1、2020届高考化学二轮复习考点专项突破练习专题九 化学反应原理综合练习（4）1、运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。1.CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) H=-746 kJmol-1。部分化学键的键能数据如下表:化学键CONNC=OE/(kJmol-1)1076945745由以上数据可求得NO的键能为_kJmol-1。写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施_。2.用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) H。恒容恒温条件下,向体积相同的甲、乙、丙三个容器中分别加入足量的焦
2、炭和一定量的NO,测得各容器中NO的物质的量n(NO)随反应时间(t)的变化情况如下表所示: 04080120160甲/4002.001.51.100.800.80乙/4001.000.800.650.530.45丙/T2.001.451.001.001.00H_0(填“”或“”、“”、“”或“A,结合i、ii反应速率解释原因:_。3、处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。1.CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g） H。几种物质的相对能量如下：物质N2O(g)CO(g)CO2(g)N2(g)相对能量/kJ mol-1475.5283039
3、3.5H=_ kJmol1。改变下列“量”，一定会引起H发生变化的是_（填代号）A.温度B.反应物浓度C.催化剂D.化学计量数有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行：第一步：Fe+N2O=FeO+N2；第二步：_（写化学方程式）。第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率_第一步反应速率（填“大于”“小于”或“等于”）。2.在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，发生反应：I2O5 （s）+5CO（g）5CO2（g）+I2（s）。测得CO的转化率如图1所示。相对曲线a，曲线b仅改变一个条件，改变的
4、条件可能是_。在此温度下，该可逆反应的平衡常数K=_（用含x的代数式表示）。3.工业上，利用CO和H2合成CH3OH。在1 L恒容密闭容器中充入1 mol CO（g）和 n mol H2，在250 发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是_。4.有人提出，利用2CO（g）=2C（s）+O2（g）消除CO对环境的污染，你的评价是_（填“可行”或“不可行”）5.CO空气碱性燃料电池（用KOH作电解质），当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式：_。4、
5、CoCO3主要用作选矿剂、伪装涂料的颜料等。用钴矿石(含Co2O3CoO及少量Fe2O3、Al2O3、MnO2等)生产CoCO3的流程如下：下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(“沉淀完全”是指溶液中离子浓度低于1.010-5molL-1)Al3Fe3Fe2Mn2Co2开始沉淀的pH4.02.77.67.77.6沉淀完全的pH5.23.79.69.89.21.写出“浸取”步骤Co2O3CoO发生反应的离子方程式_。2.“浸取”步骤除Co2O3CoO外，钴矿石中还能被Na2SO3还原的物质有_(填化学式)。3.加NaClO3的目的是氧化Fe2，NaClO3的用量过多会造成的不良后果是_。4.
6、“沉钴”步骤向CoCl2溶液加入NH4HCO3溶液需要5557条件下进行，温度控制在5557的原因为_。5.已知金属萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。请补充完整由“氧化”后的溶液制备CoCO3的实验方案：向“氧化”后的溶液中加入_，得较纯CoCl2溶液，加入NH4HCO3溶液沉钴得CoCO3。(实验中须使用试剂：Na2CO3溶液、金属萃取剂、盐酸)。5、H2S在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有重要应用。请回答：工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时生成两种能参与大气循环的氧化物。(1)该反应的化学方程式为_。H2S可用于检测和沉淀金属阳离子
7、。(2)H2S的第一步电离方程式为_。(3)已知：25时，Ksp(SnS)1.01025，Ksp(CdS)8.01027。该温度下，向浓度均为0.1 molL1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，当Sn2+开始沉淀时，溶液中c(Cd2+)_(溶液体积变化忽略不计)。H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。反应原理为COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)H+7kJmol1；CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H42kJmol1。(4)已知：断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如表所示。分子COS(g)H2(g)CO(g)H2S(g)H2O(g)CO2(g)
