高考化学压轴题专题化学反应原理综合考查的经典综合题含
答案
八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案
(1)一、化学反应原理综合考查1．甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：⑴已知甲醇分解反应：CH3OH(g)/CO(g)+2H2(g)△H1=+90.64kJ・mol-1；水蒸气变换反应：CO(g)+H2O(g)/CO2(g)+H2(g)△H2=-41.20kJ・mol-1。则CH3OH(g)+H2O(g)/CO2(g)+3H2(g)△屯二kJ・mol-i。科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(lll)表面发生解离时四个路径与相对能量的关系如图所示，其中附在Pd(lll)表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为80200]20-20-80-100过邂态I迅镀态3过渡态」迪…■上号三1一治,『-cu.oirC0+4H⑶在O.IMPa下，将总进料量为1mol且n(CH3OH)：n(H2O)=1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。实验测得水蒸气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是②平衡时，测得ch3oh的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分的含量与反应温度的关系如图所示，曲线b、c对应物质的化学式分别为、⑷573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00MPaCH3OH使其分解，th后达平衡时H2的物质的量分数为60%，则th内v(CH3OH)=MPa•h-i,其分压平衡常数Kp=MPa2。【答案】+49.44CH2O*+2H*=CHO*+3H*(或CH2O*=CHO*+H*)随温度升高，催化活性3.75降低COHO(g)168.7522t【解析】【
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
】【详解】甲醇分解反应：CH3OH(g)/CO(g)+2H2(g)△H1=+90.64kJ・mol-i；①水蒸气变换反应：CO(g)+H2O(g)/CO2(g)+H2(g)^H2=—41.20kJ・mol-i。②将①+②，即可求出CH3OH(g)+H2O(g)/CO2(g)+3H2(g)△H3==+90.64kJ・mol-1+(-41.20kJ・mol-i)=+49.44kJ・mol-1，故答案为:+49.44；活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，从图中可以看出，过渡态3发生的反应活化能最小。反应物为"CH2O*+2H*”，产物为"CHO*+3H*，故反应方程式为CH2O*+2H*=CHO*+3H*.因为2H*反应前后都吸附在催化剂表面，未参与反应，故反应实质为ch2o*=cho*+h*，故答案为：CH2O*+2H*=CHO*+3H*(或CH2O*=CHO*+H*)；因为温度升高，反应速率应加快，而图中速率减小，显然不是温度的影响，只能为催化剂的活性降低，故答案为：随温度升高，催化活性降低；②对于反应co(g)+H2O(g)—二CO2(g)+H2(g)△HV0,其他条件不变时，升高温度，平衡向左移动，即CO、h2o的含量均增大，co2、h2的含量均减小。依据图中信息，可初步得知，a、b曲线分别对应CO2或H2，c、d曲线则对应CO或H2O(g)。根据反应方程式可知：该反应起始时，n(H2)>n(CO2)、n(H2O)>n(CO)，平衡时含量必然有H2>CO2、H2O>CO.故a、b、c、d曲线分别对应H2、CO2、H2O(g)、CO,曲线b、c对应物质的化学式分别为co2、h2o(g)，故答案为：co2、h2o(g)；假设CH3OH的压强变化量为x,列出三段式：CH’OH(g)/CO(g)+2H(g)2起始(MPa)5.000转化(MPa)xx2x平衡(MPa)5.00-xx2x2x605+2x-1003.75MPa3.75x=3・75Mpa，v(CH30H)=^^=〒皿臥--=168.75(MPa)2，P(co)P2(h)_3.75MPax(7.5MPa匕Kp=P(CHOH)~=1.25MPa33.75故答案为：一厂；168.75(MPa)2。【点睛】本题综合考查化学平衡问题，题目涉及化学平衡计算与影响因素、反应热计算等，侧重考查学生分析计算能力，注意盖斯定律在反应热计算中应用，难点(4)列出三段式，理清平衡时各物质的量，是解题关键。2.利用碳和水蒸气制备水煤气的核心反应为：C(s)+H2O(g)FH2(g)+CO(g)⑴已知碳(石墨)、H2、CO的燃烧热分别为393.5kJ・mol-1、285.8kJ・mol-1、283kJ・mol-1，又知H2O(l)=H2O(g)AH=+44kJ^mol-i，则C(s)+H2O(g)龙O(g)+H2(g)AH=。⑵在某温度下，在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭，并充入imolH2O(g)发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如表：时间/min010203040总压强/100kPa1.01.21.31.41.4平衡时，容器中气体总物质的量为mol，H2O的转化率为。