi)同時進(jìn)行，分別測得甲中v(N02)=0.5mol?U1-min

乙中v(N2()4)=0.2mol?匚1?mirf1,則中反應(yīng)更快。

(3)下列描述能表示反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是o

A.容器中X與Y的物質(zhì)的量相等

B.容器內(nèi)氣體的顏色不再改變

C.2v(X)=v(Y)

D.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變

E.容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化

(4)N02>Oz和熔融NaNOs可制作燃料電池，其原理如圖，該電池在使用過程中石墨H電極上生

成氧化物Y(NzOs),則石墨I(xiàn)電極是(填“正極”或“負(fù)極”).當(dāng)有l(wèi)molNQs生成時，

電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol

10.研究化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活有重要的意義。

I.某反應(yīng)過程的能量變化如圖所示：

(1)由圖中曲線變化可知，該反應(yīng)為(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，破壞舊鍵需

要吸收的能量為一(填"EJ、"EJ、“E1+E2”或“E2-EJ'下同)，破壞cmolC的

化學(xué)鍵需要吸收的能量為。

II.一定溫度下，向容積為2L的恒容密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)，

反應(yīng)中各氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示:

⑵該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

(3)0-6s內(nèi)B的化學(xué)反應(yīng)速率為：。

H.工業(yè)制硫酸的反應(yīng)之一為：2s(g)(g)、一］、2S()3(g)，在2L恒容絕熱密閉容

猾中投入2moiSO?和適當(dāng)過量的在一定條件下充分反應(yīng)，如圖是SO?和S(h隨時間的變化曲

線。

(4)下列敘述不熊判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是；

①容器中壓強(qiáng)不再改變；②容器中氣體密度不再改變；

③的物質(zhì)的量濃度不再改變；④SO,的質(zhì)量不再改變；

(5)根據(jù)圖示計(jì)算達(dá)到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率為___________________________j_

111.堿性氫氧燃料電池是目前開發(fā)的燃料電池之一，這種燃料電池由氫氣、空氣(氧氣)、KOH(電

解質(zhì)溶液)構(gòu)成。其中正極反應(yīng)式為03+2*0+46=4OfT

(6)下列說法錯誤的是

①電池放電時通入空氣的電極為負(fù)極；

②電池放電時，電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱；

③電池放電時每消耗3.2gH2轉(zhuǎn)移3.2mol電子。

(7)寫出該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：o

11.化學(xué)與人類社會關(guān)系密切。

(1)碳酸鈉和碳酸氫鈉是廚房中常用的食品添加劑。根據(jù)題意回答下列問題。

①寫出酸H2C03的電離方程式。

②常溫下，若將10mL2mold/NaHCOs溶液與10mL2moLl/NaOH溶液混合得，則混合溶液中

各粒子的濃度關(guān)系正確的是(填序號)。

A.c(Na+)>c(CO^")>c(OH-)>c(H*)

+

B.c(HCO；)+2c(H2CO3)+c(H)=c(OH)

C.c(CO；)+c(HCO；)+c(OH)=c(Na+)+c(H*)

D.c(CO,')+c(HCO,)=1moUL-1

(2)環(huán)境問題越來越受到人們的重視，“綠水青山就是金山銀山”的理念已被人們認(rèn)同。研究

NO*的處理對緩解環(huán)境污染具有重要意義。如實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液吸收NO”反應(yīng)式為：

2NO2+2NaOH=NaNO,+NaNO2+H2Oo用含0.2moiNaOH的水溶液吸收0.2moiNO?恰好完全反

應(yīng)得1L溶液A.溶液B為0.1mol-L-'的CH3C00Na溶液，則A、B兩溶液中c(NO；)、c(NO；)和

C(CH3C00~)由大到小的順序?yàn)?已知HNO2的電離常數(shù)K,=7.1xl0T,CMCOOH的電離常數(shù)

