高考化学二轮复习 专题二十二 化学反应原理综合(含解析)
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高考化学化学反应原理综合考查的综合复习及详细答案一、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。
化学反应原理综合大题(二)1.研究氢的获得和应用具有重要意义。
H>0将0.20molH2S气体充入密闭(1)已知:2H容器中,保持恒压(p=a)、温度T1条件下进行上述反应。
①下列可以作为反应达到平衡状态的判据是________。
A.气体的平均相对分子质量不变 B.v正(H2S)=2v逆(S2)C.K不变 D.容器体积不变②1t时刻反应达到平衡,H2S的平衡转化率为40%。
该反应的平衡常数K p=________(用a的代数式表示。
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K p,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
③反应温度T1时,画出0~t2时段,n(S2)随时间变化曲线〖n(S2)—t〗。
保持其它条件不变,改变反应温度为T2(T2>T1),画出0~t2时段,n(S2)随时间变化趋势的曲线〖n(S2)—t〗________(2)已知:某催化剂作用下,H 2还原NO 的反应有两种可能:Ⅰ.2NO(g)+ H2(g)N 2O(g)+ H 2O(g) ΔH 1 Ⅱ.2NO(g)+2 H 2(g)N 2(g)+ 2H 2O(g) ΔH 2反应历程可以表示为(*表示吸附态)吸附分解:NO(g)NO*N *O*→→+ ①2H (g)2H *→ ②反应脱附:2O*+2H*H O(g)→ ③2N *NO*N O(g)+→ ④2N*+N*N (g)→ ⑤其中,反应脱附过程中④与⑤是一组竞争关系,决定了H 2还原NO 的最终产物。
①如图显示不同温度条件下,原料气()2H :(NO)1n n =,达到平衡时体系中N 2和N 2O 的含量,由此判断ΔH 1 ________0(填“>”或“<”);判断反应脱附过程中④与⑤两步反应的活化能高低并说明理由________。
②如图显示不同温度条件下,原料气()2H:(NO)n n分别为1、2、3(对应图中标注“1”、“2”、“3”),达到平衡时,体系中N2和N2O的含量,由此可知,增加H2的量,可以增加________的选择性(填“N2”或“N2O”)(0.074a) ③〖〖答案〗〗(1)①ABD ②2a27(2)①> 由图可知温度低时以反应④为主,温度高时以反应⑤为主,说明反应⑤具有较高的反应活化能②N2〖〖解析〗〗(1)①A项,该反应反应物和生成物均为气体,且前后气体系数之和不相等,所以气体总物质的量会变,而总质量不变,所以未平衡时气体的平均相对分子质量会变,当其不变时,说明反应达到平衡,故A符合题意;B项,同一反应同一时段反应速率之比等于计量数之比,所以v正(H2S)=2v正(S2),所以当v正(H2S)=2v逆(S2)时,也即v正(S2)= v逆(S2),说明反应平衡,故B符合题意;C项,平衡常数只与温度有关,无论反应是否平衡,只要温度不变K就不变,所以K不变不能说明反应平衡,故C不符合题意;D项,反应过程中恒压,而前后气体系数之和不相等,所以未平衡时容器体积会变,当体积不变时说明反应平衡,故D 符合题意;故选ABD ;②根据分析可知平衡时n (H 2S)=0.12mol ,n (H 2)=0.08mol ,n (S 2)=0.04mol ,气体总物质的量为0.12mol+0.08mol+0.04mol=0.24mol ,总压强为a ,所以p (H 2S)=0.12mol 1a=a 0.24mol 2,同理可知p (H 2)=13a ,p (S 2)=16a ,所以K p =2211a a 361a 2⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭=2a 27;③反应温度T 1时,初始投料为0.20molH 2S ,所以反应过程中S 2的物质的量增大,t 1时反应达到平衡,S 2的物质的量不再改变,根据三段式可知平衡时n (S 2)=0.04mol ;反应温度T 2时,该反应为吸热反应,升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,且平衡正向移动,平衡时n (S 2)>0.04mol ,所以曲线图为;(2)①据图可知温度越高N 2含量越大,而N 2O 在温度达到一定值继续升高温度含量下降,说明生成N 2O 的反应为吸热反应,所以△H 1>0;由图可知温度低时以反应④为主,说明该反应容易进行,温度高时以反应⑤为主,说明反应⑤具有较高的反应活化能;②据图可知相同温度的情况下,投料比越大,即氢气的量越多,N 2的含量越高,说明增加氢气的量可以增加N 2的选择性。
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。
2023届高考化学二轮复习化学反应原理综合练习1.综合利用2CO 、CO 对构建低碳社会有重要意义。
(1)利用2CO 与4CH 制备合成气CO 、2H ,可能的反应历程如图所示:说明:C(ads)为吸附性活性炭,E 表示方框中物质的总能量(单位:kJ ),TS 表示过渡态。
①制备合成气CO 、2H 总反应的热化学方程式为_______________________________。
②若4132E E E E +<+,则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式________________________。
(2)工业上常采用2CO 和2H 为原料合成乙醇,反应方程式为:-1222522CO (g)+6H (g)C H OH(g)+3H O(g) ΔH=akJ mol 。
