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1、2020-2021学年度高考三轮冲刺化学反应原理四1 .H N O 2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和N O 2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把F e 2+氧化成F e 3+.A g N C h是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题:(1)人体正常的血红蛋白含有F e2+.若误食亚硝酸盐(如N a N O2)则导致血红蛋白中的F e 2+转化为F e 3+而中毒,服用维生素C可解毒。下 列 叙 述 不 正 确 的 是 (填字母)。A.亚硝酸盐被还原 B.维生素C是还原剂C.维生素C将F e 3+还原为F e 2+D.亚硝酸盐是还原剂(2)某同学把
2、新制的氯水加到N a N O2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成N a N O3和HCL请写出反应的离子方程式:。2 .铭是人体必需的微量元素,它与脂类代谢有密切联系,但倍过量会引起污染,危害人类健康.(1)不同价态的铭毒性不同,三价铭对人体几乎无毒,六价铭的毒性约为三价倍的1 0 0倍.电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的C r 2 O 7 2,处理该废水常用的流程如图1所示:底冷的则热需潘出 物 废 水呼黑叼C r(0 H)3端N a 2 s 2。3在此过程中表现 性.若向含C F+的废水中加入过量N a O H溶液,会得到N a C r O 2溶液,N a C r C h中C r元素的化
3、合价为 价,反 应 的 离 子 方 程 式 为.(2)交警常用一种“酒精检测仪”检测司机是否酒后驾车.其反应原理如下,请配平该反应方程式:CrO3+CH3CH2OH+H2SO4-C H 3 C H O+C r2(S 04)3+H2O(3)已知存在平衡:2 C r O42-+2 H+C r2O72+H20.向 KZCRO7溶液中加入 B a (N O 3)2和P b(N O 3)2溶液,可析出B a C r O 4和P b C r O 4两种沉淀,反 应 的 离 子 方 程 式 为(任意写出其中一种即可).此时溶液中 c (P b2+):c (B a2+)=.已知 K s p (B a C r
4、O4)=1.2 5 X 1 O1 0;K s p (P b C r O4)=2.7 5 X I O-1 3(4)工业上以铭酸钾(K 2 Cr O 4)为原料,采用电化学法制备K 2 Cr 2 O 7,制备装置如图2所 示(阳 离 子 交 换 膜 只 允 许 阳 离 子 透 过).通 电 后 阳 极 的 电 极 反 应 式 为,请结合方程式解释反应一段时间后,在阴极室得到浓K O H溶液的原因_ _ _ _ _ _.3.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热能,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图1所示:SO3平衡转化率,%图2X(1)反应I的 化 学 方 程
5、 式 是。(2)反应I得到的产物用1 2进行分离。该产物的溶液在过量1 2的存在下会分成两层,含低浓度1 2的H2S O 4层和含高浓度1 2的HI层。根据上述事实,下 列 说 法 正 确 的 是 (选填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I 2前,H2 s 0 4溶液和HI溶液不互溶c.1 2在HI溶液中比在H2 s 0 4溶液中易溶辨别两层溶液的方法是 o经检测,H2 S O 4层中c (H+):c (S O42-)=2.0 6:1,其比值大于2的原因。(3)反应 H:2 H2 s CM(1)=2 S O 2 (g)+O 2 (g)+2 H2O (g)A H=+5 5 0 k J m
6、o r1它由两步反应组成:i.H2 S O 4 (1)S O 3 (g)+H2 O (g)H=+1 7 7 k J m o r1i i.S O 3 (g)分解。L (L i,L2)和 X可分别代表压强或温度,图 2表示L 一定时,i i 中 S O 3 (g)的平衡转化率随X的变化关系。写出反应i i S 0 3 (g)分解的热化学方程式:。X 代 表 的 物 理 量 是。4.氮氧化合物的处理对建设生态文明,美丽中国具有重要意义,可采用多种方法消除。方法一:氢气还原法(1)氢气在富氧条件下催化还原N O x,反应在低温时仍具有高活性和选择性。已知催化剂 R h 表面H2催化还原NO的反应机理如