K/1.7x10-5)。

要使溶液A和溶液B的pH相等，可采用的方法是(填序號)o

a.向溶液A中加適量水b.向溶液A中加適量NaOH

c.向溶液B中加適量水d.向溶液B中加適量NaOH

(3)白然界中存在硫的轉(zhuǎn)化。如礦物表層銅的硫化物被氧化為CuSO”CuSO,隨著雨水滲透到礦

物的深層遇到ZnS轉(zhuǎn)化為CuS,寫出ZnS轉(zhuǎn)化為CuS的離了反應(yīng)式。若往20mLl

mol-rNa2S溶液中加入10mLlmold/CuSOi溶液，混合后溶液中的Cu‘濃度為_______mol-l/(己

知K(CuS)=6.3xl0-36，忽略S2-的水解)

(4)“加氫三分鐘，續(xù)航700公里”是描述氫氧燃料電池在新能源領(lǐng)域的作用。下圖為該電池

示意圖，在電池電極表面鍍了一層細(xì)小的伯粉，箱吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：

Pt

KOH溶液

①電池的正極反應(yīng)式為：。

②與火力發(fā)電相比，燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是：

12.研究減少CO,排放是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要課題。已知C0?經(jīng)催化加氫可以生成多種

低碳有機(jī)物。

[如反應(yīng)類型①]:

l

I.CO2(g)+3H2(g)/CH,OH(g)+H2O(g)AHl=-49.5kJmor

H.CO2(g)+H2(g)/CO(g)+H,O(g)AH2=+40.9kJmor'

III.CO(g)+2H2(g)UCH,OH(g)AH,

回答下列問題：

⑴反應(yīng)in的為。

(2)一定溫度下，在一體積固定的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)I,測得COz的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時間

的變化如圖所示：則反應(yīng)進(jìn)行的前5分鐘內(nèi)，u(Hz)=；lOmin時，改變的外界條件可

能是_(任寫兩點(diǎn))

（3）將CO2和Hz按物質(zhì)的量之比1：1投料發(fā)生反應(yīng)II,下列不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡的是

（填序號）。

A.CO的濃度保持不變

B.CO/和乩的轉(zhuǎn)化率相等

C.混合氣體中CO2的百分含量不再發(fā)生變化

D.單位時間內(nèi)體系中減少ImolHz的同時有ImolXO增加

⑷如圖為一定比例的CO2+H2、CO+IL、CO/CO2+H2條件下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。490K時,

根據(jù)曲線a、c可判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是（填“A”或"B”）。

A.CO甘吐CO,T金生一'CHaOH+H,。

B.CO,^g^CO—J'CHQH

H2

（5）已知一定溫度下按照起始比嚶"=3,在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)HI,保持總壓為2.IMPa

不變，達(dá)平衡時co的平衡轉(zhuǎn)化率為;，則該條件下用平衡體系中各氣體分壓表示的平衡常數(shù)

（K.）的計(jì)算式（只需列出計(jì)算式）為K.=（各氣體分壓=平衡體系中各氣體的體積分?jǐn)?shù)X

總壓）。

[如反應(yīng)類型②]:電化學(xué)轉(zhuǎn)化法

（6）在酸性電解質(zhì)溶液中，以太陽能電池作電源，惰性材料作電極，可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯。實(shí)

驗(yàn)裝置如圖所示。

太陽能電池

質(zhì)子交換膜

①若電解過程中生成3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）0“則電路中轉(zhuǎn)移的電了至少為mol。

②生成乙烯的電極反應(yīng)式是

13.氨氣及其相關(guān)產(chǎn)品在化工領(lǐng)域中具有重要作用?；卮鹣铝袉栴}:

⑴以NH,和CO,為原料生產(chǎn)尿素[8不凡）2],發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2NH式g)+CO式g)CO(NH2)2(S)+H2O(g)AH。

