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1、题型十一化学反应原理1.(2017湖北八校联考).煤制天然气的工艺流程简图如下:(1)反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+135 kJmol-1,通入的氧气会与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用:。(2)反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41 kJmol-1。如图表示不同温度条件下,煤气化反应发生后的汽气比(水蒸气与CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关系。判断T1、T2和T3的大小关系。(从小到大的顺序)若煤气化反应发生后的汽气比为0.8,经煤气化反应和水气变换反应后,得到CO与H2的物质的量之比为13,则反应
2、应选择的温度是(填“T1”“T2”或“T3”)。(3)甲烷化反应发生之前需要进行脱酸反应。煤经反应和后的气体中含有两种酸性气体,分别是H2S和。工业上常用热碳酸钾溶液脱除H2S气体得到两种酸式盐,该反应的离子方程式是。.利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品,其能源和环境上的双重意义重大。该技术中的化学反应为:CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)H0CH4超干重整CO2的催化转化原理示意如图:(4)过程,实现了含氢物质与含碳物质的分离。生成H2O(g)的化学方程式是。(5)假设过程和过程中的各步均转化完全,下列说法正确的是。(填
3、序号)A.过程和过程中均含有氧化还原反应B.过程中使用的催化剂为Fe3O4和CaCO3C.若过程投料=1,可导致过程中催化剂失效(6)一定条件下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g),发生反应CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)H0,实验测得,反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图像如图。计算该条件下,此反应的H=。导学号404141652.(2017安徽宣城二模)为研究哈伯法合成氨反应,T 时,在容积为2 L的恒容容器中通入4 mol N2和12 mol H2,反应如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g
4、)H=-92.0 kJmol-1,相关键能数据如下:NNHHNH键能数据/(kJmol-1)946436x若25 min时反应达到平衡,各物质浓度随时间变化曲线如图1中甲、乙、丙。回答下列问题:图1(1)025 min内,反应的平均速率v(H2)为;表中x=。(2)T 时,该反应的平衡常数K=(用最简分数表达)。(3)T 时,若起始充入8 mol N2和24 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)在图1中相应的点为(填字母)。(4)以煤为主要原料的合成氨工业中,原料气氢气常用下述方法获得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
5、H2若已知CO和H2的燃烧热分别为283 kJmol-1和285.8 kJmol-l;H2O(g)H2O(l)H=-44 kJmol-1,则H2=。(5)氨气是生产硝酸的重要原料,其过程如下:图2写出步骤的化学方程式:。(6)图3是科学家提出的利用电解法常温常压下由氮气、氢气合成氨的示意图:图3由图可知,钯电极B是电解池的(填“阴极”或“阳极”);钯电极A上的电极反应式为。导学号404141663.(2017贵州遵义二模)(1)将Cl2通入水中,Cl2部分与水反应:Cl2+H2OH+Cl-+HClO。若要减少Cl2的溶解,可在氯水中加入少量。A.AgNO3晶体B.CaCO3粉末C.NaCl晶体
6、D.蒸馏水E.浓盐酸(2)在一定条件下,同时加入CO、H2O(g)、CO2、H2于一密闭容器中发生如下反应:CO+H2O(g)CO2+H2,反应开始时向右进行。下列说法中不正确的是。A.反应开始时,正反应速率大于逆反应速率B.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零C.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零D.随着反应的进行,逆反应速率增大,正反应速率减小,最后相等(3)一定条件下(温度恒定),SO2与O2反应的浓度随时间的变化如下表。时间/min010203040506070c(SO2)/(molL-1)1.0c(O2)/(molL-1)0.50.350.250.180.10.050
7、.050.05c(SO3)/(molL-1)00.30.50.650.80.90.90.9由上表数据计算:A.3040 min时间段,以SO2表示的反应速率为;B.该温度下,正反应的平衡常数的值为;C.平衡时,SO2的转化率为。(4)电解尿素的碱性溶液制氢气的装置示意图见下图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为。(5)3.04 g铜镁合金完全溶解于100 mL密度为1.40 gcm-3、质量分数为63%的硝酸中,得到NO2气体2 688 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 molL-1 NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到5.08 g沉