7、表。序号基元反应活化能E a (k J.m o l-1)H2(g)+R h(s)+R h(s)=H(s)+H(s)1 2.6 N O(g)+R h(s)N O (s)0.0 N O (s)+R h(s)N (s)+0 (s)9 7.5 H (s)+O (s)O H (s)+R h(s)8 3.7 H O (s)+H(s)H2 O (s)+R h(s)3 3.5 H2 O (s)=H2 O(g)+R h(s)4 5.0 N (s)+N (s)=N 2 (s)+R h(s)+R h(s)1 2 0.9 O H(s)+R h(s)-H(s)+O (s)3 7.7H(s)+H(s)=H2(g)+R h
8、(s)+R h(s)7 7.8N O (s)N O(g)+R h(s)1 0 8.9其他条件一定时,决定H2催化还原NO的 反 应 速 率 的 基 元 反 应 为 (填标号),基元反应 H(s)+0 (s)O H(s)+R h(s)的!=kJ m o l o(2)在低温区催化剂P t/A l -M -1 0-A对生成N20具有敏感性,发生反应H2(g)+2 N 0(g)#N20 (g)+H20 (g),实验测定反应速率方程为 v (N20)=kp 2 (N O)p (H2)O在恒温恒容密闭容器中,氏 和NO以物质的量比1:2充入,容器压强为P o,达平衡时,N2O的体积分数为0.2。下 列 有
9、 关 说 法 正 确 的 是。a.平衡时,气体平均相对分子质量不再变化b.任意时刻,2 V正(N O)=丫逆(H2O)c.若向容器内充入少量O 2,平衡不移动出平衡后,向容器中按照1:2再充入H 2和N O,平衡向右移动达平衡时,v (N2O)=,Kp=0 (用含P o的代数式表示)方法二:C O 还原法,原理为 2 c o (g)+2 N O (g)2 C O2(g)+N 2 (g)H 0。(3)实验测得 v ;=k c 2 (C O)-c2(N O),v逆=1 逆 2 (C 0 2)-c (N2)(ME、k 逆为速率常数,只与温度有关)。如图所示四条斜线中,能表示p k正(p k=-l g
10、k)随温 度 变 化 的 斜 线 是,图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+2.5、a+0.5、a-0.5、a -2.5,贝嗨度Ti时化学平衡常数K=L-mofo5.NOx是形成雾霾天气的主要原因之一,以NOx为主的污染综合治理是当前重要的研究课(1)通常可采用氢气进行催化还原,消除NO造成的污染。已 知:N2(g)+O2(g)-2N0(g)H=akJ,mol ;2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)H=bkJmol;H2O(g)=H20 (1)H=ckJmol lo写出H2与 NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:。(2)用 NH3催化还原氮氧化物(SC R)技术是常见的烟气氮氧化物脱除
11、技术。反应原理如 图 1:当 NO2与 N O 的物质的量之比为1:1 时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当 有 15mol电子发生转移时,则参与反应的N O 的物质的量为。(3)可用电解法将硝酸工业的尾气N O 转变为NH4NO3,其工作原理如图2。M 极接电源的 极,N 极 的 电 极 反 应 式 为。(4)汽车尾气中的NOx以 N O 为主,净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)U2CO2(g)+N2(g)AH=akJ/mol在 500时,向恒容密闭体系中通入5m ol的 N O 和 5mol的 CO进行反应时,体系中压强与时间的关系如图3 所示。下列描述能说明反应达到平衡状态的
12、是A.v(C O)正=2v(N2)逆B.体系中混合气体密度不变C.体系中NO、C O 的浓度相等D.混合气体的平均相对分子质量不变E.单位时间内消耗nmol的 N O 同时消耗nmol的 N2 2min时 N O 的 转 化 率 为。500时的平衡常数Kp=MPa,(Kp为以平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=总 压 X物质的量分数)。若在4min改变的条件为升高温度,Kp减小,则 a 0。(填“大于”、“小于”或“等于”)6.氨 氮(NH3、NH4+等)是一种重要污染物,可利用合适的氧化剂氧化去除。(1)氯气与水反应产生的HC1O可去除废水中含有的NH3。已知:NH3(aq)+HC1O(叫)一