①該反應(yīng)每消耗1molNH?,放出174kJ熱量，則AH=kJ.moL。

②為了提高尿素的產(chǎn)率，下列措施可行的是（填標(biāo)號）。

A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.加入合適的催化劑D.及時移除

部分HzO（g）

（2）某溫度下，向恒容密閉容器中通入1molNH3、0.5molCO?兩種原料氣，使之發(fā)生上述反

應(yīng)。5min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時得到的尿素質(zhì)量為15g,容器內(nèi)的壓強(qiáng)（P）隨時間（f）的變

化如圖1所示。

①保持其他條件不變，圖2中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度的變化關(guān)系的曲線是（填

標(biāo)號)。

②反應(yīng)達(dá)到平衡后，x=,平衡常數(shù)K,=(MPa)-2(以分壓表示，分壓=總壓

X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH?與NO,反應(yīng)生成電。將以一定比例混合的。2、Nk

和NO*的混合氣體勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)。反應(yīng)相同時間，NO,的去除率隨反

應(yīng)溫度的變化曲線如圖3所示。

①工~工范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，NO.的去除率迅速升高的原因是—

②當(dāng)溫度高于11K時，NO,的去除率迅速下降的原因可能是—

③已知反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則在溫度處于(填或

“T3~TJ)K時，該反應(yīng)一定達(dá)到了平衡狀態(tài)。

14.回答下列問題：

(1)根據(jù)圖示能量關(guān)系

①101011m)變?yōu)?mol"(g)時需要(填“放出”或“吸收”)kJ的

能量。

②I式g)與H?(g)生成HI(g)的反應(yīng)是(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

(2)一定溫度下，在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：aN(g)=bM(g)+cP(g),M、N、P的物

質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示:

①下列措施不能提高反應(yīng)速率的是。

A.升高溫度B.加入適量NC.加壓壓縮D.及時分離出P

②Imin到3min這段時刻，以M的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為：,反應(yīng)達(dá)平

衡狀態(tài)時，N的轉(zhuǎn)化率為：。

參考答案

1.A400轉(zhuǎn)速過快，體系升高溫度過快，溫度過高不利于氮?dú)獾奈?2b—a)

氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣

【詳解】

(1)①A.鐵粉碰撞活化后產(chǎn)生缺陷密度越大，表面積越大，越有利于氮?dú)夥肿颖晃?，因此N?

的吸附率越高，故A正確；B.氫氣與氮?dú)馍砂睔獾谋鹤儾荒芨淖儯荒芙档头磻?yīng)所需活化

能，使反應(yīng)更易進(jìn)行，故B錯誤；C.“球磨法”但其分子被催化劑吸附形成[Fe(N*)],斷裂

了氮氮三鍵，故C錯誤；綜上所述，答案為：A?

②根據(jù)圖中信息低于400轉(zhuǎn)/分鐘，氮的吸附量不大，高于400轉(zhuǎn)/分鐘，溫度迅速升高，不

利于氮?dú)馕?，所以?yīng)選擇的最佳轉(zhuǎn)速約400轉(zhuǎn)/分鐘；若選擇500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速，電的吸

附量降低的原因是轉(zhuǎn)速過快，體系升高溫度過快，溫度過高不利于氮?dú)獾奈?；故答案為?/p>

400；轉(zhuǎn)速過快，體系升高溫度過快，溫度過高不利于氮?dú)獾奈健?/p>

(2)①將副反應(yīng)的2倍減去主反應(yīng)得到2NO(g)+N2(g)海?>2N,O(g)AH=(2b-a)kJmor';

故答案為：(2b-a)。

②根據(jù)圖中信息可以看出氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)下降，而氨氣體積分?jǐn)?shù)增加，可能原因是氫氣和生成

的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣；故答案為：氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣。

02x04

2.+41=BC0.04mol-L-'-min",；…反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，反應(yīng)II為吸

