1、专题六化学反应速率、化学平衡及化学反应与能量的综合应用1. (1) +131.45 kJmol-1(2) 2CO+O22CO2Ce2(C2O4)32CeO2+4CO+2CO2HIO33.528(3) aHCOOH-2e-CO2+2H+解析(1) 将给定的三个反应标为,将三个热化学方程式按照+-可得目标热化学方程式,故H4=H1+H2-H3=(-110.35+571.6-44.0)kJmol-1=+131.45 kJmol-1。(2) CO优先被氧化时生成CO2。草酸铈Ce2(C2O4)3分解生成CeO2的同时生成CO和CO2,该方程式可以设草酸铈的系数为1,根据Ce守恒可知CeO2的系数为2,
2、设CO的系数为x,根据C元素守恒可知CO2的系数为(6-x),根据O元素守恒有12=22+x+2(6-x),解得x=4,故反应的化学方程式为Ce2(C2O4)32CeO2+4CO+2CO2。在图1中作垂直于横轴的一条直线(如过120 点),交三条曲线于三点,根据三点的纵坐标可知加入HIO3时催化效果最好;在120 时,加入HIO3的催化剂作用下,CO的转化率为80%,则剩余CO为20%,故1 h后CO的体积=1800 mL0.98%20%=3.528 mL。(3) 由图2可以看出,a电极为电子流出的一极,作原电池的负极,在该极上HCOOH失电子生成CO2,同时得到H+,电极反应式为HCOOH-
3、2e-CO2+2H+。2. (1) -246.1(2) AC(3) 消耗了反应中生成的H2O(g),有利于反应正向进行,同时生成了H2(4) 大于大于(5) CH3OCH3-12e-+3H2O2CO2+12H+解析(1) 将给定的三个热化学方程式2+可得目标热化学方程式,故H=H12+H2+H3=(-90.7 kJmol-1)2+(-23.5 kJmol-1)+(-41.2 kJmol-1)=-246.1kJmol-1。(2) 根据(1)中的热化学方程式可知,使用过量的CO平衡正向移动,CH3OCH3的产率提高;由于该反应的正反应为放热反应,故升高温度,平衡逆向移动,CH3OCH3的产率降低;
4、该反应的正反应是气体体积减小的反应,故增大压强,平衡正向移动,CH3OCH3产率提高。(3) 反应消耗了反应中生成的H2O,使得反应平衡正向移动,促进了CH3OCH3的生成;并且产生的H2也能促进二甲醚的生成。(4) B点压强大于A点压强,因而B点反应速率大于A点反应速率,达到平衡所需的时间tB小于tA。C点温度高于A点,该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,K减小,因而KAKC。(5) 该电池是二甲醚燃料电池,故通入二甲醚的电极为负极,二甲醚失电子生成CO2,结合图示可知需要H2O参加,同时生成H+,电极反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O2CO2+12H+。3. (1) 有利于防
5、止温室效应(2) HOCH2CH2NH2+H2OHOCH2CH2N+OH-(3) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=-131.9 kJmol-1(4) 2H2O-4e-O2+4H+bcd (5) SiHCl3解析(1) 该合成路线将CO2与H2反应转化为甲醇,对于环境的影响就是减小CO2的排放,有利于缓解温室效应。(2) HOCH2CH2NH2水溶液呈碱性的原因类似于氨水呈碱性,由于氨基结合水电离的H+,促使水的电离平衡正向移动,产生OH-,因而反应的离子方程式为HOCH2CH2NH2+H2OHOCH2CH2N+OH-。(3) 根据题给数据,可以写出两个热化学方程式:
6、CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-725.5 kJmol-1;H2(g)+O2(g)H2O(l)H2=-285.8 kJmol-1,3-即可得到目标反应的热化学方程式。(4) 自然界中硅元素以氧化物和硅酸盐形式存在,所以a项错误。(5) 根据图像,随着的增大,X的转化率增大,因而X应该是SiHCl3 ;根据图像,温度升高,X的转化率增大,说明平衡正向移动,K增大。4. (1) (2) 不变(3) 增大(4) SO2-2e-+2H2OS+4H+解析(1) 将给定的两个热化学方程式分别设为、,则将其作如下处理可得目标热化学方程式,故H=kJmol-1。(2) 在相同的
7、投料比时,温度越高,CO2的转化率越低,即升高温度平衡逆向移动,故正反应为放热反应,H0;平衡常数只与温度有关,无论投料比如何变化,只要温度不变,平衡常数都不变。 (3) 根据化学方程式可知,p增大,平衡正向移动,CO转化率增大,所以p1(3) 该反应H0(4) CH3OH-6e-+3O2-CO2+2H2O解析(1) 第一个热化学方程式2+第二个热化学方程式+第三个热化学方程式2,即可得到目标反应的热化学方程式。(2) 在0.1 MPa、473673 K温度范围内,甲醇的含量很低,说明此时甲醇转化率很高,A正确;温度升高,H2的含量降低,B错误;寻找在较低温度下的催化剂,可以提高反应速率,而且
8、能效低,C正确。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/mol 1.03.000转化/mol xx xx平衡/mol1-x 3-x xx根据平衡常数K=1 列式 (1-x)(3-x)=x2 ,解得x=0.75,所以CO转化率为75%;在反应达到平衡后再向其中加入1.0 mol CO、1.0 mol H2O、1.0 mol CO2和1.0 mol H2,此时n(CO)=1.25 mol、n(H2O)=3.25 mol、n(CO2)=1.75 mol、n(H2)=1.75 mol,则Q=0.75K,所以反应正向进行。(3) 该反应气体的物质的量减小,即S0,因而该反应能自发进行的理由必然是H0。(4) 熔融氧化物作介质,甲醇转化为CO2,碳元素化合价升高了6,因而1 mol甲醇失去6 mol电子,生成1 mol CO2,不足的O由O2-提供,同时生成H2O,根据电荷守恒和元素守恒配平即可。