8、能量/(kJmol1)1319442x6789301606表中x_。(5)向10 L容积不变的密闭容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g)，进行上述两个反应。其他条件不变时，体系内CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。随着温度升高，CO的平衡体积分数_(填“增大”或“减小”)。原因为_。T1时，测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80mol。则该温度下，COS的平衡转化率为_；反应的平衡常数为_(保留两位有效数字)。6、合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为: 一种工业合成氨的简易流程图如下:1.天然气中的杂质常用氨水吸收,产物为。一
9、定条件下将溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:_。2.步骤中制氢气原理如下: 对于反应,一定可以提高平衡体系中百分含量,又能加快反应速率的措施是_。a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强利用反应,将进一步转化,可提高产量。若1和的混合气体(的体积分数为20%)与反应,得到1.18、和的混合气体,则转化率为_。3.图1表示500、60.0条件下,原料气投料比与平衡时体积分数的关系。根据图中点数据计算的平衡体积分数:_。4.依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高, 物质的量变化
10、的曲线示意图。5.上诉流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:_。7、钴及其化合物可应用于催化剂、电池、颜料与染料等。1. 是一种油漆添加剂,可通过反应、制备。,则反应的_。2.某锂电池的电解质可传导,电池反应式为: 电池放电时,负极的电极反应式为_,向_移动(填“正极”或“负极”)。一种回收电极中元素的方法是:将与、反应生成。该反应的化学方程式为_。3. 高压法制备醋酸采用钴碘催化循环过程如图所示,该循环的总反应方程式为_(反应条件无需列出)。4.某含钴催化剂可同时催化去除柴油车尾气中的碳烟()和。不同温度下,将10模拟尾气
11、(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂,测得所有产物(、)与的相关数据结果如下图所示。模拟尾气气体碳烟物质的量分数或物质的量0.25%5%94.75%380时,测得排出的气体中含0.45和0.0525 ,则的化学式为_。实验过程中采用模拟,而不采用的原因是_。8、某地今年启动11项工程治理氮磷污染,以保护空气环境和饮用水源。下面是有关氮污染防治及处理方法。据此回答下列问题:1.三效催化剂是最常见的汽车尾气催化剂,能同时净化汽车尾气中的、,其催化剂表面物质转化的关系如图A所示,化合物可借助傅里叶红外光谱图(如图B所示)确定。从最终排放的气体看,氮元素将_(填“被氧化”或“被还原”);若中,
12、、的体积之比为1:1,写出生成的化学方程式:_。2.已知可将转化为,某研究小组在实验室研究反应条件对转化率的影响。由图1可知的百分含量越高, 转化为的转化率越_(填“高”或“低”)。当时, 的转化率随温度的变化如图所示,则应控制反应的最佳温度在_左右。3.在催化剂存在的条件下,用将还原为。已知:则氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是_。4.氨气氮氧化物燃料电池可用于处理氮氧化物,防止空气污染,其装置如图所示。通入氨气的电极为_(填“正极”或“负极”)。负极的电极反应式为_。 答案以及解析1答案及解析：答案：1.513.5;降低温度、增大压强、增大CO与NO的投料比等;2.;3.6
13、;反应是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4 的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大3.SO2;SO42;4H+4.0.4I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快解析：1. 分析:(1)应用盖斯定律结合反应II分析。 (2)采用“定一议二”法,根据温度相同时,压强与H2SO4物质的量分数判断。 (3)依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变,反应i+反应ii消去I-得总反应。 (4)用控制变量法对比分析。 根据过程,反应II为SO2催化歧化生
14、成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)H=H1+H3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)H=-254kJ/mol。 2.在横坐标上任取一点,做纵坐标的平行线,可见温度相同时,p2是H2SO4物质的量分数大于p1时;反应ii是气体分子数减小的反应,增大压强平衡正反应方向移动,H2SO4物质的量增加,体系总物质的量减小,H2SO4物质的量分数增大;则p2p1
15、3.反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i) 2得,反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H+SO42-+2I-。4.B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。对比D和A,D中加入KI的浓度小