1.6x9.23

熱反應(yīng)，升高溫度，不利于反應(yīng)I向正反應(yīng)方向進(jìn)行，有利于反應(yīng)H向正反應(yīng)方向進(jìn)行。(或

反應(yīng)I平衡逆向移動，反應(yīng)II平衡正向移動)溫度升高對反應(yīng)I中CO2轉(zhuǎn)化率降低的影響

大于反向II中CO2轉(zhuǎn)化率的促進(jìn)作用

【詳解】

(1)根據(jù)題意得到CO(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焰加上出0(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焰，再減去C()2(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焰,

因此反應(yīng)ii的A%=T11kJ-mol-'+(-242kJ-mol-1)-(-394kJ?mol'1)=+41kj-mol*故

答案為:+41。

(2)根據(jù)題意，加入催化劑，正逆反應(yīng)速率都增大，因此僅加入催化劑，卜正增大的倍數(shù)=k

逆增大的倍數(shù)；故答案為：=。

(3)A.增大H?濃度，平衡正向移動，因此有利于提高CO2的轉(zhuǎn)化率，故A正確；B.若升高溫

度，反應(yīng)i的正反應(yīng)速率增大，反應(yīng)ii的正反應(yīng)速率增大，故B錯誤；C.體系達(dá)平衡后，

反應(yīng)i是體積減小的反應(yīng)，若壓縮體積即加壓，則反應(yīng)i平衡體積減小方向即正向移動，反

應(yīng)ii是等體積反應(yīng)，縮小體積即加壓，但由于反應(yīng)i的HQ(g)增大，因此平衡逆向移動，

故C錯誤；I).選用合適的催化劑，反應(yīng)速率增大，因此可以提高CH30H在單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，

故D正確；綜上所述，答案為BC。

(4)①用CO?表示0~10min內(nèi)平均反應(yīng)速率D=?-=迎或絲”0.()4mol【T-minT；故答案

VAtILxlOmin

為：0.04moLL-

CO式g)+3H?(g)懈?CH3OH(g)+H2O(g)

_開始2moilOmol00

②根據(jù)題意建立三段式餅小八。,,八cI，

轉(zhuǎn)化0.2mol0.6mol0.2mol0.2mol

平衡0.2mol0.2mol

CC\(g)+H2(g)..CO(g)+H2O(g)

開始2mollOmol00...

任/Izcr1no1八c1cc因此反應(yīng)體系中n(zCO2)6mol,n(H)=9.2mol,

轉(zhuǎn)化0.2mol0.2mol0.2mol0.2mol2

平衡0.2mol0.2mol

n(CHBOH)=0.2mol,n(H20)=0.4mol,因此反應(yīng)i的平衡常數(shù)

°^nlolx°^mo1

0.2x0.40.2x0.4

L2mol2；故答案為:

1.6mol9.2moLIS、"

-----x(z------y31.6x9.23

ILIL

(5)①根據(jù)圖中信息和題意，甲醇的選擇性隨溫度升高而下降的原因是反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，

反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng)，升高溫度，不利于反應(yīng)I向正反應(yīng)方向進(jìn)行，有利于反應(yīng)n向正反應(yīng)

方向進(jìn)行。(或反應(yīng)I平衡逆向移動，反應(yīng)II平衡正向移動)；故答案為：反應(yīng)I為放熱反

應(yīng)，反應(yīng)II為吸熱反應(yīng)，升高溫度，不利于反應(yīng)I向正反應(yīng)方向進(jìn)行，有利于反應(yīng)II向正

反應(yīng)方向進(jìn)行。(或反應(yīng)I平衡逆向移動，反應(yīng)II平衡正向移動)。

②根據(jù)圖中信息和題意，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高也在下降的可能原因是溫度升高對反

