备战高考化学化学反应原理综合考查综合练习题附详细答案
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备战高考化学化学反应原理综合考查综合练习题含详细答案一、化学反应原理综合考查1.铝及其合金可用作材料、铝热剂等,在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。
(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。
①高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为:Al 2O 3(s)+AlCl 3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g),其平衡常数表达式为K=_______________。
②碳热还原Al 2O 3冶铝的部分反应如下:Ⅰ.2Al 2O 3(s)+9C(s)=Al 4C 3(s)+6CO(g) △H 1=akJ/molⅡ. 4Al 2O 3(s)+Al 4C 3(s)=3Al 4O 4C(s) △H 2=bkJ/molⅢ. Al 4O 4C(s)+Al 4C 3(s)=8Al(g)+4CO(g) △H 3=ckJ/mol反应Al 2O 3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的△H =__________kJ/mol③用离子液体AICb-BMIC(阳离子为EMIM +、阴离子为AlCl 4-、Al 2Cl 7-)作电解质,可实现电解精炼铝。
粗铝与外电源的_____________极(填“正”或“负")相连;工作时,阴极的电极反应式为_______________。
(2)真空条件及1173K 时,可用铝热还原Li 5AlO 4制备金属锂(气态),写出该反应的化学方程式:__________________________。
(3)用Al 、Fe 或Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO 3--N),在45℃,起始c (KNO 3-N)为50mg·L -1、维持溶液呈中性并通入Ar 等条件下进行脱除实验。
结果如图所示(c 0为起始浓度、c 为剩余浓度):①纯Al 在0~3h 时,NO 3-几乎没有被脱除,其原因是_______________________;写出3h 后NO 3-被还原为N 2的离子方程式:____________________________。
备战高考化学化学反应原理综合试题附答案解析一、化学反应原理1.某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应:方案一:如图1,在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片,然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1稀硫酸,再插入一支温度计,温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃,随后,温度逐渐下降至30 ℃,最终停留在20 ℃。
方案二:如图2,在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片,在烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1硫酸溶液,再向其中加入氢氧化钠溶液,片刻后提起烧杯,发现小木片脱落下来。
方案三:如图3,甲试管中发生某化学反应,实验前U形管红墨水液面相平,在化学反应过程中,通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。
序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面①氧化钙与水左低右高②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)?③铝片与烧碱溶液左低右高④铜与浓硝酸左低右高根据上述实验回答相关问题:(1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,写出该反应的离子方程式:___________。
(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因是___________。
(3)方案二中,小木片脱落的原因是________,由此得出的结论是__________________。
(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,则U形管里红墨水液面:左边________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。
(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应,如果放置较长时间,可观察到U形管里的现象是______________。
(6)方案三实验②的U形管中的现象为________,说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量【答案】放热 2Al+6H+===2Al3++3H2↑反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低蜡烛熔化氢氧化钠与硫酸的反应放热低于放热红墨水液面左右相平红墨水液面左高右低小于【解析】【分析】【详解】(1)金属与酸的反应是放热反应,因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应,该反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑,故答案为放热;2Al+6H+===2Al3++3H2↑;(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低,故答案为反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低;(3)方案二中,反应放出的热量,使得蜡烛熔化,小木片脱落,故答案为蜡烛熔化;氢氧化钠与硫酸的反应放热;(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,装置中气体的压强增大,U形管里红墨水液面:左边低于右边,故答案为低于;(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是放热反应,如果放置较长时间,热量散失,装置中气体的压强与外界压强相等, U形管中红墨水液面左右相平,故答案为放热;红墨水液面左右相平;(6)方案三实验②属于吸热反应,U形管中红墨水液面左高右低,故答案为红墨水液面左高右低;小于。