8、淀。则加入NaOH溶液的体积是 mL。导学号404141674.(2017河南百校联盟联考)钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。(1)Mo可被发烟硝酸及氢氟酸氧化为MoO2F2和MoOF4(少量),硝酸本身被还原为NO2,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(2)已知:2Mo(s)+3O2(g)2MoO3(s)H12MoS2(s)+7O2(g)2MoO3(s)+4SO2(g)H2MoS2(s)+2O2(g)Mo(s)+2SO2(g)H3则H3=(用含H1、H2的代数式表示)。(3)电氧化法提纯钼的原理:将辉钼矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中,用惰性电极电解,MoS2被
9、氧化为Mo和S。辉钼矿应放入电解槽的(填“阴极区”或“阳极区”)。阴极的电极反应式为。(4)碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)MoO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)H,实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。图1不同压强下温度与H2平衡转化率的关系图20.1 MPa下温度与平衡时气体成分的关系由图1可知,该反应H(填“”或“”)0,p1、p2、p3由大到小的顺序为。由图2可知,A点时H2的平衡转化率为。B点对应的平衡常数K=。题型十一化学反应原理1.答案 .(1)氧气与碳发生燃烧反应放热,放出的热被可逆反应吸收利用,促
10、进反应正向移动(2)T1T2T3T3(3)CO2C+H2SHS-+HC.(4)4H2+Fe3O43Fe+4H2O(5)AC(6)+330 kJmol-1解析 .(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+135 kJmol-1,是吸热反应,而碳与氧气反应放出热量,使反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)向正反应方向移动,提高碳的利用率。(2)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41 kJmol-1的正反应为放热反应,温度越高一氧化碳的转化率越低,由图可知,温度的大小为T1T2T3。若煤气化反应发生后的汽气比为0.8,设水蒸气的物质的量是4 mol,则
11、生成的CO物质的量为5 mol,同时生成5 mol氢气,经煤气化反应和水气变换反应后,设反应中CO转化的物质的量为x mol,则生成x mol氢气,则(5-x)(5+x)=13,x=2.5,CO的转化率(CO)=100%=50%,根据图知,反应温度为T3。(3)根据反应知,生成的酸性气体还有二氧化碳;工业上常用热碳酸钾法脱除H2S气体得到两种酸式盐,则二者反应生成碳酸氢钾和硫氢化钾,反应的离子方程式为C+H2SHS-+HC。.(4)由图示可知,过程中氢气还原Fe3O4生成H2O。(5)过程有氢气生成,而过程中存在氢气还原四氧化三铁,均属于氧化还原反应,A正确。过程中使用的催化剂为Fe3O4和C
12、aO,B错误。若过程投料=1,则CH4和CO2恰好生成CO和H2,无多余的CO2,导致催化剂失效,C正确。(6)设转化的甲烷的物质的量为x mol。CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)起始物质的量/mol1.24.800变化物质的量/molx3x2x4x平衡物质的量/mol1.2-x4.8-3x2x4x平衡时CH4的体积分数为,解得x=0.36,则H=+118.8 kJmol-1=+330 kJmol-1。2.答案 (1)0.12 molL-1min-1391(2)(3)B(4)-41.2 kJmol-1(5)4NH3+5O24NO+6H2O(6)阳极N2+6H+6e-2N
13、H3解析 (1)根据图像,25 min时,氢气的浓度变成3 molL-1,v(H2)=0.12 molL-1min-1;H=-92.0 kJmol-1=946 kJmol-1+436 kJmol-13-6x,x=391 kJmol-1。(2)T 时,平衡时c(N2)=1 molL-1,c(H2)=3 molL-1,c(NH3)=2 molL-1,该反应的平衡常数K=。(3)T 时,若起始充入8 mol N2和24 mol H2,相当于增大压强,若平衡不移动,氢气的浓度变为原来的2倍,为6 molL-1,而增大压强,平衡正向移动,c(H2)减小,反应速率加快,建立平衡需要的时间缩短。(4)已知:CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283 kJmol-1;H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1;H2O(g)H2O(l)H=-44 kJmol-l,由盖斯定律可知,-+可得CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-283.0 kJmol-1-(-285.8 kJmol-1)+(-44 kJmol-1)=-41.2 kJmol-1。(6)钯电极A上氮气生成了氨气,发生了还原反应,是阴极,则钯电极B是电解池的阳极;钯电极A上的电极反应式为N2+6H+6e-2NH3。3.答案 (1)CE(2)BC(3)0.015 molL-1min-11