13、NH2cl(叫)+H2O(1)H=akJmol l2NH2C1(aq)+HC1O(叫)-N2(g)+H2O(1)+3H+(叫)+3C1(aq)H=bkJmol-1则反应 2NH3(aq)+3HC1O(aq)=N2(g)+3H2O(1)+3H+(aq)+3C(a q)的ZH=kJ mol 1。(2)在酸性废水中加入NaCI进行电解,阳极产生的HC1O可氧化氨氮。电解过程中,废水中初始C浓度对氨氮去除速率及能耗(处理一定量氨氮消耗的电能)的影响如图1-MITMEL*置重蛹M所示。图1 图2写出电解时阳极的电极反应式:。当 C浓度减小时,氨氮去除速率下降,能 耗 却 增 加 的 原 因 是。保 持
14、加 入 N aC I的量不变,当废水的p H 低 于 4 时,氨氮去除速率也会降低的原因是。(3)高铁酸钾(K 2 F e O 4)是一种高效氧化剂,可用于氨氮处理。K 2 F e O 4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的H+浓度影响较大。碱性条件下K 2 F e O 4可将水中的N H 3转化为N2除去,该 反 应 的 离 子 方 程 式 为。用K 2 F e O 4氧化含氨氮废水,其他条件相同时,废水p H对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图2所示。当p H小于9时,随着p H的增大,氨氮去除率增大、氧化时间明显增 长 的 原 因 是。7.N 2及含氮化合物在工
15、业上有重要作用。(1)对于:N2(g)+3 H2(g)U 2 N H 3 (g)AH=-9 2.4 k J/m o L 下列有关图象正确的是(2)对反应N 2 (g)+3 H 2 (g)W 2 N H 3 (g)进行如下实验:在恒容条件下,保持N 2的起始物质的量不变,研究H 2的起始物质的量及温度对平衡的影响。实验结果如图1所示(图中T表示温度,n表示物质的量):图1图2图象中T 2和T i的关系是:T2 T i (填“或 =a、b、c三点对应的平衡状态中,N2的 转 化 率 最 高 的 是 (填字母)。(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。现 以 出、0 2、熔 融N
16、 a2C O3组成的燃料电池为电源,采用电解法制备N 2 O 5,装置如2图所示,其 中Y为C 02。写 出 石 墨I电极上的电极反应式:。写出电解池阳极的电极反应方程式:。燃料电池中每消耗1 m o l氢气,理论上最多可制得N2O5 g 8.资源化利用C O 2,可以减少温室气体排放,还可以获得燃料或重要的化工产品。回答下列问题:(1)C O2的捕集用饱和N a2c 0 3溶液做吸收剂可“捕集”C O 2.写出“捕集”C O 2反 应 的 离 子 方 式。聚合离子液体是目前广泛研究的C O2吸附剂。结合如图分析聚合离子液体吸附C O 2的有 利 条 件 是 16128-备日菌修”、或“=”)
17、。(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 m ol N2O(g)和3 m oi NO(g),发生反应:N20 (g)+N0 (g)UN2(g)+N02(g)测得N2体积分数与温度、时间的关系如图所示。!0 (填或=)。下 列 情 况 表 明 该 反 应 达 到 平 衡 状 态 的 是 (填字母)。A.混合气体的密度不再改变B.相对分子质量不再改变C.N O和N0 2的消耗速率相等D.N2O的体积分数不再改变 时,该反应的平衡常数K=50 1 _殳-八Z 30 7 尸-T,宅 20 M-10 20 30 40 50 f/mm1 1.工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
18、C O(g)+2H2(g)UC H3 0 H(g)A H(1)该反应的A H 0.(填或 =)(2)若将等物质的量的CO和 比 混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是A.容器内气体密度保持不变B.混合气体的平均相对分子质量不变C.生成C H3 0 H的速率与生成H2的速率相等D.CO的体积分数保持不变(3)当按投料比2,分别在P l、P 2、P 3压强下,测得不同温度下平衡时CO的平衡转化率如图1 图 I*oCCO)图2tX5 20 K时,投料比2(总物质的量为3 m o1),维持反应过程中压强P 3不变,达到平衡时测得容器体积为0.1 L,则平衡常
19、数K=0若H2和CO的物质的量之比为n:1(维持反应过程中压强P 3不变),相应平衡体系中C H3 0 H的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。(4)甲醇合成甲醛的反应为:I.2C H3 0 H(g)UC H3 0 c H3 (g)+H20 (g)(主反应)I l .2C H3 OH(g)=C 2H4 (g)+2H2O(g)(副反应)反应过程中的能量变化如图3所示。在一定温度下,在恒容容器中进行合成甲醛的反应,测 得C H3 0 c H3含量随着时间的推移,先增大后减小,请结合碰撞理论说明原因:。在不改变温度的前提下,说出其中一个能增大C H3 0 c H3选择性的措施:。1
