2019届二轮复习化学反应原理作业（全国通用）(1) 8页

化学反应原理 ‎1、氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。‎ ‎（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。‎ 反应 大气固氮 N2 (g)+O2 (g)2NO(g)‎ 工业固氮 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)‎ 温度/℃‎ ‎27‎ ‎2000‎ ‎25‎ ‎400‎ ‎450‎ K ‎3.84×10-31‎ ‎0.1‎ ‎5×108‎ ‎0.507‎ ‎0.152‎ ‎①分析数据可知：大气固氮反应属于__________（填“吸热”或“放热”）反应。‎ ‎②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是__________。‎ ‎③从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因_______________________。‎ ‎（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强（р1、р2）下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是 （填“A”或“B”）；比较р1、р2的大小关系_____。‎ ‎（3）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如C所示，阴极的电极反应式是 。‎ ‎（4）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)，则其反应热ΔH＝___________________。‎ 已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1‎ ‎2H2(g) +O2(g)2H2O(l) △H＝－571.6kJ·mol－1‎ ‎【答案】（1）①吸热 ②K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产；‎ ‎③从反应速率角度考虑，高温更好，但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适；‎ ‎（2）A ；р2＞р1 （3）N2+6e-+6H+=2NH3 （4）+1530 kJ·mol－1‎ ‎【解析】‎ 来源:]‎ 考点：考查平衡常数的应用、合成氨反应的条件选择、影响化学平衡的因素、电解原理的应用、盖斯定律的应用等相关知识 ‎2、大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放。‎ ‎（1）已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O（1） ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－1‎ CH4可用于脱硝，其热化学方程式为：CH4(g)＋4NO (g)=CO2(g)＋2N2(g)＋2H2O（1），ΔH＝_____。‎ ‎（2）C2H4也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2＋负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度和Cu2＋负载量分别是 。‎ ‎（3）臭氧也可用于烟气脱硝。‎ ‎①O3氧化NO 结合水洗可产生HNO3和O2，该反应的化学方程式为______________。‎ ‎②一种臭氧发生装置原理如图2所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为___________。‎ ‎（4）如图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。‎ ‎①该脱硝原理中，NO最终转化为________(填化学式)和H2O。‎ ‎②当消耗2molNH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为_____________。‎ ‎（5）NO直接催化分解(生成N2与O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在‎40 ℃‎下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示。写出Y和Z的化学式： _____________________________。‎ ‎【答案】（1）－1250.3kJ·mol－1（2）‎350℃‎左右、3%（3）①3O3＋2NO＋H2O==2HNO3＋3O2‎ ‎②3H2O－6e－=O3↑＋6H＋或6OH- —6e-=O3↑ + 3H2O（4）①N2 ②44.8 L（5）N2O、NO2‎ 考点：考查盖斯定律的应用，化学方程式的书写，电解原理的应用，氧化还原反应，图像的分析与应用等 ‎3、“C化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。‎ ‎（1）一定温度下，在两个容积均为2 L的密闭容器中，分别发生反应：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H＝－49.0 kJ/mol。相关数据如下：‎ 容器 甲 乙 反应物投入量 ‎1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)‎ ‎1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)‎ 平衡时c(CH3OH)‎ c1‎ c2‎ 平衡时能量变化 放出29.4 kJ 吸收a kJ 请回答：‎ ‎①c1 c2（填“＞”、“＜”或“＝”）；a＝ 。‎ ‎②若甲中反应10 s时达到平衡，则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是 ‎ mol/(L·s)。‎ ‎（2）压强为p1时 ，向体积为1 L的密闭容器中充入b mol CO和2b mol H2，发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。请回答：‎ ‎①该反应属于 （填“吸”或“放”）热反应；p1 p2（填“＞”、“＜”或“＝”）。‎ ‎②‎100℃‎时，该反应的平衡常数K＝ （用含b的代数式表示）。‎ ‎（3）治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H＜0。在恒温恒容的密闭容器中通入n(NO):n(CO)＝1:2的混合气体，发生上述反应。下列图像正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是 （选填字母）。‎ ‎ ‎ a b c d ‎【答案】（1）①＝ 19.6 ②0.03 （2）①放 < ② （3）c d 考点：考查化学平衡的有关计算、等效平衡、平衡常数计算、化学平衡状态判断等 ‎4、氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。‎ ‎（1）NaH是一种生氢剂，NaH与H2O反应放出H2。NaH含有的化学键为 （填“离子键”或“共价键”），NaH与H2O反应的化学方程式为 。‎ ‎（2）金属-有机框架物（MOFs）储氢材料是由金属氧化物团簇通过有机高分子链组装形成的晶态材料。MOFs储氢材料比表面积大，空隙率高，储氢容量大，其储氢和放氢的原理可表示为：‎ MOFs（s）+nH2（g）（H2）nMOFs（s）△H＜0，‎ 则储氢时的适宜条件为 （填字母）。‎ A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 ‎（3）某硝酸厂处理尾气中的NO的方法是用H2将NO还原为N2。已知：‎ 则：H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是 。‎ ‎（4）一定条件下，用H2将二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2(g)+4H2(g)CH4（g）+2H2O（g），向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300 ℃时发生上述反应，10 min 后达到平衡时各物质的浓度分别为：CO2：0.2 mol/L；H2 ：0.8 mol/L；CH4 ： 0.8 mol/L；H2O：1.6 mol/L。‎ ‎①0～10 min内v（H2）= 。‎ ‎②300 ℃时上述反应的平衡常数K= 。若200 ℃时该反应的平衡常数K = 64.8，则该反应的ΔH 0。（填“＞”或“＜”）‎ ‎【答案】‎ ‎（1）离子键（2分）；NaH+H2O=NaOH+H2↑（2分）‎ ‎（2）B（2分）‎ ‎（3）2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g） ΔH=-665 kJ·mol-1（3分）‎ ‎（4）①0.32 mol·L-1·min-1（2分）；‎ ‎②25（2分）；＜（2分）‎ 考点：考查了化学反应中的能量变化、化学平衡的计算、盖斯定律的应用等相关知识 ‎5、利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气，反应为：‎ CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。‎ ‎（1）甲烷与水蒸气反应，被氧化的元素是__________，当生成标准状况下35.84L 合成气时转移电子的物质的量是__________。‎ ‎（2）将2mol CH4和5mol H2O(g)通入容积为100L的反应室，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图：‎ ‎。‎ ‎①达到A点所需的时间为5min，则v(H2)=__________，100℃时平衡常数K= __________。‎ ‎②图中的P1 __________ P2(填“＜”、“＞”或“=”)，A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是__________。‎ ‎（3）合成气用于合成氨气时需除去CO，发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H＜0，下列措施中能使增大的__________(选填编号)。‎ A．降低温度 B．恒温恒容下充入He(g)‎ C．将H2从体系中分离 D．再通入一定量的水蒸气 可用碳酸钾溶液吸收生成的CO2，常温下pH=10的碳酸钾溶液中水电离的OH-的物质的量浓度为__________，常温下，0.1mol•L-1 KHCO3溶液pH＞8，则溶液中c(H2CO3)__________c(CO32-)(填“＞”、“=”或“＜”)。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）C(碳) （1分）；2.4mol（2分）‎ ‎（2）①0.006mol•L-1•min-1（2分）；6.75×10-4 mol2•L-2（2分）；‎ ‎②＜（1分）；KC＞KB＞ KA（2分）‎ ‎（3）AC（2分）；1×10-4 mol•L-1（2分）；＞（1分）‎ 考点：考查转化率随温度、压强的变化曲线、化学平衡的影响因素、化学平衡的计算