高考化学化学反应原理综合考查综合练习题含详细答案一、化学反应原理综合考查1.2CO 和4CH 是两种主要的温室气体,以4CH 和2CO 为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:(1)工业上42CH H O -催化重整是目前大规模制取合成气(CO 和H 2混合气称为合成气)的重要方法,其原理为:反应Ⅰ:422CH (g)H O(g)CO(g)3H (g)++垐?噲?;11206.4kJ mol H -∆=+⋅反应Ⅱ:222CO(g)H O(g)CO (g)H (g)++ƒ;1241kJ mol H -∆=-⋅4CH (g)和2H O(g)反应生成2CO (g)和2H (g)的热化学方程式是___________________。
(2)将1 mol 4CH (g)和1 mol 2H O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K 、压强100kPa ),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率()()42p CH p H O v k =⨯⨯正正,p 为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下4114.510kPa s k ---=⨯⋅正,当4CH 分解20%时,v =正__________kPa ∙s -1。
(3)将2CO 和4CH 在一定条件下反应可制得合成气,在1 L 密闭容器中通入4CH 与2CO ,使其物质的量浓度均为11.0mol L -⋅,在一定条件下发生反应:422CH (g)CO (g)2CO(g)2H (g)++垐?噲?,测得CH 4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示:①压强1P 、2P 、3P 、4P 由小到大的关系为_________。
②对于气相反应,用某组分(B )的平衡压强p (B )代替物质的量浓度c (B )也可表示平衡常数(记作p K ),如果4P 2MPa =,求x 点的平衡常数p K =________________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
全国备战高考化学化学反应原理综合考查的综合备战高考模拟和真题分类汇总含答案解析一、化学反应原理综合考查1.甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1回答下列问题:(1)反应Ⅱ的△H2=______________。
(2)反应Ⅲ能够自发进行的条件是__________ (填“较低温度”、“ 较高温度”或“任何温度”)(3)恒温,恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
A.混合气体的密度不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1D.甲醇的百分含量不再变化(4)对于反应Ⅰ,不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是__________。
A.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于M1B.温度低于250 ℃时,随温度升高甲醇的产率增大C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率(5)若在1L密闭容器中充入3molH2和1molCO2发生反应Ⅰ,250℃时反应的平衡常数K=______;若要进一步提高甲醇体积分数。
可采取的措施有_________________。
(6)下图是电解Na2CO3溶液的装置图。
阴极的电极反应式为________________【答案】+41.19kJ·mol -1 较低温度 BD ABD 0.148(或者427) 增大压强(降低温度) 2H ++2e -==H 2↑或2H 2O+2e -==H 2↑+2OH -【解析】【分析】本题考查盖斯定律,热化学反应与过程无关,只与始态与终态有关,△H 2=△H 1-△H 3=+41.19kJ/mol ;△G==△H-T△S,T 为温度,△G<0,可自发进行,反应Ⅲ:△H<0, △S<0,较低温度可自发进行;平衡状态的判断,同一物质的正逆反应速率相等,本题中ρ=m/V ,质量与体积均不变,密度自始至终不变,不可做为判断依据;M=m/n ,质量不变,物质的量减少,可做判断依据;反应物与生成物平衡时的比例不一定为1:3:1:1,不可以;只要平衡则甲醇的百分含量不再变化,可以;化学反应条件的选择,既要考虑反应时的产量,又要考虑反应的速率;32322()()()()c C H OH c H O K c CO c H ⨯=⨯,250℃时转化率为50%;电解池中阳极失电子,溶液中为水提供的氢氧根离子失电子,产生的氢离子和钠离子向阴极区域移动,而阴极附近的水提供的氢离子得电子,生成氢气。
备战高考化学化学反应原理综合考查综合题含答案解析一、化学反应原理综合考查1.过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂,不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
常用于空气、器材的消毒,可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得,热化学方程式为:CH3COOH(aq)+H2O2(aq)⇌CH3CO3H(aq)+H2O(l) △H=-13.7K J/mol(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是____ 。
(2)利用上述反应制备760 9 CH3CO3H,放出的热量为____kJ。
(3)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀,在一定量硫酸催化下进行如下实验。