一定温度下,向容积均为2L 的恒容密闭容器中分别通入21.0mol CO (g)和23.0mol H (g),在不同催化剂X 、Y 的催化下发生反应.测得5min 时,2CO 转化率与温度的变化关系如图所示。
①该反应适宜选用的催化剂为_______(填“X”或“Y”)。
②1T K 时,a 点对应容器在0~5min 内的平均反应速率()2H v =__________;b 、c 点对应状态下反应物的有效碰撞几率b_______c(填“>”“<”或“=”),原因为_______________________________。
③2T K 时,保持温度不变向容器中再充入20.2mol CO 、250.6mol C H OH(g),平衡将_______移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。
(3)随着科学技术的发展,2CO 的捕集利用技术成为研究重点,2CO 可以被NaOH 溶液捕获,所得溶液()()233c HCO :c CO 1:5--=,该溶液的pH =___________。
[已知室温下,()7a123K H CO 410-=⨯,()11a 223 K H CO 510-=⨯]2.氯化法制备TiCl 4的工艺为:800℃时,向15L 容器中加入5mol TiO 2与15mol 碳粉,通入10mol Cl 2进行反应,生成TiCl 4气体,经过处理得到TiCl 4成品。
高考化学复习考点知识专题讲解专题二十二、化学反应中的能量变化考点知识本高考化学复习考点知识专题讲解专题重要知识点有反应热、中和热的概念、放热反应、吸热反应的概念、燃烧热的概念、盖斯定律、热化学方程式的含义。
主要考查放热反应和吸热反应的判断,燃烧热的概念及热化学方程式的书写及正误的判断,应用盖斯定律进行有关反应热的计算,比较反应热的大小。
化学反应与能量是高考的新增热点,预测今后高考中,反应热、热化学方程式等主干知识,密切联系生产、生活,与当前的科学发展、和谐发展相关的新能源开发、节能减排、低碳经济等内容会再次出现。
重点、难点探源一、焓变反应热1、焓变⑴概念:在恒压条件下进行的反应热效应。
⑵符号及单位:表示符号:△H;单位:kJ·mol-1或kJ/mol。
2、产生原因3、常见的吸热反应和放热反应放热反应吸热反应①大多数化合反应②所有的燃烧反应③酸碱中和反应④金属与酸反应①大多数分解反应②盐的水解、弱电解质电离③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和CO2、C和H2O(g)的反应二、热化学方程式1、意义不仅表明化学反应中物质的变化,也表明了化学反应中的能量变化。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-576kJ·mol-1,表示在25℃、101kPa条件下,2molH2(g)和1molO2(g)完全反应生成液态水时放出571.6kJ 的能量。
2、书写步骤(三步走)⑴第一步:写出配平的方程式。
⑵第二步:注明各物质的状态。
⑶第三步:写出反应热△H。
三、中和反应反应热的测定1、中和反应反应热⑴定义:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量。
⑵示例:1L1mol·L-1的盐酸与1L1mol·L-1的NaOH溶液发生中和反应时,放出57.3kJ的热量,该反应的热化学方程式为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3 kJ·mol-12、中和反应反应热的测定⑴装置如图⑵注意事项①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温隔热,减少实验过程中热量的损失。
高考化学真题专题解析—化学反应原理综合题【母题来源】2022年全国甲卷【母题题文】金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石()2TiO 转化为4TiCl ,再进一步还原得到钛。
回答下列问题:(1)2TiO 转化为4TiCl 有直接氯化法和碳氯化法。
在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:(ⅰ)直接氯化:-1-222421p1TiO (s)+2Cl (g)=TiCl (g)+O (g) ΔH =172kJ mol ,K =1.010⋅⨯(ⅱ)碳氯化:-1122242p2TiO (s)+2Cl (g)+2C(s)=TiCl (g)+2CO(g)ΔH =-51kJ mol ,K =1.210Pa ⋅⨯①反应22C(s)+O (g)=2CO(g)的ΔH 为_______-1kJ mol ⋅,p K =_______Pa 。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是_______。
③对于碳氯化反应:增大压强,平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在51.010Pa ⨯,将2TiO 、C 、2Cl 以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。
体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应2C(s)CO (g)2CO(g)+=的平衡常数()p K 1400=℃_______Pa 。
②图中显示,在200℃平衡时2TiO 几乎完全转化为4TiCl ,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是_______。
(3)2TiO 碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于2TiO C -“固—固”接触的措施是_______。
