2021届高考化学二轮复习突破练习： 化学反应原理综合 （解析版）.pdf

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1、化学反应原理综合1、(2020泰安五模，1 8)乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。请回答下列问题：I.乙烷蒸汽裂解技术是工业上应用成熟的乙烯制备方法:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)用(1)已知:C2H 6 (g)、H2(g)和 CH2cH2 (g)的标准燃烧热分别是 1560kJ mol，285.8kJ moL 和 1411.OkJ mol1,则庐。(2)1000时，在某刚性密闭容器内充入一定量的C N S),只发生反应CjUg)CH2H2(g)+H2(g)A ,若平衡时容器中总压为p P a,乙烷的转化率为a,则该反应的平衡常数K=_Pa(用含p、a 的

2、代数式表示，而为用分压表示的平衡常数)。已知1000时该反应的&=4Xl()4pa,若 p=2.(X l()5,则a=_。达到平衡后,欲同时增大反应速率和a,可采取的措施有_(填选项字母)。A.升高温度 B.通入惰性气体C.增加乙烷浓度 D.加入催化剂I I.乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法：C2H6(g)+yO2(g)-C2H4(g)+H20(g)层一 149kJ molo(3)在乙烷氧化过程中，若 国 常 过 高，则会导致乙烷转化率降低，且易形成n(O2)积碳。8 0 0 C 时，当n(G H 6)和 n(0 2)的混合气以一定流速通过反应器时，混合气中曾2的比值对乙烷氧化裂解

3、制乙烯的反应性能的影响如图1 所示：ooO864201-21.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5/1(C2H6)/n(O2)图In*的最佳比值应为一。喘2 较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能为_。m.我国科学家利用固体氧化物电解池成功实现了乙烷电化学脱氢制备乙烯，装置如图2 所示：(4 )通入C O 2 的电极为 极(填“阳”或“阴”)；C 2 H 6生成C 2 H 4 的电极反应式为2【答案】(1)+1 3 6.S kJ-m o l1(2)里 0.4(或 4 0%)A (3)2：1(或1-a*2.0)乙烷发生深度氧化(或副反应增多)(4)阴 G H r Z e*。?三 c 2 H

4、 4+H 2 O2【解析】(1)根据盖斯定律，反应C2H6(g)=C 2HAg)+H2(g)可由-得到，则庐例-玲-1560kJ molT+285.8kJ morl+1411.OkJ 01-1=+136.8kJ-moPo 反 应 CHS)CH2=CH2(g)+H2(g),设开始时压强为P。，乙烷的转化率为a,则反应的乙烷的压强为a P。，平衡时的压强为(P。-a P。)，生成的乙烯和氢气的压强为aP。，若平衡时容器中总压为p P a,即(PaP+2aP)=p,则 P产 工，该反1+aj =ap x ap、应的平衡常数而=必黑答=上 高 詈=富 o 已知1000C时该反应的瓜=4p(乙坑)(a)

5、.1-a1 +a2X 104P a,若 p=2.1X105,则 衿=4Xl()4pa,a=0.4 达到平衡后，欲同时增大1-a反应速率和a,即既要增大反应速率又要让平衡正向移动，反应为吸热反应，升高温度反应速率增大，a 增大；恒容恒温条件下，通入惰性气体，化学反应速率不变；增加乙烷浓度，反应速率增大，但 a 减小；加入催化剂，反应速率增大,但 a 不变。(3)根据图像和已知条件：若 曙?过高，则会导致乙烷转化率降低，且易形n(O2)成积碳，n曙3 =2：M或 2.0)时反应物转化率较高，不易形成积碳，为最佳比n(O2)值。写 学 较 低时，生成乙烯的选择性较低，主要是因为乙烷发生深度氧化(或副

6、n(O2)反应增多)o3(4)电解池阴极发生还原反应，综上分析，二氧化碳在阴极发生还原反应，c m失电子与电解液中的一反应生成C 2 H 4,电极反应式为C2H 2 e-+()2-=C 2 H 4+4 0。2、(2 0 2 0 泰安二模，1 8)二茂铁是一种特殊的金属有机化合物，可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等，熔点为1 7 3 ,在 1 0 0 C时开始升华；沸点是2 4 9 o实验室制备二茂铁的反应原理是：2 K 0 H+F e C b+2 C 5 H 6=F e(C 5 H 5)2+2 K C l+2 H 2。，其装置如下图所示。实验步骤为:在三颈烧瓶中加入2 5 g 粉末状的K 0 H

