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1、化学反应原理主观题1. (4分)以甲醇为原料制备甲醛的工业方法有两种：反应：CH3OH(g)HCHO(g)H2(g)H192.1 kJmol1，平衡常数K13.91011反应：CH3OH(g)O2(g)HCHO(g)H2O(g)H2149.7 kJmol1，平衡常数K24.51029回答下列问题(上述数据均在298 K下测定的)：(1)从反应的平衡常数K值来看，反应_(填“”或“”)制甲醛更有利。(2)298 K时，向1 L密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)，按反应进行反应，下列措施能提高CH3OH(g)转化率的是_。A升高温度B增大压强C向平衡体系中再充入1 mol CH3OH(g)
2、D加入催化剂E将生成的HCHO移走(3)如图是利用甲醇制甲醛有关反应的lg K(平衡常数的对数值)随T(温度)的变化，图中曲线a表示的是反应_(填“”或“”)。(4)298 K时，在某密闭容器中测得c(CH3OH)2.0106molL1，c(O2)1.0108 molL1，c(HCHO)0.1 molL1，c(H2O)0.1 molL1。此时，正逆反应速率的大小关系是：v正_v逆(填“”“”或“”)。解析(1)K13.91011K24.51029K2K1所以对制甲醛更有利。(2)对于CH3OH(g)HCHO(g)H2(g) H0升温有利于平衡正向移动，增大压强使平衡逆向移动，再充入1 mol
3、CH3OH相当于加压，加入催化剂平衡不移动，移走甲醛有利于平衡正向移动，所以选AE。(3)H10升温，K增大，lg K增大；H20升温，K减小，lg K减小；所以曲线a表示(4)Qc51074.51029所以反应向正方向进行即v正v逆。答案(1)(2)AE(3)(4)2(5分)醋酸是生活中常见的有机酸，可用做调味剂、杀菌剂和工业生产原料，有广泛的用途。(1)实验室以冰醋酸、无水乙醇为原料制备乙酸乙酯时，以浓硫酸作催化剂的催化效果优于稀硫酸，其原因是_(从平衡移动原理解释)。(2)常温下，几种弱酸的电离常数见下表。酸电离常数CH3COOH1.8105HNO24.6104HCN6.210101 L
4、物质的量浓度均为0.1 molL1的CH3COOH、HNO2、HCN分别与大小形状完全相同的锌粒反应时，产生H2速率最快的是_。改变下列条件能使醋酸溶液的pH增大，同时CH3COOH的电离程度减小的是_(填字母)。A升高温度B加水稀释C加少量的CH3COONa固体D加少量等浓度的亚硝酸(3)一定温度下，向20.0 mL 0.1 molL1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 molL1的NaOH溶液，并在滴加过程中不断用pH计测量混合溶液的pH，绘制的pHV(NaOH)图像如图所示：A、B、C三点中水的电离程度最大的是_。若测得pH7时共用去NaOH溶液V mL，则该温度下CH3COOH的电
5、离平衡常数K_(表达式中可含V)。解析(1)CH3COOHHOC2H5 CH3COOC2H5H2O浓H2SO4有吸水性，使水的浓度减小，有利于平衡右移。(2)电离常数HNO2CH3COOHHCN，所以c(H)大小顺序为HNO2CH3COOHHCN，与Zn粒反应产生H2最快的为HNO2。升温使电离程度增大，pH减小；加水稀释电离程度增大，pH增大；加少量CH3COONa固体，使c(CH3COO)增大，电离程度减小，pH增大；加入少量等浓度的亚硝酸c(H)增大，电离度减小，pH减小。(3)A、B两点溶液中有大量CH3COOH，对H2O的电离有抑制作用，C点呈中性，水的电离程度最大。pH7时，CH3
6、COOH电离的n(H)与NaOH提供的nOH相等，即V103 0.01105 V。则CH3COOH CH3COOH201030.1 molV105molV105molV105mol(2103V105)molV105molK答案(1)乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯和水，浓硫酸具有吸水性，能使平衡向正反应方向移动(2)HNO2C(3)C3(9分)氮的氧化物在工业生产中有着重要应用。(1)合成亚硝酰氯(NOCl)：2NO(g)Cl2(g)2NOCl(l)H77 kJmol1，若恒温恒压下向该平衡体系中通入He，则平衡_(填“向左”、“向右”、或“不”)移动，反应的H_(填“增大”、“减小”或“不变”)。
7、(2)已知：NO(g)O2(g)NO2(g) H56.5 kJmol1N2(g)O2(g) 2NO(g) H182.6 kJmol1则反应2NO2(g)N2(g)Cl2(g)=2NOCl(g)2NO(g)的H_kJmol1。(3)NO2与N2O4存在平衡：2NO2(g)N2O4(g)，T 、1.01105 Pa时，平衡体系中c(NO2)0.03 molL1，c(N2O4)0.018 molL1，则该反应的平衡常数K_；利用N2O4与Cu可制取无水Cu(NO3)2，同时生成一种氧化物，其反应的化学方程式为_。(4)25 时，0.1 molL1Cu(NO3)2溶液的pHa，则溶液中Cu2的水解百分
