1、化学原理综合题型1氮及其化合物与人们的生活息息相关。回答下列问题：I（1）已知：CO的燃烧热H1283 kJmol1；N2(g)O2(g)2NO(g) H2183 kJmol1。写出NO和CO反应生成无污染性气体的热化学反应方程式_。（2）在密闭容器中充入10molCO和8molNO，发生反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度，压强的关系。该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有_（填字母序号）。a改用高效催化剂 b缩小容器的体积 c升高温度 d增加CO的浓度压强为10 MPa、温度为T1下，若反应进行到20 min达到平衡状态，容器的体积为4 L，则此时NO的转
2、化率_，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)_，该温度下平衡常数Kp_（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数；保留两位有效数字）。若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中AG点中的_点。II电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图。（3）M极应连接电源的_（填“正极”或“负极”），N极的电极反应式为_。（4）将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_。（5）在25时，将a molL1的氨水与0.1molL1的硝酸等体积混合后溶液显中性，用含a的代数式表示NH
3、4NO3的水解常数Kh_。【答案】I（1）2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H749 kJmoL1（2）bd 50% 0.05 molL1min1 0.089 GII（3）负极 NO-3e-+2H2ONO3-+4H+（4）14（5）2大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。（1）CO2与NH3反应可合成化肥尿素化学式为CO(NH2)2。已知：2NH3(g)CO2(g)=NH2CO2NH4(s) H=159.5kJ/molNH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(g) H=116.5kJ/molH2O
4、(l)=H2O(g) H=44.0kJ/mol写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式：_。（2）CO2与H2也可用于合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中压强为P时，该反应在不同温度、不同投料比时，达平衡时CO2的转化率如图一所示。图一 图二 图三 该反应的S 0，H 0（填“”或“”）。700K时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP= 。若温度不变，减小反应物投料比n(H2)/n(CO2)，K值 （填“增大”、“减小”或“不变”）。700K投料比n(H2)/n(CO2) = 2时，达平衡时H2的转化率为 。（3）
5、利用太阳能和缺铁氧化物如Fe0.9O可将富集到的廉价CO2热解为碳和氧气，实现CO2再资源化，转化过程如图二所示，若用1mol缺铁氧化物Fe0.9O与足量CO2完全反应可生成 molC(碳)。（4）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图三。如何解释图中250400时温度升高与乙酸的生成速率变化的关系？ 。【答案】（1）2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) H87.0kJ/mol（2） 不变 45%（3）0.1（4）在250300过程中，催化剂是影响速率的主要因素，催化剂的催化
6、效率降低，导致反应速率也降低；而在300400时，催化效率低且变化程度较小，但反应速率增加较明显，因此该过程中温度是影响速率的主要因素，温度越高，反应速率越大3燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2，PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)反应过程能量变化如图所示：下列说法正确的是_。A反应过程a有催化剂参与B该反应为放热反应，热效应等于HC改变催化剂，能改变该反应的
7、活化能和反应热D有催化剂条件下，反应的活化能等于E1（2）已知：CH3OH、H2的燃烧热（H）分别为726.5kJ/mol、285.8kJ/mol，则常温下CO2和H2反应生成CH3OH和H2O的热化学方程式是 。（3）工业上还可以通过下列反应制备甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器 中充入10mol CO和20mol H2，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_（填字母）。aH2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍bH2的体积分数不再改变c体系中H2的转化率和CO的转化率相等d体系中气体的平均摩
8、尔质量不再改变比较A、B两点压强大小PA_PB（填“、或=”）。若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）_L。（4）SO2在一定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电池在铁表面镀银的装置示意图：该电池的负极反应式是 。当甲中消耗标况下1.12L氧气时，乙中 极（填a或b）增重_ _g。【答案】（1）BD（2）CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l） H=130.9 kJ/mol（3）ac 4（4） SO22e+2H2O4HSO42-b 21.64CO2是造成温室效应的废气，研究二氧化
9、碳的利用具有十分重要的意义。CO2可用来合成低碳烯烃：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) H=127.8 kJ/mol。请回答：（1）已知：H2的燃烧热是285.8kJ/mol，且H2O(g)H2O(l) H=44.0 kJ/mol，则表示C2H4燃烧热的热化学方程式为_。（2）图l、图2分别是CO2的平衡转化率（）随压强及温度的变化关系，已知Z为起始时的投料比，即Z=。图l中投料比相同，温度从低到高的顺序为_。图2中Z1、Z2、Z3投料比从大到小的顺序为_，理由是_。若要进一步提高CO2的平衡转化率，除了可以适当改变反应温度外，还可以采取的措施有 。（任写一种）来源:
10、Zxxk.Com（3）若图2中Z1=2.5，在温度为680 K、体积为2 L的恒容密闭容器中，充入1 mol H2和0.4 mol CO2，10 min后达到平衡状态。从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)=_。680 K时，反应的平衡常数K=_。（4）在催化剂M的作用下，CO2和H2同时发生下列两个反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H0下图是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，则高于T时乙烯产率降低的原因可能是_。A催化剂M的活性降低 B反应的平衡常数变大C反应的活化能增大 D生
11、成甲醚的量增加【答案】（1）C2H4(g)+3O2(g)2H2O(l)+2CO2(g) H=1411.0 kJ/mol（3分）（2）T1T2T3Z1Z2Z3 相同温度下，增大氢气的量，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大增大压强或将乙烯从体系中分离或增加Z值（3）0.03 mol/(Lmin) 125（4）AD5氨是重要的基础化工原料，可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素CO(NH2)2等多种含氮的化工产品。（1）已知：25时，亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示：化学式HNO2H2N2O2电离常数Ka=5.1104Ka1=6.17108 、Ka2=2.881012物质
12、的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2)_pH（NaHN2O2)（填“”“”或“=”）。25时，NaHN2O2溶液中存在水解平衡，其水解常数Kh=_（保留三位有效数字）。（2）以NH3与CO2为原料可以合成尿素CO(NH2)2，涉及的化学反应如下：反应：2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) H1=159.5 kJmol1；反应：NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+116.5 kJmol1；反应：H2O(l)H2O(g) H3=+44.0 kJmol1。则反应：NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为_。（3）
13、T1时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入n(NH3)n(CO2)=21的原料气，使之发生反应，反应结束后得到尿素的质量为30 g，容器内的压强(p)随时间(t)的变化如图1所示。05 min内，该反应的平均反应速率v(CO2)=_。T1时，该反应的平衡常数K的值为_。图2中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_（填曲线标记字母），其判断理由是_。该反应最好在加压条件下进行，其原因是_。【答案】（1）”“ B8元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、(绿色)、 (橙红色)、 (黄色)等形式存在。Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题：（1）Cr3+与Al3+的化学性质
14、相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是。（2）和在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c()随c(H+)的变化如图所示。用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应 。由图可知，溶液酸性增大，的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为。升高温度，溶液中的平衡转化率减小，则该反应的H0(填“大于”“小于”或“等于”)。（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl，利用Ag+与生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好沉淀完全(浓
15、度等于1.0105 molL1)时，溶液中c(Ag+)为_molL1，此时溶液中c()等于molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.01012和2.01010)。（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的还原成Cr3+，该反应的离子方程式为。【答案】（1）蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液（2）2+2H+H2O增大1.01014小于（3）2.01055.0103（4） +3+5H+2Cr3+3+4H2O9煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题
16、：（1）NaClO2的化学名称为。（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度323 K，NaClO2溶液浓度为5103 molL1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子Clc/(molL1)8.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。增加压强，NO的转化率(填“提高”、“不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐(填“增大”、“不变”或“减小”)。由实验结果可知，脱硫反应速率脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是 。（3）
17、在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”、“不变”或“减小”)。反应+22+Cl的平衡常数K表达式为。（4）如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是。已知下列反应：SO2(g)+2OH(aq)(aq)+H2O(l)H1ClO(aq)+(aq)(aq)+Cl(aq)H2CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)H3则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO(aq)+2OH(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl(aq)的H= 。【答案】（1）亚氯酸钠（2）4NO+3+4OH4+2H2O+3Cl提高 减小大于NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高（3）减小 （4）形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高 H1+H2H3第 8 页