7、,并从仪器a中加入6 0 m L 无水乙醛，充分搅拌，同时通氮气约1 0 m i n；再从仪器a 滴入5.5 m L 新蒸储的环戊二烯(C5H 6,密度为0.9 5 g -c u f,搅拌；将6.5 g 无水F e C k 与(Q O 2 S O (二甲亚碉，作溶剂)配成的溶液2 5 m L 装入仪器a中，慢慢滴入三颈烧瓶中，4 5 m i n 滴完，继续搅拌4 5 m i n；再从仪器a 加入2 5 m L 无水乙醛搅拌；将三颈烧瓶中的液体转入仪器X中，依次用盐酸、水各洗涤两次，分液得橙黄色溶液；4蒸发橙黄色溶液，得二茂铁粗产品。回答下列问题：(1)仪器a、X的名称分别是。(2)步 骤 中

8、通 入 氮 气 的 原 因 是(用 化 学 方 程 式 表 示)。(3)三 颈 烧 瓶 的 适 宜 容 积 应 为(选 编 号)。1 0 0 m L 2 5 0 m L 5 0 0 m L(4)步骤用盐酸洗涤的目的是 o(5)步骤是二茂铁粗产品的提纯，操作装置如图二所示，其操作名称为;该操作中棉花的作用是 o(6)为了确认得到的是二茂铁，还需要进行的一项简单实验是 o确定二茂铁的结构是下图b 而不是c,其测定的谱图为 obc【答案】(1)恒压漏斗、分液漏斗(2)4 F e2+8 0 l T+02+2 H20=4 F e(0 H)3 1 (3)(4)除去多余的K O H (5)升华 防止二茂铁挥

9、发进入空气中(6)测定所得固体的熔点 核磁共振氢谱【解析】5(1)根据装置图可知仪器a 是恒压漏斗；仪器X 用于分离互不相溶的两层液体物质，使用的是分液漏斗；(2)二茂铁中铁是+2 价，易被空气中氧气氧化，通入氮气排尽装置中空气，防止实验过程中亚铁离子被氧化；(3)由题意可知三颈烧瓶中共加入液体1 1 2.5 m L,三颈烧瓶中盛放液体的体积不超过容积的?，所以应该选择的规格是2 5 0 m L 三颈烧瓶，故合理选项是；(4)步骤用盐酸洗涤，可与其中的K 0 H 发生中和反应，而除去多余的K 0 H；(5)二茂铁由固体直接变成气体，然后冷凝收集，其操作名称为升华；该操作中棉花的作用是防止二茂铁

10、挥发进入空气中；(6)为了确认得到的是二茂铁，还需要进行的一项简单实验是测定所得固体的熔点；可根据物质的核磁共振氢谱图确定物质结构是b 还是c,若是b 结构，分子中只有一种位置的H原子，只有1 个吸收峰；若是图c 结构，分子中含有3 种不同位置的H原子，有 3 个吸收峰，吸收峰的面积比为1：2：2O3、(2 0 2 0 威海二模，1 9)自2 0 2 0 年 7 月 1日起，在全国范围内实行轻型汽车国V I 排放标准，该标准对氮氧化物、碳氢化物(H C)、一氧化碳和悬浮粒子等排放物的限制将更为严苛。(1)空燃比(A/F:空气质量与燃油质量之比)对尾气排放、发动机动力等都有很大影响。利用氧传感器

11、测定可找到最佳空燃比区域(曲线如图1)。由图可知最佳空燃比区域为 附 近,理 由 是。推广使用无铅汽油的优点是6(2)汽车尾气通过三元催化装置净化的原理是：2 N 0(g)+2 C0(g)”剂2 C02(g)+N2(g)H i已知:(D N2(g)+02(g)=2 N 0(g)A H2 C(s)+O2(g)=CO2(g)A H3 C(s)+1 o2(g)=CO(g)AH 4则 用=(用 含 上、/、比的关系式表示)。(3)选择性催化还原技术(S CR)利用氨或尿素将N O,还原为明和H20,原理是：N O (g)+N 02(g)+2 N H3(g)催 化 剂 3 H20 (g)+2 N2(g)