实验1:在25 ℃下,测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。
数据如图1所示。
实验2:在不同温度下反应,测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数,数据如图2所示。
①实验1中,若反应混合液的总质量为mg,依据图1数据计算,在0—6h间,v(CH3CO3H)=____ g/h(用含m的代数式表示)。
②综合图1、图2分析,与20 ℃相比,25 ℃时过氧乙酸产率降低的可能原因是_________。
(写出2条)。
(4) SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒,粒径分别为40 nm和70 nm。
病毒在水中可能会聚集成团簇。
不同pH下,病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。
依据图3、图4分析,过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是______【答案】高浓度易爆炸(或不稳定,或易分解) 137 0.1m/6 温度升高,过氧乙酸分解;温度升高,过氧化氢分解,过氧化氢浓度下降,反应速率下降随着pH升高,SV-1的团簇粒径减小,与过氧化氢接触面积增大,反应速率加快【解析】【分析】(1)过氧乙酸(CH 3CO 3H)不稳定、易分解,高浓度易爆炸,为了安全市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%(2) 利用热化学方程式中各物质的系数代表各物质的物质的量来计算 (3) 结合图象分析计算 【详解】(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
高考化学化学反应原理综合题含答案一、化学反应原理NH ClO为白色晶体,分解时产生大量气体,是复合火箭推进剂的重要成1.高氯酸铵()44分。
()1高氯酸铵中氯元素的化合价为_____________。
()2高氯酸铵在高温条件下分解会产生H()O g和三种单质气体,请写出该分解反应的化2学方程式____________________________。
()3某研究小组在实验室设计如下装置检验高氯酸铵分解的产物。
该小组连接好装置后,依次检查装置的气密性、装入试剂、通干燥的惰性气体排尽装置内的空气、将导管末端移入盛满水的试管E、通入气体产物。
(已知:焦性没食子酸溶液用于吸收氧气)①装置A、B、C、D中盛放的药品可以依次为__________(选填序号:Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ)。
.碱石灰、湿润的淀粉KI试纸、氢氧化钠溶液、CuⅠ.无水硫酸铜、湿润的红色布条、氢氧化钠溶液、CuⅡ.无水硫酸铜、湿润的淀粉KI试纸、饱和食盐水、CuⅢ②装置E收集到的气体可能是_____________(填化学式)。
()4经查阅资料,该小组利用反应NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)90℃=NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)在实验室NH ClO,该反应中各物质的溶解度随温度的变化曲线如图。
制取44①从混合溶液中获得较多粗NHClO4晶体的实验操作依次为________、_________和过4滤、洗涤、干燥。
②研究小组分析认为,若用氨气和浓盐酸代替NHCl,则上述反应不需要外界供热就能4进行,其原因是_______________________________。
()5研究小组通过甲醛法测定所得产品NH4ClO4的质量分数。
[已知:NH4ClO4的相对分子质量为117.5;NH 4ClO 4与甲醛反应的离子方程式为()424264NH 6HCHO CH N H 3H 6H O ++++=++,()26CH N 4H +()26CH N 4H ++ 6K 710]-=⨯实验步骤:步骤Ⅰ.称取7.05g 样品。
2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查综合题附详细答案一、化学反应原理综合考查1.煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境影响极大。
(1)使用清洁能源可有效减少SO2等的排放。
煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。
已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:噲?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-a kJ/moli:CO2(g)+3H2(g)垐?噲? CO(g)+H2O(g) ΔH2=+b kJ/molii:CO2(g)+H2(g) 垐?噲? CH3OH(g)ΔH3iii:CO(g)+2H2(g) 垐?ΔH3=________。
(2)在密闭容器中进行反应i,改变温度时,该反应中的所有物质都为气态,起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。
反应过程中部分数据见下表:①达到平衡后,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(Ⅰ)________K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”下同);平衡时CO2的浓度c(Ⅰ)________c(Ⅱ)。
②对反应Ⅰ,在其他条件不变下,若30 min时只改变温度为T2℃,再次平衡时H2的物质的量为2.5 mol,则T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30 min时只向容器中再充入1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),则平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)研究人员发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。
在一定温度下,于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO发生该反应,如图为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)随时间的变化曲线。
