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1、第28题化学反应原理综合题题组一化学反应中的能量变化与化学平衡的综合 1.(15分)碳热还原法广泛用于合金及材料的制备。回下列问题:(1)一种制备氮氧化铝的反应原理为23Al2O3+15C+5N2 2Al23O27N5+15CO,产物Al23O27N5中氮的化合价为,该反应中每生成1 mol Al23O27N5,转移的电子数为。(2)真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下:Al2O3(s)+3C(s) Al2OC(s)+2CO(g)H12Al2OC(s)+3C(s) Al4C3(s)+2CO(g)H22Al2O3(s)+9C(s) Al4C3(s)+6CO(g)H3H3=(用H1、H2
2、表示)。Al4C3可与足量盐酸反应制备一种最简单的烃。该反应的化学方程式为。(3)下列是碳热还原法制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数值(lnK=2.303lgK)与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压气体的物质的量分数)。.Mn3C(s)+4CO2(g) 3MnO(s)+5CO(g)Kp().Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g)Kp().Mn3C(s)+CO2(g) 3Mn(s)+2CO(g)Kp()H0的反应是(填“”“”或“”)。1 200 K时,在一体积为2 L的恒容密闭容器中有17.7 g Mn3C(s)和0.4
3、 mol CO2,只发生反应,5 min后达到平衡,此时CO的浓度为0.125 mol/L,则05 min内v(CO2)=。在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应,下列能说明反应达到平衡的是(填字母)。A.容器的体积不再改变B.固体的质量不再改变C.气体的总质量不再改变2.(15分)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的两种方法:方法a用炭粉在高温条件下还原CuO方法b电解法,反应为2Cu+H2O Cu2O+H2(1)已知:2Cu(s)+12O2(g)Cu2O(s)H1=-169 kJmol-1C(s)+12O2(g)
4、CO(g)H2=-110.5 kJmol-1Cu(s)+12O2(g)CuO(s)H3=-157 kJmol-1则方法a中反应的热化学方程式是。(2)方法b是用肼燃料电池为电源,通过离子交换膜电解法控制电解液中OH-的浓度来制备纳米Cu2O,装置如图所示:上述装置中B电极应连电极(填“C”或“D”)。该离子交换膜为离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电解池的阳极反应式为。原电池中负极反应式为。(3)在相同体积的恒容密闭容器中,用以上方法制得的两种Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)H0。水蒸气的浓度随时间t的变化如下表所示:序号温度/c/molL-1t/mi
5、n01020304050T10.0500.049 20.048 60.048 20.048 00.048 0T10.0500.048 80.048 40.048 00.048 00.048 0T20.100.0960.0930.0900.0900.090催化剂的催化效率:实验实验(填“”或“”)。实验、的化学平衡常数K1、K2、K3的大小关系为。题组二化学平衡与电解质溶液的综合题 1.(15分)用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。.准备标准溶液a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后,配制成250 mL标
6、准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。b.配制并标定100 mL 0.100 0 molL-1 NH4SCN标准溶液,备用。.滴定的主要步骤a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。b.加入25.00 mL 0.100 0 molL-1 AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。d.用0.100 0 molL-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:实验序号123消耗NH4SCN标准溶液体积/mL10.2410.029.98f.数据
7、处理。回答下列问题:(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有。(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是。(3)滴定应在pH0;05 min内v(CO2)=45v(CO)=450.125mol/L5min=0.02 molL-1min-1;反应.Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g)为气体体积不变的放热反应,根据“变量不变达平衡”进行判断。反应为气体体积不变的反应,反应过程容器的体积不是变量,不能作为平衡状态的判断依据,选项A不符合题意;反应是一个固体质量增大的反应,固体的质量为变量,当固体的质量不再改变说明达到平衡状态,选项B符合题意
8、;反应是一个气体质量减小的反应,气体的总质量为变量,当气体的总质量不再改变说明达到平衡状态,选项C符合题意。2.答案(1)2CuO(s)+C(s) Cu2O(s)+CO(g)H=+34.5 kJmol-1(2分)(2)D(2分)阴(2分)2Cu-2e-+2OH- Cu2O+H2O(3分)N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O(2分)(3)(2分)K1=K2K3(2分)解析(1)据盖斯定律可知反应2CuO(s)+C(s) Cu2O(s)+CO(g)的H=H1+H2-2H3=+34.5 kJmol-1。(2)在燃料电池中,通入燃料的一极为负极,所以C为负极,D为正极;用电解法制备纳米Cu2O时,Cu电极应为阳极,与电池正极相连,故B电极应连D电极。电解池中,A极反应式为2H2O+2e- H2+2OH-,B极反应式为Cu+2OH-2e- Cu2O+H2O,A极产生OH-,B极消耗OH-,故离子交换膜为阴离子交换膜。原电池负极上N2H4失电子被氧化为N2,电极反应式为N2H4+4OH-4e- N2+4H2O。(3)根据表格数据知反应速率:实验实验,故催化剂的催化效率:实验实验。水的分解为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,H2O的平衡转化率增大,故T1T2。对于吸热反应,升高温度,平衡常数增大,故K1=