12、A H其他条件不变时,N O 的转化率与温度、压强的关系如图2 所示。则 0,P 1 P 2(填或 V”)o在500C时，2L密闭容器中充入ImolNO、ImolNOz和2molNH3,达平衡时压强为PiMPao则500时 该 反 应 的 平 衡 常 数 及=o(4)汽车尾气中还存在NH3等，含氮化合物广泛应用于化工、化肥、制药等领域。已知N2H4在水溶液中的一级电离方程式为N2H4乩0=N2H；+0H-,则 的 电 子式为 o已知：Ag+(aq)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(a q),其平衡常数表达式为&=理赛4 =1.7X107,Ksp(AgCl)=1.7X10-10o 用 ILc

13、 molLT的氨水可溶解|_Ag JNH3r0.lmol AgCl(s)(假设溶液体积仍为IL),则该氨水的最小浓度c=m o l LT(保留三位有效数字，提示：加 仁3.16)。【答案】14.7 在空燃比为14.7时，尾气中NO、HC、CO的含量最低 防止空气污染或减少有毒尾气排放或防止催化剂中毒(2)2 A瓜-瓜-2 以.-H-V V 知 或0.485 Pl H潸H+2.06【解析】由 图1可知，在空燃比为14.7时，尾气中NO,、HC、CO的含量最低，则最佳空燃比区域为1 4.7,推广无铅汽油可防止空气污染或减少有毒尾气排放或防止催化剂中毒，故答案为：14.7；在空燃比为14.7时，尾气

14、中NO、HC、CO的含量最低；防止空气污染或减少有毒尾气排放或防止催化剂中毒；(2)根据已知分析可得，反应X 2-X 2可得目标反应方程式，则由盖斯定8律可得 4=2 A A A A 2 故答案为：2 A A 2 A/；(3)由图2分析，其他条件不变时，温度的倒数增大，即温度降低，N O的转化率升高，反应正向进行，则该反应正反应方向为放热反应，即A长0,相同温度时，P 1-P 2,N 0的转化率降低，说明反应逆向进行，增大压强，反应向气体体积减小的方向进行，因此PP 2,故 答 案 为：;在5 0 0 时,N 0 的转化率为4 0%,2 L 密闭容器中充入I m o l N O、I m o l

15、 N O?和2 m o l N H3,则列三段式有：NO(g)+NO2(g)2NH3(g)3H2O(g)+2$(g)起始量(mol)11200转化量(mol)0.40.40.81.20.8平衡量jmolj0.60.61.21.20.8根据阿伏加德罗定律可知,恒温恒容时，压强与物质的量成正比，则 5 0 0 时该反应的平衡常数为/=产。485p1,故答案为:Pi或0.4 8 5 pi；(4)已知N2H4在水溶液中的一级电离方程式为N2H4皿O N2H；+0 IT,则中NH与H形成一对共用电子对,N与N形成一对共用电子对，则其电子式为HN：N：H+,H HH故答案为：IH:N:N;H+；H H已知

16、 A g C l(s)=A g+(a q)+C(a q),Ksp(A g C l)=c(A g )c(C D =1.7 X W1 0,又9A g+(a q)+2 N H3(a q)A g(N H3)2 +(a q),其平衡常数表达式为 Ag(N H J；Ag+NH32=1.7 X1 0?,氨水与A g C l 反应的离子反应方程式为2 N H3(a q)+A g C l(s)A g(N H 3)2 +(a q)+C r(a q),该反应的平衡常数为K=(募？0 =(K,p=2.89x 100,根据题意口 二 灰 色&订 巾.11n o i/L,N H3=c-2 C r ，则氨水的最小浓度c=费

17、贵+0.2“2.06mH L1，故答案为：2.0 6。4、(2 0 2 0 淄博二模，1 9)工业合成氨是解决人类的生存问题。回答下列问题:(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“a d”表示，对图中线间距离窄小的部分，其 能 量 差 用 t 的方式1表示。由图可知合成氨反应N z(g)+3 H 2(g)2 N H 3(g)的AH=k J-mol-1,反应速率最慢的步骤的化学方程式为 o反应历程工业合成氨反应为:N2(g)+3 H2(g)2 N H3(g),当进料体积比V )：V(H2)=1：3 时，平衡气体中N H 3 的物质的量分数随温度和压强

18、变化的关系如图所示：1080604020400则5 0 0 时：平衡常数 K p（3 0 M P a）KP（1 0 0 M P a）o（填“”）3 O M P a时，氢 气 的 平 衡 转 化 率 为（结果保留3位有效数字）。用平衡分压表示平衡常数（列出计算式即可，不必化简）。（3）科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨，工作时阴极区的微观反应过程如图所示，其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。阴极区生成加3的电极反应式为 o下列说法正确的是（填标号）。A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性B.选择性透过膜可允许用和N B通过，防止上0进入装置C.保持电流强度不变，升高溶液的温度，可以加