8、率为_，此时溶液中c(Cu2)_。解析(1)恒温恒压下充入He，相当于扩大体积，则平衡向左移动，H不发生变化(2)由2NO(g)Cl2(g) 2NOCl(g)H177 kJmol1NO(g)O2(g) NO2(g)H256.5 kJmol1N2(g)O2(g) 2NO(g)H182.6 kJmol12得，2NO2(g)N2(g)Cl2(g)2NOCl(g)2NO(g)所以HH12H2H3218.6 kJmol1(3)2NO2(g) N2O4(g)K 20。根据质量守恒可写出化学方程式(4)pHac(H)10a, c(OH)10a14则水解的c(Cu2)(10a10a14)Cu2的水解百分率为1
9、00%500(10a10a14)%溶液中c(Cu2)0.1(10a10a14)。答案(1)向左不变(2)218.6(3)20Cu2N2O4=Cu(NO3)22NO(4)500(10a10a14)%或5(10a10a14)100%；molL14(5分)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJmol1。(1)某温度下该反应的平衡常数K，若在此温度下，向100 L恒容密闭容器中充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g)，则反应开始时v(正)_(填“”“”或“”)v(逆)。(2
10、)在一定温度下，向一带活塞的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，此时容器体积为2 L，达到平衡后容器体积变为1.6 L，则SO2的平衡转化率为_。(3)在(2)中反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2(g)的平衡浓度比原来小的是_(填字母)。A保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol O2B保持温度和容器内压强不变，充入1.0 mol SO3C降低温度D移动活塞，压缩气体(4)若以下图所示装置，用电化学原理生产硫酸，写出通入O2的电极的电极反应式：_。解析(1)Qc反应向右进行v(正)v(逆)。(2)恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比SO2(g)O2(g)SO3(
11、g)始2 mol1 mol转 xx平2x1x则x1.2 mol则SO2的转化率为100%60%(3)A项恒温、体积不变下充入O2平衡右移，SO2的浓度减小B项恒温、恒压下充入SO3相当于扩大体积，平衡左移SO2的浓度增大C项降低温度平衡右移，SO2的浓度减小D项压缩气体，浓度增大(4)在酸性条件下O2得电子生成H2O即O24e4H2H2O答案(1)(2)60%(3)AC(4)O24H4e=2H2O5(7分)随着全球气候变暖的加剧，各国都在致力于减少二氧化碳的排放量。(1)碳捕捉技术是处理二氧化碳的重点，二氧化碳会与胺类物质反应，二者在低温下结合，高温下分解，从平衡移动的角度分析，二氧化碳与胺类
12、物质的反应属于_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)冰岛采用将二氧化碳与玄武岩泥浆反应，产生新岩石的方法来控制二氧化碳的排放。玄武岩的主要成分为CaOaMgObSiO2，其与CO2在一定条件下反应后所得新岩石的化学式为_(用氧化物的形式表示)。已知30 时，Ksp(CaSiO3)1.14108，Ksp(MgSiO3)2.29105，二者的饱和溶液中，金属阳离子的浓度较大的是_(填“Mg2”或“Ca2”)。一定条件下硅酸镁_(填“能”或“不能”)转化为硅酸钙。(3)乙醇是重要的化工产品和液体燃料，利用CO2制取乙醇，可谓一举两得：2CO2(g)6H2(g) CH3CH2OH(g)3H2O(g)向
13、0.4 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2、4 mol H2，不同温度下，测得该反应达到平衡时CO2的转化率数据如下表：温度()500600700800CO2转化率(%)60432815根据表中数据分析：该反应的焓变H_(填“”或“”)0。500 时，该反应的平衡常数K_。解析(1)低温有利于CO2与胺类结合，所以为放热反应。(2)碳酸酸性强于硅酸，应生成碳酸盐所得岩石为CaOa MgOb CO2。Ksp(MgSiO3)Ksp(CaSiO3)所以MgSiO3溶解度较大，Mg2浓度较大，一定条件下MgSiO3可以转化为CaSiO3。(3)温度越高，CO2的转化率越小，平衡向逆反应方向移动，H02CO2(g) 6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)始5