應(yīng)I中C0,轉(zhuǎn)化率降低的影響大于反向II中C02轉(zhuǎn)化率的促進(jìn)作用；故答案為：溫度升高對反

應(yīng)I中CO?轉(zhuǎn)化率降低的影響大于反向II中co2轉(zhuǎn)化率的促進(jìn)作用。

3.2^^(1)+^0|(1)=3N2(g)+4H20(g)△米-1048.9kj/mol>減小變深ad

0.01+120kJ?moF1

【詳解】

l

(1)已知:?N2(g)+202(g)=N204(l)AA5=-19.5kJ?mor

②NzH,⑴+02(g)=N2(g)+2HQ(g)AA=-534.2kJ?mol'

根據(jù)蓋斯定律，將②X2-①得2NM(1)+N204(l)=3N2(g)+4H20(g)

A/A2X(-534.2kJ/mol)-(-19.5kJ/mol)=-1048.9kJ/mol,故答案為:2N2Hf(1)+NA(1)

=3N2(g)+4H20(g)△層T048.9kj/mol。

(2)①當(dāng)溫度升高時，氣體顏色變深，說明升高溫度平衡N2Q,(g”2N02(g)正向移動，正反應(yīng)為

吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)的AQ0,故答案為：〉。

②保持溫度和體積不變向上述平衡體系中再充入一定量的NzO”增大NzOi的濃度平衡正向移動，

再次達(dá)到平衡時，NO。濃度增大，則混合氣體的顏色變深；再充入一定量的N?,相當(dāng)于增大

壓強(qiáng)，平衡逆向移動，再次達(dá)到平衡時，混合氣體中N02的體積分?jǐn)?shù)減小，故答案為：減小，

變深。

③建立平衡過程中，氣體分子總物質(zhì)的量增大，在恒壓容器中，容器的體積變大，達(dá)到平衡

時氣體分子總物質(zhì)的量不變，容器的體積不變；

a.混合氣體的總質(zhì)量始終不變，根據(jù)0=￡,建立平衡過程中，容器的體積變大，氣體密度

減小，達(dá)到平衡時容器的體積不變，氣體密度不變，a符合題意；

b.△//始終不變，ZW不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b不符合題意；

c.建立平衡的過程中，NO、NO?表示的正反應(yīng)速率都逐漸減小，圖中只有正反應(yīng)速率，不能

判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，c不符合題意；

d.建立平衡的過程中，的轉(zhuǎn)化率增大，達(dá)到平衡時吊0」的轉(zhuǎn)化率不變，d符合題意；

答案選ad。

④(T3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率r(N0)=—~~—---=0.02mol/(L?s),則0~3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率

23s

r(NA)=1r(N02)=0.01mol/(L?s),故答案為：0.01。

⑶反應(yīng)CH,(g)+CO2(g)W2CO(g)+2H2(g)的△滬反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和

=4X413kJ/mol+2X745kJ/mol-(2X1075kJ/mol+2X436kJ/mol)=+120kJ/mol,故答案為：

+120kJ/molo

2++,+3t2+

4.adf放熱2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O鋁Fe+e=Fe

23

1.204xl0(^0.2/VA)

【詳解】

(Da.生石灰溶于水，與水反應(yīng)產(chǎn)生Ca(OH)2,該反應(yīng)發(fā)生放出熱量，為放熱反應(yīng)，a符合題

意；

b.濃硫酸稀釋會放出熱量，但該變化沒有新物質(zhì)生成，不是化學(xué)變化，b不符合題意：c.碳

酸氫鈉固體溶于鹽酸，反應(yīng)發(fā)生吸收熱量，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，c不符合題意；

d.銅溶于濃硝酸，發(fā)生反應(yīng)放出熱量，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，d符合題意；

e.氯化鉉固體與氫氧化領(lǐng)晶體混合攪拌，發(fā)生反應(yīng)吸收熱量，因此該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，e不

