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1、1 题型十一题型十一化学反应原理化学反应原理 1.(2017 湖北八校联考).煤制天然气的工艺流程简图如下:(1)反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+135 kJmol-1,通入的氧气会与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用:。(2)反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41 kJmol-1。如图表示不同温度条件下,煤气化反应发生后的汽气比(水蒸气与 CO 物质的量之比)与 CO 平衡转化率的变化关系。判断 T1、T2和 T3的大小关系。(从小到大的顺序)若煤气化反应发生后的汽气比为 0.8,经煤气化反应和水气变换反应后,
2、得到 CO 与 H2的物质的量之比为 13,则反应应选择的温度是(填“T1”“T2”或“T3”)。(3)甲烷化反应发生之前需要进行脱酸反应。煤经反应和后的气体中含有两种酸性气体,分别是 H2S 和。工业上常用热碳酸钾溶液脱除 H2S 气体得到两种酸式盐,该反应的离子方程式是。.利用甲烷超干重整 CO2技术可得到富含 CO 的气体,将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品,其能源和环境上的双重意义重大。该技术中的化学反应为:CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)H0 CH4超干重整 CO2的催化转化原理示意如图:(4)过程,实现了含氢物质与含碳物质的分离。生成 H2O(g)的化学方
3、程式是。(5)假设过程和过程中的各步均转化完全,下列说法正确的是。(填序号)A.过程和过程中均含有氧化还原反应 B.过程中使用的催化剂为 Fe3O4和 CaCO3 C.若过程投料=1,可导致过程中催化剂失效(6)一定条件下,向体积为 2 L 的恒容密闭容器中充入 1.2 mol CH4(g)和 4.8 mol CO2(g),发生反应CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)H0,实验测得,反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图像如图。计算该条件下,此反应的 H=。2 导学号 40414165 2.(2017 安徽宣城二模)为研究哈伯法合成氨反应,T 时,在容积为 2 L
4、 的恒容容器中通入 4 mol N2和 12 mol H2,反应如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.0 kJmol-1,相关键能数据如下:NN HH NH 键能数据/(kJmol-1)946 436 x 若 25 min 时反应达到平衡,各物质浓度随时间变化曲线如图 1 中甲、乙、丙。回答下列问题:图 1(1)025 min 内,反应的平均速率 v(H2)为;表中 x=。(2)T 时,该反应的平衡常数 K=(用最简分数表达)。(3)T 时,若起始充入 8 mol N2和 24 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)在图 1 中相应的点为(填字母)。(4)以煤为主
5、要原料的合成氨工业中,原料气氢气常用下述方法获得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2 若已知 CO 和 H2的燃烧热分别为 283 kJmol-1和 285.8 kJmol-l;H2O(g)H2O(l)H=-44 kJmol-1,则 H2=。(5)氨气是生产硝酸的重要原料,其过程如下:图 2 写出步骤的化学方程式:。(6)图 3 是科学家提出的利用电解法常温常压下由氮气、氢气合成氨的示意图:图 3 由图可知,钯电极 B 是电解池的(填“阴极”或“阳极”);钯电极 A 上的电极反应式为。导学号 40414166 3 3.(201
6、7 贵州遵义二模)(1)将 Cl2通入水中,Cl2部分与水反应:Cl2+H2OH+Cl-+HClO。若要减少 Cl2的溶解,可在氯水中加入少量。A.AgNO3晶体 B.CaCO3粉末 C.NaCl 晶体 D.蒸馏水 E.浓盐酸(2)在 一 定 条 件 下,同 时 加 入 CO、H2O(g)、CO2、H2于 一 密 闭 容 器 中 发 生 如 下 反应:CO+H2O(g)CO2+H2,反应开始时向右进行。下列说法中不正确的是。A.反应开始时,正反应速率大于逆反应速率 B.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零 C.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零 D.随着反应的进行,逆反应速率增