20、2.一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为C u 20/Zn 0):C O(g)+2H2(g)=C H3 0 H(g)根据题意完成下列各题:(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=,升高温度,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在5 0 0,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v (H2)=。(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的,下列有关该体系的说法正确的是a.氢气的浓度减少 b,正反应速率加快,逆反应速率也加快c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2)/n(C H 3 O H)增大(4)据研究,反应过程中起催化作
21、用的为C U 2 0,反应体系中含少量C O 2有利于维持催化剂C U 2 0的量不变,原因是:(用化学方程式表示)。MA)MB)1 3.环氧乙烷是高效消毒剂,可用于口罩等医用品消毒,工业常用乙烯氧化法生产。火 切 tm i nH2C-CH2主反应:2 c H 2=C H 2 (g)+O 2 (g)2(g)A H|=-2 0 9.8 kJ/m ol副反应:C H2=C H2(g)+3 0 2 (g)=2 C O2(g)+2 H2O (g)H 2=-1 3 2 3.0 kJ/m ol回答下列问题:(1)C 2 H 4的燃烧热1 1=-1 4 U.0 kJ/m ol,则环氧乙烷(g)的燃烧热!=。
22、(2)以 下既能加快反应速率又能提高环氧乙烷产率的方法有的。(填标号)A.降低温度B.向容器中充入N 2使压强增大C.采用改性的催化剂D.用空气替代氧气H2CCH2 H2C-CH2(3)已知:O(g)+H C 1 (g)OH Cl ,合成过程中的温度与氯乙醇的平衡产率关系如图a,3 0 下原料投料比与氯乙醇的平衡产率关系如图b o帮It密展经7 Hon 2 一 一-*上 A-、-1_._o 20 40 60 80 100 1:1.0|:|.i|:L2反腿段i X,“凶泣/白:H HCT图a 嘟反应随温度升高平衡产率降低的可能原因为;其它条件不变时,降低环氧乙烷与HC1的投料比,环氧乙烷的平衡转
23、化率将 o(填“增大”、“减小”或“不变”)(4)环氧乙烷经水解可得到乙二醇。乙二醇易溶于水的原因为;写出乙二醇-氧气碱性燃料电池的负极电极反应式:。14.酸性锌镒干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO2,ZnCb和NH4cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据表所示:表一:溶解度/(g/100g水)温度/化合物020406080100NH4cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614表二:化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值I
24、O17KT*039回答下列问题:(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为。(2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论上消耗Zn g.(己经F=96500C/mol)(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有Zn Cb和N EU Cl,二者可通过分离回收;滤渣的主要成分是M n 0 2、和,欲从中得到较纯的M n Ch,最简 便 的 方 法 是,其原理是。1 5.I .化学反应总是伴随能量变化,已知下列化学反应的焰变2 H I (g)H 2 (g)+I 2 (g)AH iS 02(g)+I2(g)+2 H2O (g)=H 2 s o 4 (1)+2 H I (g)A
