高考化学反应原理 主观题训练 9页

化学反应原理 主观题训练 ‎1. （15分）能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚。‎ ‎（1）工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜 [Cu(NH3) 2] AC溶液(AC=CH3COO-)来吸收合成气中的一氧化碳，其反应原理为：‎ 常压下，将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH3) 2] AC溶液的措施是 ；‎ ‎（2）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g) 。‎ 在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的 CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平 衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强 P1 _____P2（填 “大于”或“小于”）；压强为P2‎ 时，在Y点：v(正) v(逆)（填“大于”、“小于”或“等于”）。 求Y点对应温度下的该反应的平衡 常数K= 。（计算结果保留两位有效数字）‎ ‎（3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作为燃料电池的原料，化学反应原理为：‎ ‎ ①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改 变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 ；‎ ‎ A．逆反应速率先增大后减小 C．反应物的体积百分含量减小 ‎ B．正反应速率先增大后减小 D．化学平衡常数K值增大 ‎ ②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 ；‎ ‎ ③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚碱性 燃料电池与乙醇碱性燃料电池，下列说法正确的是 （填字母）‎ ‎ A．两种燃料互为同分异构体，分子式和摩尔质量相同，比能量相同[来源:学科网]‎ ‎ B．两种燃料所含共价键数目相同，断键时所需能量相同，比能量相同 ‎ C．两种燃料所含共价键类型不同，断键时所需能量不同，比能量不同 ‎（4）已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ，请写出表示二甲醚 燃烧热的热化学方程式 。‎ 答案：（15分）（1）加热 （1分）‎ ‎（2）小于（2分） 大于（2分） 1.6（2分,可不写单位，若书写单位mol2/L2 得2分，单位错误不得分） ‎ ‎（3）①B、D （2分） ‎ ‎②CH3OCH3－12e－＋16OH－=== 2CO32－＋11H2O （2分） ③C （2分）[来源:Zxxk.Com]‎ ‎（4）CH3OCH3(g)＋3O2(g) === 2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH=－1454.98 kJ/mol （2分）‎ ‎2．硫酸盐主要来自地层矿物质，多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。‎ ‎(1) 已知：①Na2SO4(s)Na2S(s)+2O2(g)　ΔH1=+1 011.0 kJ· mol-1‎ ‎②C(s)+O2(g)CO2(g)　 ΔH2=-393.5 kJ· mol-1‎ ‎③2C(s)+O2(g)2CO(g)　 ΔH3=-221.0 kJ· mol-1‎ 则反应④Na2SO4(s)+4C(s)Na2S(s)+4CO(g)　ΔH4=　　　　　　kJ· mo，该反应能自发进行的原因是　　　　　　；工业上制备Na2S不用反应①，而用反应④的理由是　 。‎ ‎(2) 已知不同温度下2SO2+O22SO3的平衡常数见下表。‎ 温度/℃‎ ‎527‎ ‎758‎ ‎927‎ 平衡常数 ‎784‎ ‎1.0‎ ‎0.04‎ ‎1 233 ℃时，CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2，而不是SO3的原因是 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(3) 高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。‎ ‎①750 ℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是　 。‎ ‎②将上述反应获得的SO2通入含PtC的酸性溶液，可还原出Pt，则反应的离子方程式是　 。‎ ‎③由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如右图，则正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。‎ 答案：(1) +569.0　ΔS>0　一氧化碳能保护硫化钠不被氧化 ‎(2) 1 233 ℃时，平衡常数远远小于1，气体主要以二氧化硫和氧气的形式存在 ‎(3)①CO+2MgSO42MgO+CO2+SO2+SO3‎ ‎②PtC+SO2+2H2OS+4H++4Cl-+Pt↓‎ ‎③ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-‎ ‎ 3．(2015·保定二模)氢在地球上主要以化合态的形式存在，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%‎ ‎，属于二次能源。工业上生产氢的方式很多，常见的有电解水制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化制氢等。氢气是一种理想的绿色能源，图1为氢能产生和利用的途径。‎ ‎ 图1‎ ‎ 图2 图3‎ ‎(1) 图1的四个过程中能量转化形式有　　　　(填字母)。‎ ‎　　　　A. 2种　　 B. 3种　　 C. 4种　　 D. 4种以上 ‎(2) 电解过程要消耗大量的电能，而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水。‎ ‎2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH1　　　2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH2‎ 以上反应的ΔH1　　　　(填“<”、“>”或“=”)ΔH2。‎ ‎(3) 已知H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1，依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(4) 氢能利用需要选择合适的储氢材料。‎ ‎①NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎②镧镍合金在一定条件下可吸收氢气生成氢化物：LaNi3(s)+3H2(g)LaNi3H6(s)　ΔH<0，欲使LaNi3H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动的原理，可改变的条件之一是　　　　　　　　。‎ ‎③一定条件下，如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢，使C7H8转化为C7H14，则电解过程中产生的气体X为　　　　，电极A上发生的电极反应式为　 。‎ 答案：(1) D　(2) =‎ ‎(3) 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)‎ ΔH=-571.6 kJ· mol-1‎ ‎(4) ①NaBH4+2H2ONaBO2+4H2↑‎ ‎②升高温度(或降低压强)‎ ‎③O2　C7H8+6H++6e-C7H14‎ ‎4‎ ‎．铁元素是重要的金属元素，单质铁在工业和生活中应用广泛。铁还有很多重要的化合物及其化学反应，如铁与水的反应：3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)　ΔH ‎(1) 上述反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　。