7、大,正反应速率减小,最后相等(3)一定条件下(温度恒定),SO2与 O2反应的浓度随时间的变化如下表。时间/min 0 10 20 30 40 50 60 70 c(SO2)/(molL-1)1.0 c(O2)/(molL-1)0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05 c(SO3)/(molL-1)0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9 由上表数据计算:A.3040 min 时间段,以 SO2表示的反应速率为;B.该温度下,正反应的平衡常数的值为;C.平衡时,SO2的转化率为。(4)电解尿素的碱性溶液制氢气的装置示意图见下图(电解池中隔膜
8、仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为。(5)3.04 g 铜镁合金完全溶解于 100 mL 密度为 1.40 gcm-3、质量分数为 63%的硝酸中,得到 NO2气体 2 688 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入 1.0 molL-1 NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到 5.08 g 沉淀。则加入 NaOH 溶液的体积是 mL。导学号 40414167 4.(2017 河南百校联盟联考)钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。(1)Mo 可被发烟硝酸及氢氟酸氧化为 MoO2F2和 MoOF4(少量),硝酸本身被还原为 NO2,则该反应中氧化
9、剂与还原剂的物质的量之比为。(2)已知:2Mo(s)+3O2(g)2MoO3(s)H1 2MoS2(s)+7O2(g)2MoO3(s)+4SO2(g)H2 MoS2(s)+2O2(g)Mo(s)+2SO2(g)H3 则 H3=(用含 H1、H2的代数式表示)。(3)电氧化法提纯钼的原理:将辉钼矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中,用惰性电极电解,MoS2被氧化为 Mo和 S。辉钼矿应放入电解槽的(填“阴极区”或“阳极区”)。4 阴极的电极反应式为。(4)碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)MoO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na
10、2S(s)H,实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。图 1不同压强下温度与 H2平衡转化率的关系 图 20.1 MPa 下温度与平衡时气体成分的关系 由图 1 可知,该反应 H(填“”或“”)0,p1、p2、p3由大到小的顺序为。由图 2 可知,A 点时 H2的平衡转化率为。B 点对应的平衡常数 K=。5 题型十一化学反应原理 1.答案.(1)氧气与碳发生燃烧反应放热,放出的热被可逆反应吸收利用,促进反应正向移动(2)T1T2T3T3(3)CO2C+H2SHS-+HC.(4)4H2+Fe3O43Fe+4H2O(5)AC(6)+330 kJmol-1 解析.(1)C(s)+H2O(g)CO(g)
11、+H2(g)H=+135 kJmol-1,是吸热反应,而碳与氧气反应放出热量,使反应 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)向正反应方向移动,提高碳的利用率。(2)反应 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41 kJmol-1的正反应为放热反应,温度越高一氧化碳的转化率越低,由图可知,温度的大小为 T1T2p3p2p150%0.01 解析(1)Mo 可被发烟硝酸及氢氟酸氧化为 MoO2F2,硝酸本身被还原为 NO2,Mo 从 0 价升高到+6 价,N 从+5 价降低到+4 价,根据电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为61。(2)根据盖斯定律,由-,得 H3=H2-H
12、1。(3)MoS2被氧化为 Mo和S,电解池的阳极区发生氧化反应,则辉钼矿应放入电解槽的阳极区。阴极发生还原反应,是水电离的 H+得电子还原为氢气,电极反应式为 2H2O+2e-H2+2OH-(或 2H+2e-H2)。(4)由图 1 可知,氢气的转化率随温度升高而升高,说明温度升高平衡正向移动,即正反应为吸热反应,即该反应 H0,在恒温条件下,增大压强平衡逆向移动,氢气的转化 率 应 降 低,则 由 图 示 可 知 p1、p2、p3由 大 到 小 的 顺 序 为 p3p2p1。MoOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)MoO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s),设 A 点时混合气体的总物质的量为 1 mol,则 H2的物质的量为 0.4 mol,H2O(g)的物质的量为 0.4 mol,则变化的 H2的物质的量为 0.4 mol,A 点时 H2的平衡转化率为(H2)=100%=50%。B 点时 H2、CO 的体积分数均为 25%,则 H2O(g)的体积分数为 0.5,B 点对应的平衡常数K=0.01。