25、H2H 2 S O 4 (1)=H20 (g)+S O 2 (g)O 2 (g)A H32 H 2 O (g)-2 H 2 (g)+O 2 (g)AH 4(1)A H4 与HI、Z H 2、A H3 之间的关系是:Z H 4。(2)若反应 S 0 2 (g)+I2(g)+2 H 2 O (g)H 2 S O 4 (1)+2 H I (g)在 1 5 0 C下能自发进行,则 0A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于都可】1.以C0 2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为C0 2加氢制取乙醇的反应:2 c 0 2 (g)+6 H 2 (g)U CH 3 c H 2 0 H (g)+3
26、 H2O (g)AH=Q k J/mo l (Q 0)在密闭容器中,按C0 2与H 2的物质的量之比为1:3进行投料,在5 M P a下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示。P=5 M P a,投料 n(H n(C 0,)=3时平衡体系组成完成下列填空:(1)表示CH 3 c H 2 0 H体 积 分 数 曲 线 的 是 (选填序号)。(2)在 一 定 温 度 下 反 应 达 到 平 衡 的 标 志 是。A.平衡常数K不再增大 B.C0 2的转化率不再增大 C.混合气体的平均相对分子质量不再改变D.反应物不再转化为生成物(3)其他条件恒定,如果想提高C0 2的反应速率,可
27、 以 采 取 的 反 应 条 件 是 (选填编号);达到平衡后,能提高H 2转化率的操作是(选填编号)A.降低温度 B.充入更多的H2 C.移去乙醇 D.增大容器体积(4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=%2020-2021学年度高考三轮冲刺化学反应原理四参考答案与试题解析1 .H N O 2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和N O 2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把F e 2+氧化成F e 3+.A g N C h是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题:(1)人体正常的血红蛋白含有F e2+.若误食亚硝酸盐(如N a N O2)则导
28、致血红蛋白中的F C?+转化为F e 3+而中毒,服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是D (填字母)。A.亚硝酸盐被还原 B.维生素C是还原剂C.维生素C将F e 3+还原为F e 2+D.亚硝酸盐是还原剂(2)某同学把新制的氯水加到N a N O2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成N a N O3和H C 1,请写出反应的离子方程式:N O 2+C I 2+H 2 O=N O 3 -+2 H+2 C L。【分析】(1)由题给信息可知F e 2+转化为F e 3+而中毒,服用维生素C可以解毒,说明在维生素C作用下F e 3+又转化为F e2+;(2)把新制的氯水加到N a N C h溶液中,观
29、察到氯水褪色,同时生成N a N C h和H C 1,二者发生氧化还原反应。【解答】解:(1)服用维生素C可以解毒,说明在维生素C作用下F e 3+又转化为F e2+,F e元素化合价降低,被氧化,则维生素具有还原性,而亚硝酸盐,会导致F e 2+转化为F e 3+,说明亚硝酸盐具有氧化性,在反应中为氧化剂,所以维生素C是还原剂,故D错误;故答案为:D;(2)某同学把新制的氯水加到N a N O2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成N a N O3和H C L 反应的离子方程式为:N O2+C l2+H 2 O=N O 3 +2 H+2 C r,故答案为:N O2+C 1 2+H2O=N O 3
30、+2 H+2 C r【点评】本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意离子方程式的书写,题目难度不大。2 .铭是人体必需的微量元素,它与脂类代谢有密切联系,但铭过量会引起污染,危害人类健康.(1)不同价态的铭毒性不同,三价倍对人体几乎无毒,六价铭的毒性约为三价倍的1 0 0倍.电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的C r2 O 72 ,处理该废水常用的流程如图1所示:图1除的防k l塔;黑黑“含c P物废水I触樱瞥|Cr(OH)3艰 皿人a岳外港 依-迂制pH-图2N a 2 s 2。3在此过程中表现 还原 性.若向含C r3+的废