【答案】(1) -223 1.2×1014 碳氯化反应气体分子数增加,∆H 小于0,是熵增、放热过程,熵判据与焓判据均是自发过程,而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程 向左 变小(2) 7.2×105 为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的TiCl 4产品,提高效益 (3)将两固体粉碎后混合,同时鼓入Cl 2,使固体粉末“沸腾”【试题解析】(1)①根据盖斯定律,将“反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应2C(s)+O 2(g)=2CO(g),则∆H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol ;则Kp=p p1K K 2=12-21.210Pa1.010⨯⨯=1.2×1014Pa ; ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,因为碳氯化反应气体分子数增加,∆H 小于0,是熵增、放热过程,熵判据与焓判据均是自发过程,而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程;③对应碳氯化反应,气体分子数增大,依据勒夏特列原理,增大压强,平衡往气体分子数减少的方向移动,即平衡向左移动;该反应是放热反应,温度升高,平衡往吸热方向移动,即向左移动,则平衡转化率变小。
2022年高考化学二轮复习专题——化学反应原理综合题1.(2021·全国·高考真题)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。
回答下列问题: (1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为: 2232CO (g)3H (g)CH OH(g)H O(g)+=+该反应一般认为通过如下步骤来实现:①-12221CO (g)+H (g)=CO(g)+H O(g)ΔH =+41kJ mol ①-1232CO(g)+2H (g)=CH OH(g)ΔH =-90kJ mol总反应的ΔH=_______-1kJ mol ⋅;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号),判断的理由是_______。
A .B .C .D .(2)合成总反应在起始物()()22n H /n CO =3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为3x(CH OH),在t=250①下的()3x CH OH ~p 、在5p=510Pa ⨯下的()3x CH OH ~t 如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式p K =_______; ①图中对应等压过程的曲线是_______,判断的理由是_______;①当()3x CH OH =0.10时,2CO 的平衡转化率α=____,反应条件可能为___或___。
2.(2021·福建·高考真题)(1)元素M 的离子与NH 4+所含电子数和质子数均相同,则M 的原子结构示意图为_ 。
(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 _。
(3)能证明Na 2SO 3溶液中存在SO 32-+H 2OHSO 3-+OH -水解平衡的事实是_(填序号)。
A .滴人酚酞溶液变红,再加入H 2SO 4溶液后红色退去B .滴人酚酞溶液变红,再加入氯水后红色退去C .滴人酚酞溶液变红,再加入BaCl 2溶液后产生沉淀且红色退去(4)元素X 、Y 在周期表中位于向一主族,化合物Cu 2X 和Cu 2Y 可发生如下转化(其中D 是纤维素水解的最终产物):① 非金属性X Y(填“>”或“<”)① Cu 2Y 与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程式为 (5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A ( g ) + B ( g )2C ( g ) + D ( s )反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。
⾼考化学综合题专题复习【化学反应原理】专题解析及详细答案⾼考化学综合题专题复习【化学反应原理】专题解析及详细答案⼀、化学反应原理1.某校化学课外兴趣⼩组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
(1)⽤三⽀试管各取5.0 mL、0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,再分别滴⼊0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液,实验报告如下。
①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。
②表中V=_________mL。
(2)⼩组同学在进⾏(1)中各组实验时,均发现该反应开始时很慢,⼀段时间后速率会突然加快。
对此该⼩组的同学展开讨论:①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热,温度升⾼,速率加快。
②⼄同学认为随着反应的进⾏,因_________,故速率加快。
(3)为⽐较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该⼩组的同学⼜分别设计了如图甲、⼄所⽰的实验。