①0~5 min 内,该反应的平均反应速率v(NO)=________;平衡时N 2的产率为________。
高考化学化学反应原理综合考查综合题含详细答案一、化学反应原理综合考查1.研究大气污染物SO 2、CH 3OH 与H 2O 之间的反应,有利于揭示雾霾的形成机理。
反应i :132241SO (g)+H O(g)=H SO (1)227.8kJ mol H -∆=-⋅反应ii :-133332CH OH(g)+SO (g)=CH OSO H(g)( )-63.4kJ mol H ∆=⋅硫酸氢甲酯(1)CH 3OSO 3H 发生水解:332324CH OSO H(g)H O(g)CH OH(g)H SO (1)+=+△H=______kJ/mol 。
(2)T ℃时,反应ii 的CH 3OH(g)、SO 3(g)的初始浓度分别为-8-1-9-1110mol L 210mol L ⨯⋅⨯⋅、,平衡时SO 3转化率为0.04%,则K=_____________。
(3)我国科学家利用计算机模拟计算,分别研究反应ii 在无水和有水条件下的反应历程,如图所示,其中分子间的静电作用力用“…”表示。
①分子间的静电作用力最强的是_____________(填“a ”、“b ”或“c ”)。
②水将反应ii 的最高能垒由_____________eV 降为_____________eV 。
③d 到f 转化的实质为质子转移,该过程断裂的化学键为____(填标号)。
A .CH 3OH 中的氢氧键B .CH 3OH 中的碳氧键C .H 2O 中的氢氧键D .SO 3中的硫氧键(4)分别研究大气中H 2O 、CH 3OH 的浓度对反应i 、反应ii 产物浓度的影响,结果如图所示。
①当c(CH 3OH)大于10-11mol.L -1时,c(CH 3OH)越大,c(H 2SO 4)越小的原因是_____________。
②当c(CH 3OH)小于10-11mol.L -1时,c(H 2O)越大,c(CH 3OSO 3H)越小的原因是_____________。
高考化学化学反应原理综合考查综合题及答案一、化学反应原理综合考查1.丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题:(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:①C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ/mol①C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。
低于460℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是________;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D.反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。
由图可知,最佳n (氨)/n(丙烯)约为1理由是_______________。
进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。
【答案】两个反应均为放热量大的反应降低温度,降低压强,催化剂不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC 1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1:7.5:1【解析】【分析】(1)依据热化学方程式方向可知,两个反应均放热量大,即反应物和生成物的能量差大,因此热力学趋势大;有利于提高丙烯腈平衡产率需要改变条件使平衡正向进行,提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂;(2)因为该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,即低于460℃时,对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的,但实际曲线是上升的,因此判断低于460℃时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡转化率;产率降低主要从产率的影响因素进行考虑;(3)根据图像可知,当n(氨)/n(丙烯)约为1时,该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低,根据化学反应氨气、氧气、丙烯按1:1.5:1的体积比加入反应达到最佳状态,依据氧气在空气中约占20%计算条件比。
2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查的综合题试题及详细答案一、化学反应原理综合考查1.H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。
(1)“氧阴极还原法”制取H2O2的原理如题图所示:阴极表面发生的电极反应有:Ⅰ.2H++O2+2e-=H2O2Ⅱ. H2O2+2H++ 2e-=2H2OⅢ. 2H+ +2e-=H2↑①写出阳极表面的电极反应式:___。
②其他条件相同时,不同初始pH(均小于2)条件下,H2O2浓度随电解时间的变化如图所示,c(H+)过大或过小均不利于H2O2制取,原因是_______。
(2)存碱性条件下,H2O2的一种催化分解机理如下:H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) ∆H=akJ/molH2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) ∆H=bkJ/mol·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) ∆H=ckJ/mol2H2O2(aq)= 2H2O(l)+O2(g) △H=_______。
该反应的催化剂为____。
(3)H2O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基(·OH),可有效去除废水中的次磷酸根离子(H2PO2-)。
①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-,理论上l.7g·OH可处理含0.001mol/LH2PO2-的模拟废水的体积为______。