符合題意；

f.過氧化鈉溶于水，發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaOH和發(fā)生反應(yīng)放出熱量，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng),

f符合題意；

故答案為：adf；

(2)根據(jù)圖示可知：反應(yīng)物的能量比生成物的能量高，發(fā)生反應(yīng)放出熱量，因此該反應(yīng)為放熱

反應(yīng)；將作為催化劑的FeMSOh溶液加入H此溶液后，溶液中會發(fā)生兩個氧化還原反應(yīng)，第

一個是2Fe"+HD=2Fe2'+O2t+2H',第二個是HQ將Fe"氧化為Fe",HT被還原產(chǎn)生H￡,該反

2，3t

應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2()2+2H*=2Fe"+2H2O；故答案為:放熱；2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O；

(3)①當(dāng)電極a為鎂，電極b為鋁，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時，由于A1能夠與NaOH溶液發(fā)

生反應(yīng)，而Mg不能發(fā)生反應(yīng)，故該電池的負(fù)極材料為鋁，正極材料為鎂；故答案為：鋁；

②燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(0J反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。要設(shè)計(jì)一

個燃料電池，電極a通入氫氣燃料，通入燃料H2的電極為負(fù)極，采用氫氧化鈉溶液為電解液,

通入6的b電極為正極，Oz得到電子變?yōu)?。然后與HQ結(jié)合生成0H,則b極的電極反應(yīng)式

為02+4e+2HX)=40H；故答案為：Fe3#+e=Fe2+；

③銅棒和鐵棒用導(dǎo)線連接后插入CuSO,溶液，形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，失去電子變?yōu)镕4進(jìn)入

溶液，所以負(fù)極質(zhì)量減?。籆u作正極，.在正極得電子生成Cu單質(zhì)，正極質(zhì)量增大，總反

應(yīng)為:Fe+Cu"=Cu+F『，反應(yīng)過程轉(zhuǎn)移2moi電子，兩極質(zhì)量相差(56+64)g=120g,當(dāng)兩極相

差12g時，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為〃(e)=12gl20gx2mo112gl20gx2moi=0.2mol,則轉(zhuǎn)移的電

子數(shù)目Me)=0.2molX6.02X1027mol=l.204X102\故答案為：1.204x1()23(或0.2與)；

5.2-甲基T-丁烯或2-甲基丁烯C0.la10萼"I逆向移動9：10

or

X<

【詳解】

(1)由平衡常數(shù)及與溫度T變化關(guān)系曲線可知，反應(yīng)I、H、III的平衡常數(shù)的自然對數(shù)隨溫度

升高(要注意橫坐標(biāo)為溫度的倒數(shù))而減小，說明3個反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，即△出<0、△乩<0、

△H3<0,因此，A的總能量高于B的總能量，能量越低越穩(wěn)定，A和B中相對穩(wěn)定的是B,其

用系統(tǒng)命名法命名為2-甲基-2-丁烯；由蓋斯定律可知，I-H=ni,則△H「Z\H2=4H3<0,因

此△HiVZSHz,由于放熱反應(yīng)的AH越小，其絕對值越大，則aH?：2\乩的數(shù)值范圍是0-1,選

Co

(2)向某反應(yīng)容器中加入LOmolTAME,控制溫度為353K,測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為a,則平

衡時n(TAME)=(l-a)mol,n(A)+n(B)=n(CH3OH)=amol。已知反應(yīng)HI的平衡常數(shù)降=9.0,

則一*=9.0,將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9amol,n(A)=0.1a

”(A)

\-a

T+a10(l-a)(l+a)

mol；反應(yīng)I的平衡常數(shù)降=1----y=------/------；同溫同壓下，再向該容器中注入

0.1—

惰性溶劑四氫吠喃稀釋，反應(yīng)I的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移動，即逆向移動。平

衡時，TAME的轉(zhuǎn)化率變大，但是平衡常數(shù)不變，A與CH2H物質(zhì)的量濃度之比不變，B與CH2n

物質(zhì)的量濃度之比c(B)：c(CH30H)=0.9a：a=9：10,