19、快电解反应的速率【答案】(1)-9 2 +3+2 H a d (2)=3 3.3%(30 x20%?,、7 、J(3)N2+6 e-+6 C2H50 H=2 N H3+6 C2H50-A B(30 X 20%)X(30 x60%)【解析】(1)由图可知，反应物(g)+g 庆(g)和生成物 N H3(g)l 的能量差为4 6 k J mo K1,合成氨反应 N2(g)+|H2(g)=阻(g)的A 年一4 6 k J -mo l-1,贝！J N2(g)+3 H2(g)2 限弓)的A H=2 X (4 6 k J -mo l_ 1)=9 2 k J -mo l-1；反应的活化能越大，破坏化学键消耗能

20、量越大，反应速率越慢，由图可知，(皿+3%)转 化 为(西+2 L)时，反应物破坏化学键消耗能量最大，则反应速率最慢，反应的化学方程式为N a d+3 H a d W N H a d +2 H a d,故答案为：9 2；N a d+3 H a d N H a d +2 H a d；(2)化学平衡常数是温度函数，只受温度变化的影响，则 5 0 0 时，反应平衡常数 4(3 0 M P a)=4(1 0 0 M P a),故答案为：=；设参加反应M的物质的量为必由题意建立如下三段式：N2(g)+3H用)=i 2NH,(g)起始量(mol)1 3 0变化量(mol)x 3x 2x平衡量(mol)1-

21、x 3-3x 2.x由图可知，氨气的物质的量分数为2 0%,则由三段式可 得 其=芸，解得后!，则氢气的平衡转化率为与x l 0 0%=3 3%；由三段式数据可得吊的体积分数为-x l 0 0%=2 0%,比的体积分数 为 冷 x l o o%=6 O%,则用平衡分压表示平衡常数4-2 x 4-2 x(30 x20%)；?故答案为：3 3%；(30 x20%)；(30 x20%)x(30 x60%)(30 x20%)x(30 x60%)12(3)从阴极区的微观反应过程示意图可知，用与C2H50H在阴极区得到电子发生还原反应生成NH3和C2H5。一，电极反应式为N2+6e+6C2H50H=2NH

22、3+6C2H50-,故答案为：N2+6e+6C2H50H=2NH3+6C2H50；A.从阴极反应看，电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液，三氟甲磺酸锂并未参与反应，作用是电离出离子，使溶液中离子浓度增大，增强溶液导电性，A 正确；B.从示意图可知，水在选择性透过膜上方，说明选择性透过膜可允许用和NH3通过，不允许压0透过，B 正确；C.保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率，C错误；AB正确，故答案为：ABO5、(2020淄博一模，20)I.C02催化加氢制甲醇是极具前景的资源化研究领域,主要反应有：i.C02(g)+3H2(g)30H(g)+H20(g)A 4=-49.4kJ mol

23、-1ii.C02(g)+H2(g)-C O (g)+H20(g)A A=+41.2kJ mol-1iii.CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)A(1)=_kj*mol_1o(2)已知反应i的速率方程为v正=1(正 x(C O 2)*x (H2),v逆=1 逆x(CH3OH)x(H20),女 正、k逆均为速率常数且只与温度有关，x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数=(以k正、k逆表示)。13(3)5 MP a 时，往某密闭容器中按投料比n G O：n(CO z)=3：1 充入乩和CO 2。反应达平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。200 220 240 260 2

24、80 U/X图中Y 代表_(填化学式)。2 5 0 时反应i i 的人 1(填或=)下列措施中，一定无法提高甲醇产率的是。A.加入适量CO B.使用催化剂C.循环利用原料气 D.升高温度(4)在 l O MP a 下将乩、C0 按一定比例投料，平衡状态时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。曲线b 代表的物质为(填化学式)。温度为7 0 0 K时，该反应的平衡常数而=_(MP a F 2(结果用分数表示)。II.在恒容容器中，使用某种催化剂对反应N 02(g)+S 02(g)=-S 03(g)+N 0(g)A14水0进行相关实验探究。改变投料比 n(S 0 2)：n(N 0 2)进行多组实验(