16、于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率DA,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快。点睛:本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体,考查盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响,考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。 3答案及解析：答案：1. -365；D；FeOCO=FeCO2；大于；2.加入催化剂（或增大压强）；3. d；4.不可行；CO2e3OH=H2O解析：1. H=生成物所具有的
17、总能量-反应物所具有的总能量=（393.5+0-475.5-283） kJmol1=-365 kJmol1；反应热只与具体反应的化学计量数有关。与温度、压强、催化剂、转化率、反应物浓度等无关。根据催化剂定义，第二步反应中，中间产物(FeO+)氧化CO生成CO2本身被还原成Fe+，第二步反应对总反应速率没有影响，说明第一步是慢反应，控制总反应速率。2.曲线b和曲线a的平衡状态相同，曲线b反应速率较大，对于气体分子数相同的反应，加压可以增大浓度，正、逆反应速率同倍数增大；加入催化剂，正、逆反应速率同倍数增大，平衡不移动；设CO的起始浓度为c(对于等气体分子数反应，体积始终不变)，平衡时，c(CO)
18、=(1-x)c molL1，c(CO2)=x cmolL1，K=c5(CO2)/c5(CO)= 。3.图2中，b点代表平衡点，增大H2、CO的投料比，CO的平衡转化率增大。4.该反应是焓增、熵减反应，任何温度下自由能大于0，任何温度下不能自发进行，故不可行。5.负极上CO发生氧化反应生成KHCO3，负极的电极反应式：CO2e3OH=H2O。 4答案及解析：答案：1.2.Fe2O3、MnO23.与Cl反应生成Cl2污染环境或将Co2氧化成Co34.温度过高NH4HCO3易分解，温度过低反应速率缓慢5.Na2CO3溶液，调节溶液的pH至5.27.6，过滤，向滤液中加入盐酸调pH至3.5左右(3.0
19、4.0均可)，加入金属萃取剂萃取23次，静置后分液。解析： 5答案及解析：答案：1. 4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O2.(1) H2SH+HS;(2) 8.0103molL1.3.(1)1076;(2)增大; 反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分数增大；反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数也增大。20%;0.044.解析：1.天然气与SO2反应,可制备H2S,同时生成两种能参与大气循环的氧化物应为H2O和CO2,则该反应的化学方程式为4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O.2.(1) H2S是二元弱酸,在溶液中分步电离,第一步电
20、离方程式为H2SH+HS;(2)当开始沉淀时,根据,可知此时溶液中,则溶液中.3.(1)已知,则,解得.(2)由图示可知随着温度升高, CO的平衡体积分数增大,原因为反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动, CO的平衡体积分数增大;反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动, CO的平衡体积分数也增大;平衡时COS的转化率为,起始物质的量() 1 1 0 0变化物质的量() 0.2 0.2 0.2 0.2平衡物质的量() 0.8 0.80.2 0.2起始物质的量()0.2 1 0 0.8变化物质的量() 平衡物质的量() 此时的体积分数为5%,即,解得,平衡时的物质的量为0.8,的物质的量为0.8
21、5,的物质的量为0.15,的物质的量为0.2,则时,反应的平衡常数为. 6答案及解析：答案：1. 2.a; 90%; 3.14.5%; 4.5.; 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用解析：1. 中价的具有还原性,易被空气中的氧气氧化为,该反应的方程式为.2.对于反应,升高温度,平衡向右移动, 的百分含量增加,速率加快,a项正确;增大水蒸气浓度,平衡向右移动,但百分含量减小,反应速率加快,b项错误;加入催化剂, 百分含量不变,c项错误;降低压强,平衡向右移动,但反应速率减小,d项错误。设反应中转化了, 开始 0.2 0 0.8变化 一段时间 则,的转化率。3. 点时平衡体系中与
22、的体积比为1:3,且两者体积分数和为,故的体积分数为: 。4. ,反应为放热反应,开始一段时间的含量增加,但达平衡后再升高温度,平衡向左移动, 的物质的量减小。5.由流程图看出处进行热交换,故为热量得到充分利用的主要步骤。为提高工业合成氨原料利用率,工业上常采用对原料进行加压,计时分离出液氨,未反应的、循环利用等措施。 7答案及解析：答案：1.(a2b)kJmol12.;正极;3.CO+CH3OHCH3COOH4.N2O; 真实的尾气中的NOx以NO为主(或NO较NO2稳定,NO2气体中存在N2O4,不便于定量测定。)解析： 8答案及解析：答案：1.被还原; 2.高; 900K; 3. ,4.负极; 解析：
