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1、-1-专项突破练(六)加试第 30 题1(2017宁波市十校高三9 月联考)尿素(H2NCONH2)是目前含氮量最高的氮肥。国内外主要以 NH3和 CO2为原料进行合成。主要通过以下两个反应进行：反应 1：2NH3(l)CO2(g)H2NCOONH4(l)H1117.2 kJ mol1反应 2：H2NCOONH4(l)H2O(l)H2NCONH2(l)H221.7 kJ mol1请回答：(1)已知：反应3：NH3(l)NH3(g)H3ckJmol1。火电厂烟气脱硝所使用的还原剂氨 气 主 要 来 自 于 尿 素 水 解。则 反 应H2NCONH2(l)H2O(l)2NH3(g)CO2(g)的H
2、4_kJmol 1(用含c的式子表示)，该反应能在常温下缓慢发生的主要原因是_。(2)一定条件下，n(NH3)/n(CO2)对 H2NCOONH4的平衡转化率会产生明显的影响，如图1 所示。H2NCOONH4的 平 衡 转 化 率 随n(NH3)/n(CO2)增 大 而 上 升，试 分 析 其 原 因：_。图 1 恒温密闭容器中，一定量的NH3和 CO2反应合成尿素，第10 min 达到平衡。若相同条件下反应 1 的速率要快于反应2，请在图中画出015 min 内，H2NCOONH4的物质的量浓度随时间变化曲线。-2-图 2 下图表示不同条件下，反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的产物
3、浓度随时间的变化曲线。图 3 下列有关说法中，正确的是_。A达到平衡时间最快的是B反应约10 min 后，三个反应均已达到平衡C条件下氢气的平衡转化率大于D三个反应的平衡常数一定相同(3)用电化学方法可以实现低温常压合成氨。下图是以含N3熔融盐为电解质，电解合成氨装置的工作原理示意图。阴极的电极反应式为_。答案(1)95.52c该反应是熵增反应，有利于正向进行(2)过量的氨气会和反应2 的产物水发生反应，使反应2 的化学平衡正向移动，从而使H2NCOONH4的平衡转化率增大A(3)N26e=2N3-3-解析(1)根据盖斯定律的计算，反应32(反应 1反应 2)得出：H4(95.5 2c)kJ
4、mol1；此反应是熵增反应，有利于反应正向进行。(2)本题考查勒夏特列原理的应用，过量的氨气会和反应2 的产物水发生反应，使反应2 的化学平衡正向移动，从而使H2NCOONH4的平衡转化率增大。相同条件下，反应 1 的速率快于反应2，因此生成 H2NCOONH4曲线比消耗H2NCOONH4曲线陡，在10 min 时达到平衡，即10 min 到 15 min 应是平行于x轴的直线，根据平衡转化率其图像是。根据图像，首先达到平衡，即的反应速率最快，故A 正确；反应到10 min，和达到平衡，不知道10 min 后的曲线，因此无法判断是否达到平衡，故B错误；题目中没有说明改变的条件，如果改变的条件是
5、通入H2的量，虽然平衡向正反应方向移动，但氢气的转化率降低，如果是增大压强，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，故C 错误；如果是升高温度，反应速率加快，但化学平衡常数减小，是通入氢气，温度不变，平衡常数不变，则两者平衡常数不相同，故D错误。(3)考查电解原理以及电极反应式的书写，根据装置图电子移动方向，电子从电源的负极流向阴极，从阳极流向电源的正极，所以通N2的一极为阴极，通氢气的一极为阳极，阴极的电极反应式为N26e=2N3。2(2017金华市高三9月十校联考)碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关，请回答下列问题：(1)绿色植物的光合作用吸收CO2释放 O2的过程可以描述为以下两
6、步：2CO2(g)2H2O(l)2C5H10O4(s)=4(C3H6O3)(s)O2(g)4eH1 360 kJ mol112(C3H6O3)(s)12e=C6H12O6(s，葡萄糖)6C5H10O4(s)3O2(g)H1 200 kJ mol1则 绿 色 植 物 利 用 二 氧 化 碳 和 水 合 成 葡 萄 糖 并 放 出 氧 气 的 热 化 学 方 程 式 为_。(2)工业炼铁时有如下副反应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H0，该反应能正向自发进行的原因是_。某温度时，把 Fe 和 CO2放入体积固定的容器中，CO2 的起始浓度为2.0 molL1，达到平衡后，CO的浓度为
7、1.0 mol L 1，则该温度下，该反应的平衡常数K_。如果平衡后，再通入一定量的CO，则 CO2的物质的量分数将_(填字母)。A增大B减少C不变(3)已知反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H0 的逆反应速率随时间变化的关系如下-4-图，t1升温，t2达到平衡，请在图上画出t1t3时的v逆的变化曲线。(4)用间接化学法除去CO的过程如下图所示：已知电解池的阴极室中溶液的pH在 46 之间，写出阴极的电极反应式：_。答案(1)6CO2(g)6H2O(l)=C6H12O6(s，葡萄糖)6O2(g)H2 880 kJmol1(2)S0，高温条件可自发进行1.0 C(3)(4)2HSO