‎ ‎(2) 已知：①3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)　ΔH1=-1 118.4 kJ· mol-1‎ ‎②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-483.8 kJ· mol-1‎ ‎③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3=-571.8 kJ· mol-1‎ 则ΔH=　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(3) 已知在T ℃时，该反应的平衡常数K=16，在2 L恒温恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，经过一段时间后达到平衡。‎ Fe H2O(g)‎ Fe3O4‎ H2‎ 甲/mol ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ 乙/mol ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎①容器甲中H2O的平衡转化率为　　　　　(结果保留一位小数)。‎ ‎②下列说法正确的是　　　　　(填字母)。‎ A. 若容器压强恒定，则反应达到平衡状态 B. 若容器内气体密度恒定，则反应达到平衡状态 C. 甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率 D. 增加Fe3O4就能提高H2O的转化率 ‎(4) 在三个2 L恒容绝热(不与外界交换能量)的装置中加入起始物质，起始时与平衡后的各物质的量见下表。‎ Fe H2O(g)‎ Fe3O4‎ H2‎ 起始/mol ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎0‎ ‎0‎ 平衡/mol m n p q 若向上述平衡后的装置中分别继续按A、B、C三种情况加入物质，见下表：‎ Fe H2O(g)‎ Fe3O4‎ H2‎ A/mol ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎0‎ ‎0‎ B/mol ‎0‎ ‎0‎ ‎1.0‎ ‎4.0‎ C/mol m n p q 当上述可逆反应再一次达到平衡状态后，将上述各装置中H2的百分含量按由大到小的顺序排列：　　　　　　　　　　　　(用A、B、C表示)。‎ ‎(5) 已知常温下Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-39，将某FeCl3溶液的pH调为3，此时溶液中c(Fe3+)=　　　　　　　(结果保留2位有效数字)mol·L-1。‎ 答案：(1) K=‎ ‎(2) -150.8 kJ·mol-1‎ ‎(3) ①33.3%　②B ‎(4) B>C>A ‎(5) 4.0×10-6‎ ‎ 5．(2015·太原模拟)为治理环境，减少雾霾，应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NOx)和CO2的排放量。‎ Ⅰ. 处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。‎ ‎①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-574 kJ· mol-1‎ ‎②CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　 ΔH2=-586.7 kJ· mol-1‎ ‎(1) 若用4.48 L CH4还原NO生成N2，则放出的热量为　　　　　　kJ。(气体体积已折算为标准状况下) ‎ ‎(2) NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。在酸性条件下，FeSO4溶液能将N还原为NO，NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质，这是检验N的特征反应。写出该过程中产生NO的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(3) 用电化学处理含N的废水，电解的原理如图1所示，则电解时阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　；当电路中转移20 mol电子时，交换膜左侧溶液质量减少　　　　　　g。‎ Ⅲ. 利用I2O5消除CO污染的反应为5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下，向装有足量 I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入4 mol CO，测得CO2的体积分数(φ)随时间(t)变化曲线如图2所示。‎ ‎(4) T1时，该反应的化学平衡常数的数值为　　　　　　。‎ ‎(5) 下列说法不正确的是　　　　　　(填字母)。‎ A. 容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态 B. 两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等 C. d点时，在原容器中充入一定量氦气，CO的转化率不变 D. b点和d点时化学平衡常数的大小关系：Kbc(N)>c(H+)>c(OH-)‎ ‎(5) CO(NH2)2-6e-+8OH-C+N2↑+6H2O　0.2‎ ‎ 7．(2015·江西模拟)甲醇是一种可再生能源，又是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上可用如下方法合成甲醇：‎ 方法一 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)‎ 方法二 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)‎ ‎(1) 已知：①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 275.6 kJ· mol-1‎ ‎②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　 ΔH=-566.0 kJ· mol-1‎ ‎③H2O(l)H2O(g)　 ΔH=+44.0 kJ· mol-1‎ 则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为　 。‎ ‎(2) 方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法。在一定温度下，向2 L密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2，发生上述反应，5 min反应达平衡，此时CO的转化率为80%。请回答下列问题：‎ ‎①前5 min内甲醇的平均反应速率为　　　　　　　　　　；已知该反应在低温下能自发进行，则反应的ΔH　　　　　(填“>”、“<”或“=”)0。‎ ‎②在该温度下反应的平衡常数K=　　　　　　。‎ ‎③某时刻向该平衡体系中加入CO、H2、CH3OH各0.2 mol后，将使v正　　　　　(填“>”、“=”或“<”)v逆。‎ ‎(3) 全钒液流储能电池是利用不同价态离子的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。‎ ‎①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为　 。‎ ‎②充电过程中，右槽溶液颜色变化是　　　　　　　　。‎ ‎③若用甲醇燃料电池作为电源对其充电时，若消耗甲醇4.8 g时，电路中转移的电量为　　　　　　(法拉第常数F=9.65×l04 C· mol-1)。‎ 答案：(1) CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)‎ ΔH=-442.8 kJ· mol-1‎ ‎(2) ①0.08 mol·L-1·min-1　<　②100　③>‎ ‎(3) ①V+2H++e-VO2++H2O ‎②由绿色变为紫色　③8.685×104 C