1、专练五化学反应原理综合题命题角度根据已知热化学方程式，利用盖斯定律进行热化学方程式的书写、H的计算；判断原电池或电解池的电极名称，电子、离子移动方向，书写电极反应式；影响化学反应速率和化学平衡移动的因素、化学平衡常数和转化率的计算；溶液中的离子反应及离子浓度大小比较等。解题策略在解题时要注意以下几个方面：首先快速浏览全题，整体把握题目，明确知识考查背景，以及考查了哪方面的化学反应原理，产生总体印象；其次逐字逐句认真审题，深入思考，准确把握题目提供的条件及求解问题，充分探究题干、图表提供的信息以及问题中的隐含信息。结合条件、信息与问题，联系化学原理，分析推理解决问题；第三各个问题逐个突破，切不可
2、因一个问题没有解决而放弃其他问题；第四认真作答，规范书写，把握答题要点切不可似是而非；最后认真检查再次突破搁置难点。题型狂练1氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而含氮化合物的用途广泛。(1)图中表示两个常见的固氮反应：N23H22NH3和N2O22NO的平衡常数(lg K)与温度的关系，根据图中的数据判断下列说法正确的是_(填序号)。a反应为放热反应b常温下，反应的反应速率很大，而反应的反应速率很小c升高温度，反应的反应速率增大，反应的反应速率减小d在常温下，利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大(2)工业上也可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3：2N26H2O4NH33O2
3、，通入N2的一极是_(填“阴极”或“阳极”)，阳极的电极反应式是_。(3)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应：N2(g)3H2O(l)2NH3(g)O2(g)Ha kJ/mol。已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ/mol,2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6 kJ/mol，则a_。(4)已知：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H1 316 kJmol1 ，氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。当温度不同(T2T1)、其他条件相同时，下列图像正确的
4、是_(填代号)。该燃料电池的负极反应式是_。(5)常温下，设氨水的pHa，加入相同体积、pH14a的盐酸，待反应结束后，溶液中一定存在的关系是_(填序号)。Ac(NH)c(Cl) BpH7CKW1.01014 Dc(H)c(OH)解析(1)温度升高，反应的lg K减小，说明该反应是放热反应，反应的lg K增大，说明该反应是吸热反应，a错。K的大小只表示反应进行的程度，与反应速率无关，故b错，d正确。不论反应是放热还是吸热，温度升高反应速率均加快，c错。(2)反应中N2被还原，故在阴极放电。电解时阳极上阴离子放电，发生氧化反应，电极反应式为4OH4e=2H2OO2。(3)根据题中已知：N2(g)
5、3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ/mol，2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6 kJ/mol ，由可得题中所求热化学方程式，则H92.4 kJ/mol(571.6 kJ/mol)765.0 kJ/mol，即a765.0。(4)图甲：在改变条件的瞬间，v(正)和v(逆)均比原来的大，曲线应是断开的，故错误。图丙：压强增大，平衡逆向移动，O2的转化率减小，故错误。原电池的负极发生氧化反应，同时要注意到介质呈碱性。(5)两者混合后，氨水过量，溶液呈碱性，所以选项A、B、D均错。答案(1)d(2)阴极4OH4e=2H2OO2(3)765.0(4)乙2NH36e6OH=N26H2O
6、(5)C2(2013北京朝阳期末，17)天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。.在制备合成氨原料气(H2)中的应用(1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.2 kJ/molCH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)H165.0 kJ/mol上述反应所得原料气中的CO会使氨合成催化剂中毒，必须除去。工业上常采用催化剂存在条件下CO与水蒸汽反应生成易除去的CO2，同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应，该反应的热化学方程式是_。(2)CO变换反应的汽气比(水蒸汽与原料气中的CO的物质的量之比)与CO平衡变换率
7、(已转化的一氧化碳的量与转化前一氧化碳的量之比)的关系如图所示：析图可知：相同温度时，CO平衡变换率与汽气比的关系是_。汽气比相同时，CO平衡变换率与温度的关系是_。(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp)，则CO变换反应的平衡常数表示式为：Kp_。随温度的降低，该平衡常数_(填“增大”“减小”或“不变”)。.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下图所示。(1)外电路电子流动方向：由_流向_(填字母)。(2)空气极的电极反应式是_。(3)以此燃料电池为电源
8、电解精炼铜，当电路中有0.6 mol e转移时，有_g精铜析出。解析.(1)根据盖斯定律，用第二个热化学方程式减去第一个热化学方程式，即可得出所求反应的热化学方程式。.(3)Cu22e=Cu 2 mol 1 mol 0.6 mol nn0.3 molm0.3 mol64 g/mol19.2 g。答案.(1)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJ/mol(2)汽气比越大，CO平衡变换率越大温度越高，CO平衡变换率越小(3)增大.(1)AB(2)O24e2CO2=2CO(3)19.23(2013吉林长春市一模，17)以甲烷(CH4)、合成气(CO和H2)、CO2、甲醇(CH3
9、OH)、甲醛(HCHO)等为初始反应物可以合成一系列重要的化工原料和燃料。其中作为初始反应物的甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2上述反应符合“原子经济”原则的是_(填“”或“”)。如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。温度250 300 350 K2.0410.2700.012由表中数据判断H1_0(填“”、“”或“”)。某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得
10、c(CO)0.2 mol/L，则CO的转化率为_，此时的温度为_(从上表中选择)。(2)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H11 277.0 kJ/mol2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566.0 kJ/molH2O(g)=H2O(l)H344.0 kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。(3)2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电池。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，c口通入的物质为_；该电池负极的电极反应式为_。工作一段时间后
11、，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，有_NA个电子转移。若该电池通入O2的量为1 L(标准状况)，且反应完全，则用此电池来电解NaCl溶液(惰性电极)，最多能产生Cl2的体积为_L(标准状况)。解析(1)化合反应的原子利用率最高，为100%。温度升高，化学平衡常数减小，反应向逆反应方向移动，正反应放热，故H10。达到平衡时，反应的CO的物质的量为2 mol2 L0.2 mol/L1.6 mol，转化率为100%80%，平衡常数K2.041，所以此时的温度为250 。(2)根据盖斯定律，由2可得所求的热化学方程式。(3)根据装置图可知，d处生成大量的水，所以c口是通入氧气；负极的电极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H。当6.4 g(0.2 mol)甲醇完全反应生成CO2时，转移1.2 mol电子。电解NaCl溶液生成Cl2的电极反应式为2Cl2e=Cl2，根据电荷守恒可知生成Cl2的体积为2 L(标准状况)。答案(1)80%250(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJ/mol(3)O2CH3OHH2O6e=CO26H1.22