25、各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定S O 2的平衡转化率a (S O?)实验结果如图所示。已知：1 6,A z=l o(5 )如果要将图中R 点的平衡状态改变为X 点的平衡状态o 应采取的措施是 o(6)通过计算确定图中R、X、Y、Z 四点中温度相等的点是一。k1【答案】(1)-9 0.6 (2)/CH3 0 H B、D (4)H2 K逆，(5)升高温度(6)X 和 Z【解析】I.(1)i.C02(g)+3 H2(g)=C H 3 0 H(g)+H20 (g)幻一4 9.4 k J-m o l-1i i.C02(g)+H2(g)(g)+H20(g)笈=+4 1.2 k J,m o l1

26、根据盖斯定律 i-i i 得 CO (g)+2 H2(g)=C H 3 0 H(g)-4 9.4 k J-m o l-1-4 1.2 k J m o r1=-9 0.6 k J,m o l-1；15(2)K/X(CH3O H)X(H2O)X(CO2)-X3(H2)反应达到平衡时V正=V 逆，即k正x(C()2),X3(H2)=k逆X(CH30H)XC HZO),kll:X(CH3Q H)X(H2Q)k 逆 X(CO2)-X3(H2)，所以_ k正k逆(3)升高温度，反应i 逆向移动、反应i i i 逆向移动所以甲醇的含量明显减小;反应i i 正向移动,CO 含量增大,水的含量变化小于甲醇,故图

27、中Y 代表CLO H、X 代表CO、Z 代表Q 0；2 5 0 C时反应i i 的黑)；篙，根据图示C O、的物质的量分数小于C02、H2,所以 质 1；A.加入适量CO ,反应i i i 正向移动，能提高甲醇的产率，故不选A；B.使用催化剂，平衡不移动，一定不能提高甲醇的产率，故选B；C.循环利用原料气，提高原料利用率，能提高甲醇的产率，故不选C；D.升高温度，反应i、反应i i i 均逆向移动，一定不能提高甲醇的产率，故选D；(4)升高温度，反应i i i 逆向移动，、CO 按 2:1 的比例增大，CH3 0 H的物质的量减小，故图中a 代表CH3 O H、c 代表CO、b 代表透；10

28、x0.2+0.4+0.4温度为70 0 K 时，该反应的平衡常数&=IPX-xflOx)0.2+0.4+0.4 I 0.2+0.4+0.4)32(M Pa)-2；II.(5)图中R点的平衡状态改变为X点的平衡状态，a(S 0 2)减小，平衡逆向16移动，所以改变的条件可以是升高温度;(6)X点:NO2(g)+S O2(g)s o3(g)+N O(g)开始aa00转化0.5 a0.5 a0.5 a0.5。平衡0.5a0.5。0.5。0.5。0.5。x 0.5。1K正-=1厂 0.5。x 0.5。*9Y点:NO2(g)+s o2(g)s o3(g)+N O(g)开始a2a00转化0.5 a0.5。

29、0.5。0.5a平衡0.5a1.5。0.5a0.5a0.5。x 0.5。1Ky0.5。x 1.5。3幻 1 6,友 二 1；所以图中R、X、Y、Z四点中温度相等的点是X、Z o6、(2 0 2 0 潍坊二模，1 7)1,3 一丁二烯是重要的化工原料，工业上常用1-丁烯催化脱氢的方法制备。将 O.l m o l l 一丁烯和0.675 m o l 水蒸气组成的混合气，在80 kPa 恒压下进行反应：C H3C H2C H=C H2(g)催/C H2=C H C H=C H2(g)+H2(g)及请回答下列问题:(1)已知化学键键能数据如下，由此计算年kj m o l-1o17化学键c-cC=CC-

30、HH-H键能/k jmol1348612412436(2)如图表示脱氢反应中温度对1一丁烯的平衡转化率的影响，工业生产通常控制反应温度600o请解释工业生产控制温度在600的原因 o此温度下反应进行2.5h后达到平衡，从开始反应到建立平衡，以比表示的反应速率为*上)=kPah Z 脱氢反应的平衡常数一=kPa(为以分压表示的平衡常数，P分=P总 X物质的量分数)。(3)在密闭容器中反应达到平衡后，再充入L575moll一丁烯和1.625moll,3-丁二烯，化 学 反 应 向(填“正反应”、“逆反应或 不移动”)方向进行。【答案】(1)124(2)600时 1-丁烯的平衡转化率高，催化剂活性强