31、水中加入过量N a O H溶液,会得到N a C rO2溶液,N a C rO2中C r元 素 的 化 合 价 为+3价,反应的离子方程式为C F+4O H =C rO 2 -+2氏0 .(2)交警常用一种“酒精检测仪”检测司机是否酒后驾车.其反应原理如下,请配平该反 应 方 程 式:2 C1C3+3 CH 3 CH 2O H+3 H 2S O 4-1 CH 3 CH O+3 Cr2(S O 4)3+6 H 2O(3)已知存在平衡:2Cr O 42-+2H+=Cr 2O 7 2-+H 2O.向 K 2Cr 2C)7溶液中加入 B a(NO 3)2和P b (NO 3)2溶液,可析出B aCr
32、CU和P b Cr CU两种沉淀,反应的离子方程式为Cr z C+H 2O+2B a2+=2B aCr O 4 I +2川(任意写出其中一种即可).此时溶液中 c (P b2+):c (B a2+)=2.2X1Q 3.已知 K s p (B aCr O 4)=1.25 X 10|(,;K s p (P b Cr O 4)=2.7 5 X1013(4)工业上以锚酸钾(K 2Cr O 4)为原料,采用电化学法制备K 2Cr 2O 7,制备装置如图2所 示(阳离子交换膜只允许阳离子透过).通电后阳极的电极反应式为2H 2。-4。=0 2+4寸(或4O H -4e .=0 2 t +2H 2O).请结
33、合方程式解释反应一段时间后,在阴极室得到浓K O H溶液的原因 阴极室发生反应2H 2。+2当=H 2 t +20江,c (O H )增大;K+穿过阳离子交换膜进入阴极室,与OH共同得到K O H .【分析】(1)Na2s 2。3与六价铭发生氧化还原反应将六价的还原成+3价,所 以Na2s 2。3是还原剂,NaCr Ch中Cr元素的化合价为+3价,向含Cr3+的废水中加入过量NaO H溶液,反应方程式为:Cr3+4O H .=Cr O 2+2H2O;(2)该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价,C2H 5 0 H中C元素化合价由-2价变为-1价,得电子的化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合
34、价升高的反应物是还原剂,其转移电子总数为6,根据转移电子相等、原子守恒配平方程式;(3)加入 Ba(NO3)2和 Pb(NO3)2溶液,平衡:2CrO42+2H+Cr2O72+H20 向逆反应方向移动,所以反应的离子方程式为Cr2O72+H2O+2Ba2+=2BaCrO4 I+2H+(或 CnC+H2O+2Pb2+2PbCrO4 I+2H+,由此分析解答;(4)阳极发生氧化反应,电极反应式为:2H2。-4e=O2 t+4酎(或 4 0 1 -4 屋=。2f+2H2O,阴极室发生反应2H2O+2e=H2 t+20H ,c(OH)增大;K,穿过阳离子交换膜进入阴极室.【解答】解:(1)Na2s2。
35、3与六价锅发生氧化还原反应将六价的还原成+3价,所以Na2s2。3是还原剂,NaCrCh中C r元素的化合价为+3价,向含G3+的废水中加入过量NaOH溶液,反应方程式为:Cr3+4OH=CrO2+2H2O,故答案为:还原;+3;Cr3+4OH-=CiO2+2H2O;(2)该反应中C r元素化合价由+6价变为+3价,C2H50H中 C 元素化合价由-2 价变为7 价,转移电子总数为6,根据转移电子相等知,CrO3的计量数是2,C2H50H的计量数 是 3,再 结 合 原 子守恒配平方程式为:2CrO3+3C2H50H+3H2sCM=Cr2(S04)3+3CH3CHO+6H2O,故答案为:2;3
36、;3;1 ;3;6;(3)加入 Ba(NO3)2 和 Pb(NO3)2 溶液,平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72+H20 向逆反应方向移动,所以反应的离子方程式为Cr2O72+H2O+2Ba2+=2BaCrO4 I+2丁(或+H2O+2Pb2+=2PbCrO4 I+2H+,2.2X10-3,故答案为:Cr2O72+H2O+2Ba2+-2BaCrO4 I+2H+;2.2X10-3;(4)阳极发生氧化反应,电极反应式为:2比0-4 5=+4 酎(或 4 0 1-4 屋=。2t+2H2O,阴极室发生反应2H2O+2e=H 2 t+20H ,c(O H D 增 大;K,穿过阳离子交换膜进入阴极室
37、,故答案为:2H2O-4e=O 2 t+4 H+(4 O H-4 e =O 2t+2H 2O);阴极室发生反应2H2O+2e=H2 t+20H-,c(OH)增大;K*穿过阳离子交换膜进入阴极室,与 0 丁 共同得至lj KOH.【点评】本题考查了物质分离与提纯方法及其综合应用用,题目难度中等,涉及难溶电解质的溶解平衡、氧化还原反应的计算以及化学方程式的书写、沉淀溶解平衡的理解与计算等知识,明确实验目的及实验原理为解答关键,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.3.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热能,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图1所示:(