8、3 2e2H=S2O242H2O 解 析(1)2CO2(g)2H2O(l)2C5H10O4(s)=4(C3H6O3)(s)O2(g)4eH 1 360 kJmol112(C3H6O3)(s)12e=C6H12O6(s，葡萄糖)6C5H10O4(s)3O2(g)H1 200 kJ mol1根据盖斯定律，3得二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式：6CO2(g)6H2O(l)=C6H12O6(s，葡萄糖)6O2(g)H2 880 kJ mol 1。(2)影响反应方向的因素有焓变和熵变，该反应吸热，H0，所以该反应能正向自发进行的原因是 S0，高温条件可自发进行；Fe(s)CO2(g)FeO
9、(s)CO(g)开始/mol L1 2.0 0 转化/mol L1 1.0 1.0 平衡/mol L1 1.0 1.0 反应的平衡常数KcCOcCO21.01.0 1.0；平衡后再通入一定量的CO，平衡常数不变，CO、CO2的比例不变，所以CO2的物质的量分数不变。(3)升温正、逆反应速率均突然增大，平衡正向移动，所以t1t2之间逆反应速率逐渐增大，t2达到平衡，t2t3之间速率保持不变，图像为-5-。3(2017浙江省稽阳联谊学校高三8 月联考)对 CO2及氮氧化物的研究具有重大的意义：(1)CO2与 H2可用来合成可再生能源甲醇，已知CH3OH(l)的标准燃烧热H726.5 kJ mol1
10、、H2(g)的热值为142.9 kJ g1，则 CO2(g)3H2(g)CH3OH(l)H2O(l)的 H_。(2)用 NH3催化还原NOx时包含以下反应。反应：4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l)H10 反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H3Ea(B)Ea(C)B增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数C单位时间内H O键与 NH键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡D若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡将物质的量之比为21 的 NO、O2混合气体置于恒温密闭容器中发生反应，正、逆反应速率随时间变化曲线如图2 所示。在t1
11、时，保持容器压强不变，充入一定量的NO2，t2时建立新的平衡，请在图上画出t1t3正、逆反应速率随时间变化曲线。图 2(3)常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时碳酸分子的浓度为1.5 105molL1，溶液的 pH 5.6，(已知 105.62.5 106)。弱酸HClO H2CO3电离常数Ka4.7 10 8Ka1；Ka25.6 1011-6-Ka1_(忽略碳酸的二级电离),向 NaClO溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为_ _；熔融碳酸盐(传导 CO23)电解技术是一种吸收空气中CO2的新方法，其工作原理如图3 所示，写出电解时阴极的电极反应式：_。图 3 答案(1)130.
12、9 kJ mol1(2)CD(3)4.2 107CO2ClOH2O=HCO3HClO 3CO24e=C 2CO23解析(2)相同时间内生成的氮气的物质的量越多，则反应速率越快，活化能越低，所以该反应的活化能大小顺序是Ea(A)Ea(B)Ea(C)，A错误；增大压强能使反应速率加快，是因为增大了单位体积内活化分子数，而活化分子百分数不变，B 错误；单位时间内HO键断裂表示逆反应速率，N H键断裂表示正反应速率，单位时间内HO键与 NH键断裂的数目相等时，该反应的正、逆反应速率相等，说明反应已经达到平衡，C正确；该反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器中，反应时温度会升高，则K会减小，当K值不变时，说
13、明反应已经达到平衡，D正确；在t1时，保持容器压强不变，充入一定量的NO2，相当于将物质的量之比为21 的 NO、O2混合气体置于恒温密闭容器中发生反应，因此平衡是等效的，所以t1t3正、逆反应速率随时间变化曲线为。(3)平衡时氢离子浓度与碳酸氢根离子的浓度几乎相等，则Ka12.5 10 62.5 1061.5 1054.2 10 7；根据电离常数可知碳酸的酸性强于次氯酸，但次氯酸的酸性强于碳酸氢根，则向 NaClO溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为CO2ClOH2O=HCO3HClO；电解时-7-阴极是二氧化碳得到电子转化为碳和碳酸根，因此阴极的电极反应式为3CO2 4e=C 2CO23。