回答相关问题:①装置⼄中仪器A的名称为_________。
②定性分析:如图甲可通过观察反应产⽣⽓泡的快慢,定性⽐较得出结论。
有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是____________________________________。
③定量分析:如图⼄所⽰,实验时以收集到40 mL⽓体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是_______________。
【答案】温度 4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作⽤分液漏⽃控制阴离⼦相同,排除阴离⼦的⼲扰收集40mL⽓体所需时间【解析】【分析】(1)①、②作对⽐实验分析,其他条件相同时,只有⼀个条件的改变对反应速率的影响;(2)探究反应过程中反应速率加快的原因,⼀般我们从反应放热,温度升⾼,另⼀个⽅⾯从反应产⽣的某种物质可能起到催化作⽤;(3)⽐较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,阳离⼦不同,尽量让阴离⼦相同,减少阴离⼦不同造成的差别,催化效果可以从相同时间内收集⽓体体积的多少或者从收集相同体积的⽓体,所需时间的长短⼊⼿。
高考化学压轴题专题复习—化学反应原理综合考查的综合含答案一、化学反应原理综合考查1.(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的 SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq) ΔH1=a kJ/mol;②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2=b kJ/mol;③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=c kJ/mol。
则反应 2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=____kJ/mol。
(2)SO2是形成酸雨的主要污染物,燃煤脱硫原理为 2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)⇌2CaSO4(s)。
向10L 恒温恒容密闭容器中加入 3mol CaO,并通入 2mol SO2和 lmol O2发生上述反应,2min 时达平衡,此时 CaSO4为1.8mol。
0〜2min 内,用 SO2表示的该反应的速率v(SO2)=____,其他条件保持不变,若上述反应在恒压条件下进行,达到平衡时 SO2的转化率____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)NO 的排放主要来自于汽车尾气,净化原理为:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)ΔH=−746.8kJ/mol。
实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v 逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k 正、k 逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数____(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在 1L 的密闭容器中充入 1molCO 和 1mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO 的转化率为 40%,则k正︰k逆=____。
化学反应原理综合大题1.(2020·广东省清远市高三上学期期末教学质量检测)氮氧化物是形成酸雨、水体富营养化、光化学烟雾等环境问题的主要原因。
已知:反应Ⅰ.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH1=-112 kJ·mol-1;反应Ⅱ.2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-24.2 kJ·mol-1;反应Ⅲ.3O2(g) 2O3(g) ΔH3=+144.6 kJ·mol-1;(1)大气层中O3氧化NO的热化学方程式为3NO(g)+O3(g) 3NO2(g) ΔH4=____________________。
(2)某温度下,向1 L刚性容器中投入1 mol O2发生反应Ⅲ,5 min时压强变为原来的0.9倍后不再变化。
①5 min内O3的生成速率v(O3)=______________________。
②平衡时O2的转化率α(O2)________30%(填“>”“=”或“<”)。
(3)常温下,向压强为p kPa的恒压容器中充入2 mol NO和1 mol O2,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ。
平衡时NO和NO2的物质的量分别为0.2 mol和1 mol,则常温下反应Ⅱ的平衡常数K p=____________kPa-1(已知气体中某成分的分压p(分)=n(分)×p(总),用含p的式子表示)。
n(总)(4)工业上常用氨气去除一氧化氮的污染,反应原理为:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)。
测得该反应的平衡常数与温度的关系为:lg K p=5.0+200/T(T为开氏温度)。
①该反应ΔH _______________0(填“>”“=”或“<”)。
②一定温度下,按进料比n (NH 3)∶n (NO)=1∶1,匀速通入装有锰、镁氧化物作催化剂的反应器中反应。