38、1)反应 的化学方程式是 SO2+2H2O+l2=H2so4+2HI。(2)反应I 得到的产物用12进行分离。该产物的溶液在过量12的存在下会分成两层,含低浓度12的 H2s04层和含高浓度12的 HI层。根据上述事实,下列说法正确的是ac(选填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加 12前,H2s04 溶液和HI溶液不互溶C.12在 H I溶液中比在H2s04溶液中易溶辨别两层溶液的方法是观察颜色,颜色深的为H I层,颜色浅的为硫酸层。经检测,H2s0 4 层 中 c(IT):c(SO42-)=2.06:1,其比值大于2 的原因 硫酸层中含少量的H I,且 H I电离出氢离子。(3)反应
39、II:2H2s04(I)=2SO2(g)+02(g)+2H2O(g)H=+550kJmo1它由两步反应组成:i.H2SO4(1)-SO3(g)+H20 (g)AH=+177kJmor 1ii.SO3(g)分解。L(L i,L2)和 X 可分别代表压强或温度,图 2 表示L 一定时,ii中 SO3(g)的平衡转化率随X 的变化关系。写出反应iiS03(g)分解的热化学方程式:2s0 3()U2SO2(g)+O2(g)ZH=+196KJ,mol 1 。X 代 表 的 物 理 量 是 压 强。【分析】(1)由图可知,反 应 I 为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI;(2)分成两层,与溶解性、
40、密度有关;两层的颜色不同;H2s0 4 中 c(H+):C(SO42-)=2:I,且 H I电离出氢离子;(3)反应 n:2H2so4(I)2SO2(g)+02(g)+2H2O(g)H=+550kJmo1它由两步反应组成:i.H2so4(1)=S03(g)+H20 (g)A H=+nykJ-m or1盖斯定律计算II-iX 2 得到ii。SO3(g)分解反应的热化学方程式;由图可知,X 越大,转化率越低.【解答】解:(1)由图可知,反 应【为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HL该反应为 SO2+2H2O+b=H2so4+2HL故答案为:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI;(2)a
41、.两层溶液的密度存在差,才出现上下层,故 a 正确;b.加 I2前,H2s04 溶液和H I溶液互溶,与分层无关,故 b 错误;C.12在 H I溶液中比在H2s04溶液中易溶,则碘在不同溶剂中溶解性不同,类似萃取,与分层有关,故 c 正确;故答案为:ac;辨别两层溶液的方法是:观察颜色,颜色深的为H I层,颜色浅的为硫酸层,故答案为:观察颜色,颜色深的为H I层,颜色浅的为硫酸层;H2s0 4 层 中 c(H+):c(SO42-)=2.06:1.其比值大于2 的原因是硫酸层中含少量的 H I,且 H I电离出氢离子,故答案为:硫酸层中含少量的H I,且 H I电离出氢离子;(3)反应 H:2
42、H2SO4(1)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550kJmo1 它由两步反应组成:i.H2SO4(1)SO3(g)+H20 (g)H=+177kJnnol1盖斯定律计算H-iX 2 得 到 ii。SO3(g)分解反应的热化学方程式:2s03(g)U2SO2(g)+O2(g)H=+196KJm ol1,故答案为:2sCh(g)W2SO2(g)+O2(g)H=+196KJmor1;由图可知,X 越大,转化率越低,升高温度转化率增大,则 X 表示压强,故答案为:压强。【点评】本题考查混合物分离提纯及化学平衡等,为高频考点,题目难度中等,把握发生的反应、平衡影响因素为解答的关键,侧
43、重分析与应用能力的综合考查.4.氮氧化合物的处理对建设生态文明,美丽中国具有重要意义,可采用多种方法消除。方法一:氢气还原法(1)氢气在富氧条件下催化还原N O x,反应在低温时仍具有高活性和选择性。已知催化剂 R h 表面H 2 催化还原NO的反应机理如表。序号基元反应活化能E a (k J-m o l 1)H2(g)+R h (s)+R h (s)-H (s)+H (s)1 2.6N O(g)+R h(s)N O (s)0.0N O(s)+R h(s)N(s)+0 (s)97.5H (s)+0 (s)O H (s)+R h(s)8 3.7H O (s)+H (s)=H20 (S)+R h(
