高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題組37 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與化學(xué)平衡的綜合練習(xí)（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

題組37化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與化學(xué)平衡的綜合1.碳熱還原法廣泛用于合金及材料的制備?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)一種制備氮氧化鋁的反應(yīng)原理為23Al2O3+15C+5N22Al23O27N5+15CO,產(chǎn)物Al23O27N5中氮元素的化合價(jià)為,該反應(yīng)中每生成1molAl23O27N5,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為。

(2)真空碳熱冶鋁法包含很多反應(yīng),其中的三個(gè)反應(yīng)如下:Al2O3(s)+3C(s)Al2OC(s)+2CO(g)ΔH12Al2OC(s)+3C(s)Al4C3(s)+2CO(g)ΔH22Al2O3(s)+9C(s)Al4C3(s)+6CO(g)ΔH3①ΔH3=(用ΔH1、ΔH2表示)。

②Al4C3可與足量鹽酸反應(yīng)制備一種最簡(jiǎn)單的烴。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)下列是碳熱還原法制錳合金的三個(gè)反應(yīng),CO與CO2平衡分壓比的自然對(duì)數(shù)值(lnK=2.303lgK)與溫度的關(guān)系如圖所示(已知Kp是用平衡分壓代替濃度計(jì)算所得的平衡常數(shù),分壓=總壓×氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+5CO(g)Kp(Ⅰ)Ⅱ.Mn(s)+CO2(g)MnO(s)+CO(g)Kp(Ⅱ)Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g)Kp(Ⅲ)①ΔH>0的反應(yīng)是(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

②1200K時(shí),在一體積為2L的恒容密閉容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2,只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,5mv(CO2)=。

③在一體積可變的密閉容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,下列能說(shuō)明反應(yīng)Ⅱ達(dá)到平衡的是(填字母)。

A.容器的體積不再改變B.固體的質(zhì)量不再改變C.氣體的總質(zhì)量不再改變答案(1)-39.03×1024(或15NA)(2)①2ΔH1+ΔH2②Al4C3+12HCl4AlCl3+3CH4↑(3)①Ⅲ②0.02mol·L-1·min-1③BC解析(1)反應(yīng)23Al2O3+15C+5N22Al23O27N5+15CO中,產(chǎn)物Al23O27N5中氮元素的化合價(jià)為-3,該反應(yīng)中每生成1molAl23O27N5,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5×3NA=15NA。(2)已知Ⅰ.Al2O3(s)+3C(s)Al2OC(s)+2CO(g)ΔH1Ⅱ.2Al2OC(s)+3C(s)Al4C3(s)+2CO(g)ΔH2Ⅲ.2Al2O3(s)+9C(s)Al4C3(s)+6CO(g)ΔH3①根據(jù)蓋斯定律,由Ⅰ×2+Ⅱ得反應(yīng)Ⅲ,則ΔH3=2ΔH1+ΔH2;②Al4C3可與足量鹽酸反應(yīng)制備一種最簡(jiǎn)單的烴(CH4),根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al4C3+12HCl4AlCl3+3CH4↑。(3)①由題圖中信息可知,反應(yīng)Ⅲ升高溫度,lnK增大,則K增大,平衡正向移動(dòng),說(shuō)明其正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0;②0~5min內(nèi)v(CO2)=45v(CO)=45×0.125mol/L52.納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下表為制取Cu2O的兩種方法:方法a用炭粉在高溫條件下還原CuO方法b電解法,反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑(1)已知:①2Cu(s)+12O2(g)Cu2O(s)ΔH1=-169kJ·mol-1②C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH2=-110.5kJ·mol-1③Cu(s)+12O2(g)CuO(s)ΔH3=-157kJ·mol-1則方法a中反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

。

(2)方法b是用肼燃料電池為電源,通過(guò)離子交換膜電解法控制電解液中OH-的濃度來(lái)制備納米Cu2O,裝置如圖所示:①上述裝置中B電極應(yīng)連電極(填“C”或“D”)。

②該離子交換膜為離子交換膜(填“陰”或“陽(yáng)”),該電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式為

。

③原電池中負(fù)極反應(yīng)式為。

(3)在相同體積的恒容密閉容器中,用以上方法制得的兩種Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn):2H2O(g)2H2(g)+O2(g)ΔH>0。水蒸氣的濃度隨時(shí)間t的變化如下表所示:序號(hào)溫度/℃c/mol·L-1t/min01020304050①T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480②T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480③T20.100.0960.0930.0900.0900.090①催化劑的催化效率:實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)②(填“>”或“<”)。

②實(shí)驗(yàn)①②③的化學(xué)平衡常數(shù)K1、K2、K3的大小關(guān)系為。

答案(1)2CuO(s)+C(s)Cu2O(s)+CO(g)ΔH=+34.5kJ·mol-1(2)①D②陰2Cu-2e-+2OH-Cu2O+H2O③N2H4-4e-+4OH-N2↑+4H2O(3)①<②K1=K2<K3解析(1)據(jù)蓋斯定律可知反應(yīng)2CuO(s)+C(s)Cu2O(s)+CO(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2-2ΔH3=+34.5kJ·mol-1。(2)①在燃料電池中,通入燃料的一極為負(fù)極,所以C為負(fù)極,D為正極;用電解法制備納米Cu2O時(shí),Cu電極應(yīng)為陽(yáng)極,與電池正極相連,故B電極應(yīng)連D電極。②電解池中,A極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,B極反應(yīng)式為Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O,A極產(chǎn)生OH-,B極消耗OH-,故離子交換膜為陰離子交換膜。③原電池負(fù)極上N2H4失電子被氧化為N2,電極反應(yīng)式為N2H4+4OH-