反应相同时间,NO 的去除率随反应温度的变化曲线如上图。
NO 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_____________________________________________________;当反应温度高于380 ℃时,NO 的去除率迅速下降的原因可能是_________________________________________。
专题二十二化学反应原理综合1、汽车尾气排放的CO、NO x等气体是大气污染的主要来源,NO x也是雾天气的主要成因之一。
1.科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体,其热化学方程式为:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H1=-746.5kJ·mol—1已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221.0kJ・mol—1CO2(g)C(s)+O2(g) △H3=+393.5kJ・mol—1①C(s)的然烧热(△H)为_____________。
②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为_____________。
2.一定温度下,向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中,均投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生如下反应:2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)①上图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图,则X代表的物理量是______,Y1_ Yz(填“>”或“<”)②反应过程中,A容器中保持恒温恒压,B容器中保持恒温恒容,C容器中保持绝热恒容。
下列说法错误的是________。
a.B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为:t B>t Cb.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为>>c.当A容器内气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态d.当B容器内气体密度保持不变时,说明该反应处于化学平衡状态③当B容器中保持平衡时,NO所占体积分数为25%。
则相同温度下,A容器中逆反应的平衡常数K=_________(保留两位有效数字)3.利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。
①a 电极上的反应式为_____________。
②常温下,若用该电池电解0.6L ,饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水pH 变为13,则理论上b 电极上消耗B 气体的体积为_______mL(标准状况;假设电解过程中溶液体积不变)。
2、机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。
汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 1=-393.5kJ ·mol -1 2C(s)+O 2(g)=2CO(g) △H 2=-221.0kJ ·mol -1N 2(s)+O 2(g)=2NO(g) △H 3=-180.5kJ ·mol -1则反应()()()()222NO 2CO g N g 2CO g g ++垐?噲? △H = 。
(2)科学家研究出了一种高效催化剂,可以将CO 和NO 发生反应生成N 2(g)和CO 2(g)。
在T℃下,向某恒容密闭容器中通入a mol/L NO 、b mol/L CO ,使其发生上述反应,测得NO 的平衡转化率与投料比X(表示a 、b 两者的比值)的关系如图1中曲线所示。
若X 1=1.0、a =2,反应开始到达到平衡所用时间是2min ,则反应发生2min 内N 2的平均反应速率v(N 2)= ,平衡态A 点的平衡常数K = 。
(3)柴油燃油车是通过尿素-选择性催化还原(Urea -SCR)法处理氮氧化物。
Urea -SCR 的工作原理为:尿素[CO(NH 2)2]水溶液通过喷嘴喷入排气管中,当温度高于160℃时尿素水解产生NH3,生成的NH3与尾气混合后,加入适合的催化剂,使氮氧化物得以处理。
图2为在不同投料比[()(NO)nn尿素]时NO转化效率随温度变化的曲线。
① 尿素与NO物质的量比a b(填“>”、“=”或“<”)。
② 由图可知,下列说法错误的是( )A.400℃ 以下,随着温度升高,尿素水解释放氨气的速率加快,NO转化效率升高B.400℃ 以下,温度升高,反应活化能降低,导致化学反应速率加快C.400℃ 以上,温度过高,可能使催化剂活性降低,导致NO转化效率下降3、实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。
目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。
一定条件下发生反应:CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是()A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和4molH 2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=;CO2的转化率w(CO2)=。