②为比较不同投料方式下含H2PO2-模拟废水的处理效果,向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3,其中一份再加入FeSO4。
反应相同时间,实验结果如图所示:添加FeSO 4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是______。
【答案】-+222H O-4e =4H +O ↑ c (H +)过小时,反应Ⅰ的化学反应速率较慢,c (H +)过大时,主要发生反应Ⅲ (a +b +c )kJ /mol Mn 2+ 25L Fe 2+促进H 2O 2和O 3产生·OH ,氧化产生的Fe 3+将PO 43-转化为FePO4沉淀 【解析】 【分析】(1)由电解装置图可知阳极表面消耗水,产生氧气,以此写出电极方程式; (2)由盖斯定律可得,①+②+③可得所求热化学方程式,中间产物Mn 2+为催化剂;(3)①弱碱性条件下∙OH 将H 2PO 2-氧化成PO 43-,反应为:--3-2242OH+2OH +H PO =PO +4H O g 4,以此计算废水的体积;②由图可知添加FeSO 4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是Fe 2+促进H 2O 2和O 3产生·OH ,氧化产生的Fe 3+将PO 43-转化为FePO4沉淀。
备战高考化学化学反应原理综合考查综合练习题附详细答案一、化学反应原理综合考查1.过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂,不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
常用于空气、器材的消毒,可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得,热化学方程式为:CH3COOH(aq)+H2O2(aq)⇌CH3CO3H(aq)+H2O(l) △H=-13.7K J/mol(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是____ 。
(2)利用上述反应制备760 9 CH3CO3H,放出的热量为____kJ。
(3)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀,在一定量硫酸催化下进行如下实验。
实验1:在25 ℃下,测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。
数据如图1所示。
实验2:在不同温度下反应,测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数,数据如图2所示。
①实验1中,若反应混合液的总质量为mg,依据图1数据计算,在0—6h间,v(CH3CO3H)=____ g/h(用含m的代数式表示)。
②综合图1、图2分析,与20 ℃相比,25 ℃时过氧乙酸产率降低的可能原因是_________。
(写出2条)。
(4) SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒,粒径分别为40 nm和70 nm。
病毒在水中可能会聚集成团簇。
不同pH下,病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。
依据图3、图4分析,过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是______【答案】高浓度易爆炸(或不稳定,或易分解) 137 0.1m/6 温度升高,过氧乙酸分解;温度升高,过氧化氢分解,过氧化氢浓度下降,反应速率下降随着pH升高,SV-1的团簇粒径减小,与过氧化氢接触面积增大,反应速率加快【解析】【分析】(1)过氧乙酸(CH3CO3H)不稳定、易分解,高浓度易爆炸,为了安全市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%(2) 利用热化学方程式中各物质的系数代表各物质的物质的量来计算(3) 结合图象分析计算【详解】(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
(2)利用热化学方程式中各物质的系数代表各物质的物质的量来计算。
利用上述反应制备760 g CH3CO3H,物质的量是10mol,所以放出的热量是方程式中反应热的10倍为137kJ。
(3)①实验1中,若反应混合液的总质量为mg,依据图1数据计算,在0—6h间,v(CH3CO3H)=0.1②综合图1、图2分析,与20 ℃相比,25 ℃时过氧乙酸产率降低的可能原因是温度升高,过氧乙酸分解;温度升高,过氧化氢分解,过氧化氢浓度下降,反应速率下降。
(4)依据图3、图4分析,过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是随着pH升高,SV-1的团簇粒径减小,与过氧化氢接触面积增大,反应速率加快。
2.1799年,英国化学家汉弗莱·戴维发现了N2O气体。
在食品行业中,N2O可用作发泡剂和密封剂。
(l) N2是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,NH3与O2在加热和催化剂的作用下生成N2O的化学方程式为________。
(2)N2O在金粉表面发生热分解反应:2N2O(g) =2N2(g)+O2(g) △H。
已知:2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l) △H1=-1010KJ/mol4NH3(g)+3O2(g) =2N2(g)+6H2O(l) △H2=-1531KJ/mol△H=__________。
(3)N2O和CO是环境污染性气体,研究表明,CO与N2O在Fe+作用下发生反应:噲?CO2(g)十N2(g)的能量变化及反应历程如下图所示,两步反应分别为:反N2O(g)+CO(g)垐?噲?FeO+N2;反应②______________应①Fe++N2O垐?由图可知两步反应均为____(填“放热”或“吸热”)反应,由______(填“反应①或反应②”)决定反应达到平衡所用时间。
噲?CO2(g)+N2(g),改变原料气配(4)在固定体积的密闭容器中,发生反应:N2O(g)+CO(g)垐?比进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定N2O的平衡转化率。