31、 1j (3)正反应【解析】(1)根据表格键能数据，年反应物总键能-生成物总键能=8EC-H+2ECV+EC-GEC-H-18Ec-2 EC C-EH-H=2 EC-H+EC-E；-EH-H=2 X 4 1 2 kJm o l T+3 4 8kJ-m o r61 2 kJ-m oL4 3 6kJm o r1=+1 2 4 kj m o r1；(2)催化剂的活性与温度有关，6 0 0 C时催化剂的活性最大，一丁烯的平衡转化率高；根据图表数据，6 0 0 C达到平衡时，1-丁烯的转化率为2 5%,列“三段式”:始(mol)变(mol)平(mol)CH3CH2CH=CH2(g)0.10.0250.0

32、75催化剂ACH2=CHCH=CH2(g)00.0250.025+H?(g)00.0250.025p(H2)=80 kPa X0.0250.075+0.025+0.025+0.675=2.5 kPa,p(C H2=C H C H=C H2)=80 kPa X0.0250.075+0.025+0.025+0.6750.075=2.5 kPa,p(C H3C H2C H=C H2)=80 kPa X0.075+0.025+0.025+0.675=7.5 kPa,则以H?表示的反应速率为武 田=鬻=IkPa 皿”2.5kPax2.5kPah ,平 衡 常 数 后.P a 56(3)在密闭容器中反应达

33、到平衡后，再充入1.5 75 m o l l 一丁烯和1.62 5 m o l l,3-丁二烯，Z 7(C H3C H2C H=C H2)=1.5 75 m o l+0.0 75 m o l=l.65 m o l,Z 7(C H3C H2C H=C H2)=1.62 5 m o l+0.0 2 5 m o l=l.65 m o l,则此时 p(H2)=80 kPa X0.0251.65+1.65+0.025+0.675=0.5 kPa,p(C H2=C H C H=C H2)=80 kPa X1.651.65+1.65+0.025+0.675=1 6.5 kPa,(C H 3 c H 2 c

34、H X L)=80 kPa X1.651.65+1.65+0.025+0.675“L ie-0.5kPaxl6.5kPa _=1 6-5 kPa,以=6.5kPa=0.5k P a|,反应未达到平衡，向正反应方向移动。O7、(2 0 2 0潍坊零模，1 6)双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。它在N C P疫情控制中发挥重要作用。19(1)工业生产双氧水常采用催化剂一乙基慈酸法，其反应过程如图所示：2 O H oMor妥 翳 0X50()H0乙 基 板 A叩akj.m。尸乙基氢感醍 例=bkJ moL写出工业制备员0 2(1)反应的热化学方程式。(2)过氧化氢还可以通过电解-水解法制得。

35、工业上用P t作电极材料，电解硫酸氢钱饱和溶液得到过二硫酸铉(NHJZSZOJ,然后加入适量硫酸以水解过二硫酸钱即得到过氧化氢。写出阳极的电极反应式整个过程的总化学方程式是。(3)某课题组在2 9 8 K 时研究H 2 0 2+2 H I=2 H 2 0+L 反应速率的影响因素，实验结果如下表：试验编号12345c (H I)/m o l -L-10.1 0 00.2 0 00.30 00.1 0 00.1 0 0c(H202)/m o l L 10.1 0 00.1 0 00.1 0 00.2 0 00.30 0v/m o l ,L-1 s-10.0 0 7 6 0 0.0 1 5 30.0

36、 2 2 7 0.0 1 5 1 0.0 2 2 8分析上述数据，写出反应速率与物质浓度的关系式该反应的速率常数(k)的值为20(4)过氧化氢是强氧化剂，在许多反应中有重要的应用。在一定温度下，将0.4molN2H4(g)和0.6molH202(g)装入2L固定容积的容器中，发生反应N2H4(g)+2H202(g)-N2(g)+4H20(g)AH0,当 N2HAg)的转化率为 50%时反应达到平衡，该反应的化学平衡常数的值为实验测得反应中N2HXg)的转化率(a)与温度(T)的关系如图所示，分析说明温度高于T。时，N2H4(g)的转化率下降的原因是o77温度【答案】(l)H2(g)+02(g)

37、=H2()2 生(a+b)kJ-molT(2)2S042-2e=S2082-或 2HS04-2e=S2082+2H+2H2O -H202+H21(3)v=kc(H202)c(HI)0.76(4)2.56 温度高于T。，化学平衡逆向移动；温度高，过氧化氢分解，浓度降低，平衡逆向移动【解析】0 OH据图可知 i：O C C+H2(g)=层a k JmoL;0I OHOH 0i i：+2(g)=Q X X)+H2O2 A b k J mor1；1 OH 0根据盖斯定律i+i i可得M gHCM ghlW z 庐(a+b)kj mol-1；21(2)电解池中阳极失电子发生氧化反应，电解过程中硫酸氢核饱