②该反应的平衡常数K=。
(只列表达式)③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
A.将CH3OH(g)及时液化抽出B.升高温度C.选择高效催化剂D.再充入1mol CO2和4mol H2(3)25℃,1.01×105Pa时,16 g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出350.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:。
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,其负极的电极反应式是:。
4、地球大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,因此该物质的综合利用成为人们研究的热门领域。
回答下列与CO2有关的问题:(1)在一定条件下,利用CO2与H2反应可制备乙烯,写出该反应的化学方程式__________。
(2)应用CO2氧化CH4,可制备工业合成氨的原料气之一,反应的热化学方程式是CH 4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH。
该可逆反应达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示:压强为p2时,c点正逆反应速率:v(正)______v(逆)(填"="">"或"<")。
a、b、d三点对应的平衡常数K a、K b、K d的大小顺序为__________。
(3)工业炼铁工艺中,高炉内存在可逆反应:C(s)+CO 2(g)2CO(g) ΔH。
向某恒压(p总)密闭容器中加入足量的碳和1mol CO2,测得平衡体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示:① 650℃ 时,达平衡吸收的热量为43kJ,则该反应的ΔH=______kJ·mol-1。
② 800℃ 时,平衡常数K p=__________(K p为以分压表示的平衡常数,计算结果保留2位小数)。
(4)通过电化学方法可将CO2转化为乙烯,其原理如图3,电极M接电源__________(填“正极”或“负极”),电极N的电极反应为__________。
5、近年研究发戒As2O3(砒霜)在治疗白血病、恶性肿瘤等方面有特效。
砷有两种常见的酸:砷酸(H3AsO4)、偏亚砷酸(HAsO2)。
已知H3AsO4的123a a apK pK pK、、依次为2.25、6.77、11.40(p K a=-lg K a)。
回答下列问题:(1)写出砷酸第二步的电离方程式:__________________。
(2)下列实验不能证明H3AsO4的酸性比HAsO2强的是( )(填标号)A.常温下,测定0.01mol·L-1 HAsO2溶液和0.01mol·L-1 H3AsO4溶液的pH,后者较小B.常温下,测定0.1mol·L-1 NaAsO2溶液和0.1mol·L-1 Na3AsO4溶液的pH,后者较小C.常温下,分别用蒸馏水将pH=4的H3AsO4溶液、HAsO2溶液稀释100倍,测定稀释后溶液的pH,后者变化较小D.常温下,比较10mL0.01mol·L-1 HAsO2溶液、0.01mol·L-1 H3AsO4溶液分别与形状相同的锌粒反应,运者产生气泡较快(3)常温下,加蒸馏水稀释H3AsO4溶液,下列增大的是( )(填标号)A.K WB.pHC.()()3434AsOH AsOcc-D.c(H+)·c(42H AsO-)(4)向10.00mL0.1mol·L-1 H3AsO4溶液中滴加0.1mol·L-1 NaOH溶液,加入体积为V时,c(H3AsO4)=c(42H AsO-)① V_____(填“>”“<”或“=”)10.00mL。
② 此时,混合溶液的pH=____。
(5)某同学为了探究可逆反应33AsO-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)34AsO-(aq)+2I-(aq)+H2O(l),设计如图A所示装置。
实验操作及现象:按图A装置加入试剂并连接装置,电流由C2流向C1。
当不产生电流时,向图A装置左边烧杯中加入一定量2mol·L-1盐酸,发现又产生电流,实验中电流与时间的关系如图B所示。
① 图B中3AsO 的逆反应速率:a_____(填“或“=”)b。
4② 写出图B中c点对应图A装置的正极反应式:_______________。
③ 下列说法正确的是_____(填标号)。
a.实验开始时,电子由C1经盐桥流向C2b.图B中,b点时反应达到化学平衡状态c.向左边烧杯中加入盐酸后,平衡逆向移动d.若将所加的盐酸换成氢氧化钠溶液,平衡逆向移动,电流增大6、以NO x为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
(1) N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:第一步I2(g)→2I(g)(快反应)第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。
下列表述正确的是__________。
A.N2O分解反应中:分解速率与是否含碘蒸气有关B.第三步对总反应速率起决定作用C.第二步活化能比第三步小D.IO为反应的催化剂(2)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。
汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。
如,反应I:2CO +2NO → N2+2CO2ΔH1;反应II:4CO +2NO2→ N2+4CO2ΔH2<0。