1、加试特训7元素化合物与化学原理综合题的突破1二甲醚是一种重要的化工原料，利用水煤气(CO、H2)合成二甲醚是工业上的常用方法，该方法由以下几步组成：2H2(g)CO(g) CH3OH(g)H90.0 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g) H24.5 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H 41.1 kJmol1(1)下列说法正确的是_(填字母)。A反应的S0、H0，所以能在较低温度下自发进行B反应的H2O与CO的生成速率之比为11时，表示该反应已经达到平衡状态C反应属于加成反应(2)反应合成的甲醇在工业上可以用作燃料电池，请写出甲醇燃料电池(
2、KOH溶液)负极电极反应式：_，电池总反应离子方程式：_。(3)当合成气中CO与H2的物质的量之比恒定时，温度、压强对CO转化率影响如图1所示，图1中A点的v(逆)_(填“”“”或“”)B点的v(正)，说明理由_。(4)一定温度下，密闭容器中发生反应，该反应的平衡常数表达式K_；水蒸气的转化率与的关系如图2，计算该温度下反应的平衡常数K_。在图2中作出一氧化碳的转化率与的曲线。2(2016义乌市群星外国语学校高三上学期期中).甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇的过程可能涉及反应如下：反应：CO2(g)H2
3、(g) CO (g)H2O(g)H141.19 kJmol1 反应：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H2反应：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H349.58 kJmol1回答下列问题：(1)反应的S_(填“”“”或“”)0；反应的H2_。(2)在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2(假定仅发生反应)，实验测得反应物在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图1所示。反应过程中，不能判断反应已达到平衡状态的标志是_(填字母)。A断裂3 mol HH键，同时生成2 mol HO键BCH3OH的浓度不再改变C容器中气体的平均摩尔质量不变D容器中气体
4、的压强不变.电化学原理在化学工业中有广泛的应用。请根据下图回答问题：(3)根据图2，若装置B中a为Ag棒，b为铜棒，W为AgNO3溶液，工作一段时间后发现铜棒增重2.16 g，则流经电路的电子的物质的量为_。(4)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图3所示。写出a电极的电极反应式：_。3(2016金华市外国语学校高三10月选考适应性考试)进入秋季，浙江省中部盆地区域雾霾天气时有发生，PM2.5污染较为严重，PM2.5约50%来源于某些气体污染物在空气中转变而成的二次颗粒物。氮氧化物、SO2是主要污染物。因此氮氧化物、SO2的
5、处理成为化学家的重要课题。(1)如图1所示的电解装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液在碱性条件下吸收NO2，转化为无污染的N2和SO，请写出阳极的电极反应式：_，写出阴极排出的溶液在碱性条件下吸收NO2的离子方程式：_。(2)活性炭具有催化和吸附作用，氮氧化物可以借助于活性炭来处理：C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)。为探究其催化效果，某化学兴趣小组在恒温(T1 )条件下，将NO和足量的活性炭加入一恒容密闭的真空容器中，监测各物质的浓度并记录如下(忽略固体体积)： 浓度/molL1时间/minNON2CO201.0000100.580.210.21200.400.3
6、00.30300.400.300.30400.320.340.17500.320.340.17分析表中数据，计算T1 时该反应的化学平衡常数为_(保留两位小数)。30 min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，如图2表示CO2的逆反应速率随反应时间(t)的变化关系图。请在图中画出在30 min时刻改变上述条件，在40 min时刻再次达平衡的变化曲线。4(1)对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，在恒温恒容的甲容器进行合成氨反应，如下图(图中所示数据为初始物理量)。t分钟后反应达到平衡，生成的NH3为0.4 mol。判断甲容器中的反应达平衡的依据是_(填字母)。A压强不随时间改变 B气
7、体的密度不随时间改变Cc(N2)不随时间改变D单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2E单位时间内断裂3 mol HH键，同时断裂6 mol NH键该条件下甲容器中反应的平衡常数K _；平衡时，甲的压强p平 _(用初始压强p0表示)。(2)最近华南理工大学提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如下图所示。为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c(NH)_(填“”“”或“”)c(NO)。IrRu惰性电极有吸附O2的作用，该电极上的反应为_。理论上电路中每转移3 mol电子，最多可以处理NH3H2O的物质的量
8、为_。答案精析1(1)A(2)CH3OH8OH6e=CO6H2O2CH3OH3O24OH=2CO6H2O(3)B点对应的温度和压强都比A点高，温度升高，或压强增大，都会加快反应速率(4)1画图如图所示2(1) 90.77 kJmol1(2)AD(3)0.02 mol (4)NH3F6e=NF34H3(1)SO22H2O2e=SO4H8OH2NO24S2O=8SON24H2O(2)0.56解析(1)依据图示可知，二氧化硫在阳极区域被氧化为硫酸根，即阳极区发生反应SO22e2H2O=SO4H。(2)分析知30 min时的操作是分离出部分二氧化碳，所以v逆(CO2)瞬间变小，随着反应进行，又逐渐增大
9、，但到平衡时依然比原平衡的小。4(1)ACE(或14.8)(2) O22H2e=H2O21 mol解析(1)A项，甲容器在恒温恒容的条件下发生，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，若反应未达到平衡，则气体的物质的量就会改变，气体的压强就会变化，所以压强不随时间改变可以证明反应达到平衡状态，正确；B项，由于气体的质量不变，容器内的气体体积不变，所以在任何时刻气体的密度都不随时间改变，故不能作为判断平衡的标志，错误；C项，若反应未达到平衡，c(N2)就会发生变化，所以c(N2)不随时间改变，可以证明反应处于平衡状态，正确；D项，在任何时刻都存在单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mo
10、l N2，故不可以证明反应达到平衡状态，错误；E项，单位时间内断裂3 mol HH键，就会产生6 mol NH键，同时断裂6 mol NH键，说明NH3的浓度不变，因此可以证明反应处于平衡状态，E正确；由于在该条件下甲容器中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量是0.4 mol，则反应消耗N2的物质的量是0.2 mol，消耗H2的物质的量是0.6 mol，所以平衡时N2的物质的量是0.2 mol，H2的物质的量是0.6 mol，各种物质的平衡浓度分别是c(N2)0.1 molL1；c(H2)0.3 molL1；c(NH3)0.2 molL1。则该反应平衡时的平衡常数K；在平衡时，甲的物质的量是0
11、.2 mol0.6 mol0.4 mol1.2 mol；由于容器的容积不变，所以容器内气体的物质的量的比就是气体的压强之比。压强p(1.2 mol1.6 mol)p0p0。(2)根据电荷守恒定律：c(H)c(NH)c(OH)c(NO)。由于溶液的pH5，溶液呈酸性，c(H)c(OH)，所以c(NH)c(NO)；IrRu惰性电极有吸附O2作用，IrRu惰性电极与电源的负极连接，作阴极，阴极发生还原反应，该电极上的反应为O22H2e=H2O2；氨气与氧气发生的反应是4NH33O2=2N26H2O。根据方程式可知若有4 mol的氨气反应，会转移电子12 mol，现在电路中转移3 mol电子，则反应消耗氨气的物质的量是1 mol，即最多可以处理NH3H2O的物质的量为1 mol。