38、和溶液得到过二硫酸钱(陶)2 5 2()8,该过程中硫酸根中的部分氧原子由-2 价被氧化为-1 价，所以阳极的反应为：2 S 042-2 e=S2082-;加入适量硫酸以水解过二硫酸铉即得到过氧化氢，离子方程式应为：S2082+2 H20=H 2 O 2+2 S O 42-+2 T,据此可知整个过程中实质就是电解水，方程式为：2 H20=H2O2+H21 ;(3)浓度越大反应速率越大，二者成正比；对比1 和 3 组数据可知，若反应速率与浓度之和为正比关系，则 3 组的反应速率应为1 组的2 倍，但实际不是，因此反应速率应与浓度之积有关，不妨设片女“H 2()2)(H D,根据2、4 组数据可知

39、.(.()-2 0 0)1()-1 0(1=1 则*=丫，则有 0.0 1 5 3=k X 0.2 0(/X0.1 0 0,0.0 0 7 6=k X0.1 0 0 x(0.2 0 0)(o.i o o)yX0.1 0 0 联立可以解得x=L斤0.7 6,所以,反应速率与物质浓度的关系式为尸死?(H 2 O 2)c(H I),其中,0.7 6；(4)容器的容积为 2 L,则初始投料为 c(N 2 H 4)=0.2 m o l/L,c(H202)=0.3 m o l/L,N 2 H 4的平衡转化率为5 0%,据此可得三段式：N2H4(g)+2H2O2(g)N2(g)+4H2O(g)起始(mol

40、I?)0.2 0.3 0 0转化(mol L)0.1 0.2 0.1 0.4平衡(mol L)0.1 0.1 0.1 0.4则平衡常数后瞽 震=2.56；O.r xO.l该反应为放热反应，温度高于T。，化学平衡逆向移动，同时温度过高，过氧化氢分解，浓度降低，平衡逆向移动，所以N 2 H 4 (g)的转化率下降。228、(2 0 2 0枣庄二调，1 6)C O?和C H,是两种主要的温室气体，以C H,和C O 2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向，回答下列问题：(1)工业上C H,-凡。催化重整是目前大规模制取合成气(C 0和乩混合气称为合成气)的重要方法，其原理为：反应

41、 I:C H4(g)+H2O(g)C O(g)+3 H2(g)；A H,=+2 0 6.4 k J-m o r,反应 H:C O(g)+H2O(g)C O2(g)+H2(g).A/2=-4 1 k J m o r C H(g)和H2O(g)反应生成C O2(g)和H2(g)的热化学方程式是 将1 m o l C H4(g)和11n o i H Q(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度2 9 8K、压强l O O k P a),发生反应I,不考虑反应n的发生，该反应中，正反应速率%=xp(C H 4)xp(H 2 O),P为分压(分压=总压X物质的量分数)，若该条件下=4.5 xl O-4k P

42、a-s-1,当C H 4 分解 2 0%时，/=k P a p3 p 由小到大的关系为23对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数（记作“）,如果P4=2 MP a ,求 x 点的平衡常数K产（用平衡分压代替平衡浓度计算）O 下 列 措 施 中 能 使 平 衡 正 向 移 动 的 是 （填字母）。a.升高温度b.增大压强c.保持温度、压强不变，充入H ed.恒温、恒容，再充入1 m o l C O?和 1 m o l C H4（4）科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用图所示装置可以将C O 2 转化为气体燃料C0（电解质溶液为稀硫酸）,该装置

43、工作时,M 为 极（填“正”或“负”），导线中通过2 m ol 电子后，假定体积不变M 极电解质溶液的pH（填“增大”、“减小”或“不变”），N 极电解质溶液变化的质量八根=_ go【答案】（D C H 4（g）+2 H q（g）=CC）2（g）+4 H 2（g）A H =+16 5.4 k J-m or（2）0.5 （3）RP2P3 a c d（4）负 不变 1824【解析】反应 I：C H4(g)+H2O(g)CO(g)+3 H2(g)AW1=+206.4kJmorl反应 f l:CO(g)+H2O(g)C O2(g)+H2(g).”2=-4 1k J m o利用盖斯定律，将反应i +反应

44、n,即可得出热化学方程式为C H4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4 H2(g)A W =+16 5.4 k J-m or1 o 答案为:C H4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4 H2(g)AW=+16 5.4 k J m or,;(2)当(U分解20%时，建立如下三段式：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)起始量(mol)1100变化量(mol)0.20.20.20.6平衡量(mol)0.80.80.20.6xP(C H4)x P(H2O)=4.5 X 10 4k Pa _1 s_ 1 X (XIOOk Pa)X (X10 0 k Pa)=0.5 kP a/。答案