44、s)3 3.5H 2 O (s)H 2 O(g)+R h (s)4 5.0N (s)+N (s):-N 2 (S)+R h(s)+R h (s)1 2 0.9O H(s)+R h(s)H(s)+0 (s)3 7.7H (s)+H (s)H 2 (g)+R h(s)+R h (s)7 7.8NO(s)=NO108.9(g)+Rh(s)其他条件一定时,决定H?催化还原N O 的反应速率的基元反应为 (填标号),基元反应 H(s)+0(s)=OH(s)+Rh(s)的1=46.0 kJm olL(2)在低温区催化剂Pt/Al-M-1 0-A 对生成N2O 具有敏感性,发生反应H2(g)+2NO(g)U
45、N2O(g)+H2O(g),实验测定反应速率方程为 v(N2O)=kp2(NO)p(H2)O在恒温恒容密闭容器中,出 和 N O 以物质的量比1:2 充入,容器压强为P o,达平衡时,N2O 的体积分数为0.2。下列有关说法正确的是ad。a.平衡时,气体平均相对分子质量不再变化b.任意时刻,2V正(NO)=丫逆(H2O)c.若向容器内充入少量0 2,平衡不移动d.平衡后,向容器中按照1:2 再充入H2和 N O,平衡向右移动达平衡时,v(N2O)=,Kp=。(用含Po的代数式表示)方法二:CO 还原法,原理为 2co(g)+2NO(g)2cO2(g)+N2(g)AH0o(3)实验测得 V IE
46、=LEC2(C O)C2(NO),v 逆=14逆 约 2(CO2)c(N2)(k k 逆为速率常数,只与温度有关)。如图所示四条斜线中,能表示pk正(p k=-lg k)随温度变化的斜线是,图中A、B、C、D 点的纵坐标分别为a+2.5、a+0.5、a-0.5、a-2.5,则温度T i时化学平衡常数K=0.01 Lmol 一,n T【分析】(i)反应的活化能越高,反应速率越慢,对整个反应有决定作用;反应的焰变H=F 反应的活化能-逆反应的活化能;(2)a.该反应各物质均为气体,气体平均相对分子质量数值为;b.任意时刻,该反应的v(NO)=2v(H2O);c.O2能与NO反应,使NO的浓度降低;
47、d.平衡后,向容器中按照1:2再充入H 2和N O,相当增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;设充入的物质的量为I m o l,则n (N O)=2 m o L反应三段式为,H2(g)+2 N O (g)#N2O (g)+H2O (g)起 始 量(m o l)1200变 化 量(m o l)x2 xXX平 衡 量(m o l)1 -x2 -2 xXX平衡时,N2O 的体积分数为 0.2,即 0.2,解得 x=0.5 m o l,n (H2)=n (N2O)=n (H2O)=0.5 m o l,n (N O)=l m o l,此时容器内气体压强为,p (H2)=p (N2O)=p (H2O),
48、p (N O)p o,根据 v (N2O)=k p 2 (N O)p (H2)和 K p 计算 v (N2O)和 K p;(3)反应 2 c o (g)+2 N O (g)2 C O2(g)+N2(g)A H 0,为放热反应,升高温度,V j E、v逆、k正、k逆均增大,则p k正、p k逆均减小,但升高温度平衡向逆反应方向移动,则丫逆丫正、1 逆1 正,则p k Q p k逆;当反应达到平衡时,v#:=v逆,即k正 c?(C O)c2(N O)=k i g c2(C O2)*c (N 2),平衡常数 K。【解答】解:(1)由表中数据可知,反应N (s)+N (s)=N2(s)+R h (s)
49、+R h (s)的活化能最大,反应的活化能越高,反应速率越慢,对整个反应有决定作用,所以决定出催化还原NO的反应速率的基元反应为:反应H (s)+0 (s)O H (s)+R h (s)的活化能为 8 3.7 k J/m o L 反应O H (s)+R h (s)-H(s)+O (s)的活化能为 3 7.7 k J/m o l,即基元反应H (s)+0 (s)=O H (s)+R h (s)的正反应活化能为8 3.7 k J/m o l,逆反应活化能为 3 7.7 k J/m o l,所以基元反应 H (s)+0 (s)O H (s)+R h (s)的H=8 3.7 k J/m o l-3 7
50、.7 k J/m o l=4 6.0 k J/m o l,故答案为:;4 6.0;(2)a.该反应各物质均为气体,正向是气体体积减小的反应,气体总质量不变,气体平均相对分子质量数值为,则平衡时气体总物质的量不变,所以平衡时气体平均相对分子质量不变,故a正确;b.任意时刻该反应均存在v (N O)=2 v (H2O),平衡时V j E (N O)=2 v逆(H2O),故b错误;c.O2能与NO反应,若向容器内充入少量0 2,则反应物NO的浓度降低,平衡逆向移动,故C错误;d.由于正反应是气体体积减小的反应,平衡后,向容器中按照1:2再充入H 2和N O,相当增大压强,平衡正向移动,故d正确;故答