部分实验结果如图所示:①如果要将图中C 点的平衡状态改变为B 点的平衡状态,应采取的措施是:____ ; ②图中C 、D 两点对应的实验温度分别为T C 和T D ,,通过计算判断T C ____T D (填“>”“=”或“<”)。
(5)在某温度下,向1L 密闭容器中充入CO 与N 2O ,发生反应:N 2O(g)+CO(g)垐?噲?CO 2(g)十N 2(g),随着反应的进行,容器内CO 的物质的量分数变化如下表所示: 时间/min0 2 4 6 8 10 物质的量分数 50.0% 40.25% 32.0% 26.2% 24.0% 24.0% 则该温度下反应的平衡常数K=____。
【答案】2NH 3+2O 2∆催化剂N 2O+3H 2O -163kJ/mol FeO ++CO 垐?噲?CO 2+Fe + 放热 反应① 降低温度 = 1.17【解析】【分析】(2)利用盖斯定律求反应热;(3)根据总反应减去反应①得到反应②;根据反应物和生成物的相对能量判断反应热;根据活化能的相对大小判断化学反应速率大小,从而确定决速步;(4)根据不同温度下的平衡常数的大小,判断温度的变化;(5)根据三等式求算平衡常数。
【详解】(1)NH 3和O 2反应得到N 2O ,根据化合价升降守恒配平,NH 3中N 的化合价从-3升高到N 2O 中的+1,共升高4价;O 2中O 的化合价从0降低到-2,共降低4价,化合价升降守恒,则NH 3和O 2的系数比为1:1,根据原子守恒配平,可得2NH 3+2O 2∆催化剂N 2O+3H 2O ; (2) 已知①2NH 3(g)+3N 2O(g)=4N 2(g)+3H 2O(l) △H 1=-1010KJ/mol ,②4NH 3(g)+3O 2(g)=2N 2(g)+6H 2O(l) △H 2=-1531KJ/mol ;反应①×23-反应②×13可得目标反应,则△H=△H 1×23-△H 2×13=-1010kJ/mol ×23-(-1531kJ/mol)×13=-163kJ/mol ; (3)总反应为N 2O(g)+CO(g)垐?噲?CO 2(g)十N 2(g),实际过程是分2步进行,因此反应①和反应②相加得到总反应,则反应②等于总反应减去反应①,可得反应②为FeO ++CO 垐?噲?CO 2+Fe +;根据反应历程图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,则该两步反应均为放热反应;根据反应①的历程图可知,由Fe +和N 2O 经过过渡态得到产物FeO +和N 2,过渡态和反应物Fe +和N 2O 的能量差为反应①的活化能,同理,可知反应②的活化能,可知,反应①的活化能大于反应②的活化能,活化能越大,化学反应速率越慢,而化学反应速率慢的步骤为决速步,决定反应达到平衡所用时间,即反应①决定反应达到平衡所用时间;(4)①根据图像,C 点和B 点,反应物的投料比相同,但是B 点表示的平衡状态,N 2O 的转化率高于C 点,C 点的平衡状态改变为B 点的平衡状态,平衡正向移动,N 2O 的转化率增加;B 和C 点的反应物投料比相同,因此不是改变反应物的浓度;反应前后的气体体积不变,因此压强不影响平衡移动,只能是温度,该反应为放热反应,平衡正向移动,因此采取的措施是降低温度;①利用三等式求出C 和D 点平衡状态的平衡常数,从而比较温度大小;设定容器体积的体积为V L 。
C 点的平衡状态其反应物的投标比为1,则设N 2O 和CO 的物质的量均为1mol ,其N 2O 的转化率为0.50,则根据三等式有222N O(g)+CO(g)CO (g)+N (g)11000.50.50.50.50.50.50.50.5垐?噲?开始的物质的量开始的物质的量平衡的物质的量,则在平衡常数2220.50.5(N )(CO )=10.50.5(N O)(CO)c c VV K c c V V⨯==⨯; D 点的平衡状态其反应物的投标比为1.5,则设N 2O 和CO 的物质的量为1.5mol 和1mol ,其N 2O 的转化率为0.40,N 2O 反应了1.5mol ×0.40=0.6mol ,则根据三等式有222N O(g)+CO(g)CO (g)+N (g)1.51000.60.60.60.60.90.40.60.6垐?噲?开始的物质的量开始的物质的量平衡的物质的量,则在平衡常数2220.60.6(N )(CO )=10.90.4(N O)(CO)c c V V K c c V V⨯==⨯; C 点和D 点表示的平衡状态的平衡常数相同,则温度相同,有T C =T D ;(5)根据表格的数据,开始时CO 的物质的量分数为50.0%,则设CO 和N 2O 的物质的量各位1mol ,假设到达平衡时,CO 转化了xmol ,根据三等式有222N O(g)+CO(g)CO (g)+N (g)110011x x x xx x x x--垐?噲?开始的物质的量开始的物质的量平衡的物质的量,达到平衡时,CO 的物质的量分数为24.0%,则有1-100%24.0%1-1-x x x xx ⨯=+++,解得x=0.52mol ,则平衡常数2220.520.52(N )(CO )11= 1.170.480.48(N O)(CO)11c c K c c ⨯=≈⨯。
3.研究发现,NO x 和SO 2是雾霾的主要成分。
Ⅰ. NO x 主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知:N 2(g )+O 2(g )2NO (g ) ΔH =+180 kJ ·mol -1 2CO (g )+O 2(g )2CO 2(g ) ΔH =-564 kJ ·mol -1 (1)2NO (g )+2CO (g ) 2CO 2(g )+N 2(g ) ΔH =________。
(2)T ℃时,将等物质的量的NO 和CO 充入容积为2 L 的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min )中NO 的物质的量随时间变化如图所示。
①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T ℃时达到平衡,此时体系的总压强为p =20MPa ,则T ℃时该反应的压力平衡常数K p =_______;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NO 和CO 2各0.3mol ,平衡将_____ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。