45、为:0.5；(3)从方程式看，加压平衡逆向移动，CH的转化率减小，由此得出压强R、P?、P3、P,由小到大的关系为R P2 P3 P4 0答案为：P1.a.从图象看，升高温度，C&的转化率增大，则正反应为吸热反应，升高温度平衡右移，a 符合题意；b.反应物气体分子数小于生成物气体分子数，增大压强，平衡逆向移动，b 不合题意；C.保持温度、压强不变，充入He,则容器体积增大，平衡正向移动，c 符合题意；d.恒温、恒容，再充入1 m ol CO?和 1 m ol CH,则增大反应物浓度，平衡正向移动，d 符合题意；故选a c d。答案为：a c d；(4)该装置工作时,M极由4 0 失电子转化为O

46、2,则其为负极;M极:2H20-4 e=02+4 H+,N 极：2c o2+4 e*4 Ht=2C0+2H2。，导线中通过2 m ol 电子，M 极生成2m oi T,同时有2m ol H+转移入正极，所以M 极 c(H+)不变，电解质溶液的p H不变;导线中通过2 m ol电子，N 极生成Im ol ILO,电解质溶液变化的质量Am=l m ol X18g/m ol=18g。答案为：负；不变；18。9、(20 20 烟台一模，16)氢气是一种清洁高效的新型能源，如何经济实用的制取氢气成为重要课题。26（1）硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下:太阳能 H;O 太阳能已知:反

47、应 I：S 0 2(g)+2(g)+2庆 0 =2HI(a q)+H2s 0 4(a q)AHi =-213 k J m ol-1反应 H：H2s OKa q)=S 0 2(g)+4 0 +l/20 2(g)AH2=+3 27 k J m ol-1反应 H I：2Hl (a q)=H2(g)+I2(g)AH3=+17 2 k J m or1则反应 2H20(1)=2H2(g)+02(g)AH=o(2)H2S 可用于高效制取氢气，发生的反应为2H2s(g)w S z(g)+2H2(g)oI.若起始时容器中只有H 2 S,平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图:1200 1400 1600

48、1800裂解温度/K图中曲线1 表示的物质是（填化学式）。A点时H 2 s 的转化率为 oC点时，设容器内的总压为p P a,则平衡常数（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X物质的量分数）。27I I.若在两个等体积的恒容容器中分别加入2.Omol H2S l.Omol H2S,测得不同温度下H2S的平衡转化率如图所示：5O5O5(0S554433小阜衡轮率1200 1400 1600 温度/CM点和0点的逆反应速率v(M)v(0)(填或“=，下同);M、N两点容器内的压强2P(M)P(N),平衡常数K(M)K(N)O【答案】+572kJm oL(2)S2 50%p Pa 【解析】(1)根

49、据盖斯定律，反应(I+n+ni)X 2可得到反应2H2。(1)=2H2 (g)+。2 (g),其年2(笈+出 AK)=2X(172+327-213)=+572kJ mol-1,故答案为：+572kJ-mol-1；(2)I.由反应方程式2H2s(g)=S2(g)+2Hz(g)可知,若起始时容器中只有H2S,平衡时S2的物质的量为上的;，则曲线1表示的物质是S 2,故答案为：S2；根据图像，A点时，硫化氢和氢气的物质的量相等，根据2H2s(g)=S2(g)+2H2(g),说明反应的硫化氢与剩余的硫化氢相等，H2s的转化率为50%,故答案为：50%；根据A点可知，起始时硫化氢为20mol,B点时，硫

50、化氢与S2的物质的量相等，28设分解的硫化氢为X,贝!J2 O-X=；,解得xmoL容器中含有H 2 s m m o L S2y40i i 1 (|pP a)2x(|pPa)m o l,H2m o l,物质的量分数分别为1%，平衡常数V 4=P P a,3 4 4 2(/4故答案为：p P a；II.反应2 H2S (g)=S2(g)+2 H2(g)中，H2S的物质的量增加，其平衡转化率反而减小，即M点和0点分别所在的曲线代表H 2 s 的起始量为0.hn o l 和 0.2 m o L 恒容容器中，M点的浓度小于0点，则逆反应速率v(M)v(0),故答案为：；由图像可知，H 2 s 的转化率