该温度下反应的平衡分压常数Kp=kPa(结果保留2位有效数字)。(3)保持25C、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体，发生可逆反应C+H2O(g)龙O+H2并已建立平衡，在40min时再充入一定量H2，50min时再次达到平衡，反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示：40min时，再充入的H2的物质的量为mol。40〜50min内H2的平均反应速率为mol・L-i・min-i。⑷新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质，其原理如图所示：电堀融Na固体电解质30)熔融5和Na2Sx电极Na*一TTT*Na~+才Na+放电时，电极A为极，S发生反应(填“氧化”或“还原”)。充电时，总反应为Na2Sx=2Na+Sx(3
”1“<”或“=”)。III.间接电解法脱硫间接电解法是通过FeCl3溶液吸收并氧化H2S气体，将反应后溶液通过电解再生，实现循环使用，该法处理过程如下图(b)。■■fl收咿殴竟it节99-n.w图(3间接电辭袪班燿过程9C'■10usvi0ijdoPS比图⑹不叵IF液比下的瞅咆率和毗收速率"|、也反应罄5)电解反应器总反应的离子方程式为6)气液比为气体与液体的流速比，吸收反应器内液体流速固定。测定吸收器中相同时间内不同气液比下H2S的吸收率和吸收速率，结果如图(c)所示，随着气液比减小，H2s的吸收速率逐渐降低，而吸收率呈上升趋势的原因为。【答案】-2a+2b活性炭p3>p2>p1吸热移出产物H2或S20.018=2Fe3++2H+堑!2Fe2++H2个气液比减小，通入H2S的总量减少，参加反应的H2S的量减少,吸收速率减小；吸收液的量增大，气液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大。【解析】【分析】书写燃烧热的热化学方程式，利用盖斯定律进行求解；结合表中信息，选出最佳脱硫剂；分析图象，纵坐标代表的是h2s的平衡转化率，变量为压强和温度，探究压强和温度对平衡移动的影响；已知平衡常数，设初始浓度，利用“三段式”进行计算求解；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变；分析电解法处理过程，区别吸收速率和吸收率的不同。据此分析【详解】⑴已知H2S的燃烧热为akJ・mol-i,S的燃烧热为bkJ・mol-i，则有3H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l)AH=akJ・mol-i①，S(s)+O2(g)=SO2(g)\H=-bkJ・mol-i②，根据盖斯定律则方程式2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)△H=2x①-2x②=-2a+2bkJ・mol-i,答案为：-2a+2b；结合表中信息，活性炭的出口硫小，温度为常温，操作压力较小，且可再生，故最佳脱硫剂为活性炭，答案为：活性炭；该反应的正反应方向为气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，H2S的平衡转化率减小，即压强越大，h2s的平衡转化率越小，则有p3>p2>pi；由图可知升高温度，h2s的平衡转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应；若要进一步提高h2s的平衡转化率，除了改变温度和压强外，还可以通过减少生成物的浓度使平衡正向移动，即移出产物H2或s2；答案为：p3>p2>p1；吸热；移出产物h2或s2；⑷已知压强为p、温度为975C时H2S的平衡转化率为40%，且平衡常数K=0.04，设始浓度为xmol/L,“二段式”表示为：H2S(g)H2(g)+2S2(g)起始物质的量浓度(mol-L-1)：x00，已知平衡常数K,则有转化物质的量浓度(mol-L-1)：0.4x0.4x0.2x平衡物质的量浓度(mol-L-1)：0.6x0.4x0.2xk=(°.2x貝x°似=0.04，解得x=o.oi8；若向容器中再加入imolH2S气体，相同温度0.6x下再次达到平衡时，平衡常数不变，因为平衡常数只与温度有关，温度不变，所以平衡常数不变；答案为：0.018；=；⑸间接电解法是通过FeCl3溶液吸收并氧化H2S气体，FeCl3溶液被还原为FeCl2，反应后溶液通过电解再生即将FeCl2氧化为FeCl3，所以电解反应器总反应的离子方程式为2Fe3++2H+2Fe2++H2个；答案为：2Fe3++2H+2Fe2++H2个；22(6)结合反应原理和图象分析，气液比减小，通入H2S的总量减少，参加反应的H2S的量减少，吸收速率减小；吸收液的量增大，气液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大。答案为：气液比减小，通入H2S的总量减少，参加反应的H2S的量减少，吸收速率减小；吸收液的量增大，气液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大。4．乙烯是一种重要的化工原料，可由乙烷为原料制取，回答下列问题。传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)△H1=+136kJ・mol-i1C2H6(g)+2O2(g)=C2H4(g)+H2O(g)△H2=-110kJ・mol-i已知反应相关的部分化学键键能数据如下：化学键H-H(g)H-O(g)O=O键能(kJ・mol-i)436x496由此计算x=_，通过比较叫和叫，说明和热裂解法相比，氧化裂解法的优点是_(任写一点)。乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外，还存在CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应)，图甲为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响。乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是___，反应的最佳温度为___(填序号)。A.700°CB.750°CC.850°CD.900°C乙烯收率=乙烷转化率X乙烯选择性］n(CH)［乙烯选择性=n(ch)+n(CH)+；(CO)+n(CO)2442n(CH)(3)烃类氧化反应中，氧气含量低会导致反应产生积炭堵塞反应管。图乙为一n^o7「的2n(CH)值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。判断乙烷氧化裂解过程中-n(o^「的最佳值是.2判断的理由是___。工业上，保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气体(惰性气体的体积分数为70%)，掺混惰性气体的目的是___。反应达平衡时，各组分的体积分数如下表：组分C2H6。2C2H4H2O其他物质体积分数/%2.41.0121569.6计算该温度下的平衡常数：Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压X体积分数)。p【答案】465氧化裂解反应是放热反应，节约能源(或氧化裂解反应热力学趋势上大)温度升高，反应速率加快，转化率升高C2.0比值小于2.0时，乙烯的收率降低；比值大于2.0时，乙烯的收率并未增加且产生更多的积炭，堵塞反应管正反应是气体分子数增多的反应，恒压充入惰性气体相当于扩大容器体积，降低分压，有利于平衡正向移动75(kPa)0.5【解析】【分析】1⑴根据盖斯定律，得出H2(g)+-O2(g)=H2O(g)的反应热，再根据如=反应物的总键能-生成物的总键能，可求出x的值；温度升高，化学反应速率加快，根据图象，随温度升高，乙烷的转换率越高；综合乙烯的转化率和选择性，图中即可对应找出最佳的反应温度；含氧量高，会造成积炭，要根据图象找出乙烯收率高而相对积炭少的点，即图中n(CH)予的比值为2时最佳；-根据平衡常数与反应物、生成物的关系，并且将浓度关系转变为分压关系来解答。【详解】1⑴根据盖斯定律，②-①得到：H2(g)+2°2(g)一H2O(g)^H=-246kJ/mol,根据键能关系M=反应物的总键能-生成物的总键能=436+496/2-2x=-246,x=465；由热化学方程式可以看出，热裂解法是吸热反应，需要消耗能源，氧裂解法是放热反应，不需要从外界得到能量，故答案为：465；氧化裂解反应是放热反应，节约能源(或氧化裂解反应热力学趋势上大)；由图可知，随温度的升高，乙烷的转化率在升高，考虑化学反应速率的影响因素，温度越高，反应速率越快；由图，要乙烷的转化率尽可能高，而副产物又相对较少，及乙烯的选择性较高，应找到乙烯收率较高时的温度，对应下温度在850左右，故答案为：温度升高，反应速率加快，转化率升高；C；由(2)分析可知，我们要选择乙烯收率较高的点，在图2中，比值小于2时，乙烯收率随比值增大在上升，比值大于2时，乙烯的收率并未增加，并且氧含量值在降低，会造成积炭，故答案为：2.0；比值小于2.0时，乙烯的收率降低；比值大于2.0时，乙烯的收率并未增加且产生更多的积炭，堵塞反应管；1C2H6(g)+2O2(g)=C2H4(g)+H2O(g)反应是体积在增大的反应，充入惰性气体，总压恒定，分压就降低了，压强降低会促使反应向体积增大的方向移动，即正向移动。根据平衡P(cH)•P(HO)242常数的表达式Kp=1=75(kPa)o.5，故答案为：75(kPa)o.5。pP(CH)•P2(O)262【点睛】解答(1)关键在于考查断键吸热，成键放热的知识；利用反应速率的影响因素来分析实践生活中最佳的反应条件，本题主要考虑温度，化学反应速率常数的表达式要转变成用分压来表示。氮氧化物(主要为NO和NO2)是大气污染物，如何有效地消除氮氧化物的污染是目前科学家们研究的热点问题。(1)用尿素［CO(NH2)2］吸收氮氧化物是一种可行的方法。尿素在高温条件下与no2反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为—。用尿素溶V(NO)液也可吸收氮氧化物，研究表明，当混合气体中v(no)=1时，总氮还原率最高，随着，V(NO)V(No)比值增大，总氮还原率降低的主要原因是一。在一个体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和1molNH3，在恒定温度下使其发生反应2NH3(g)+CO2(g)--NH2CONH2s)+H2O(g)AHVO并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变化如图所示。则A点时v(C02)—(填或"=")B点时v(C02),原因是—。B点时，NH3的转化率正2正23为—。③下列有关反应2NH3(g)+CO2(g)=^CO(NH2)2(s)+H2O(g)的说法正确的是_。A•分离出少量的尿素，NH3的转化率将增大B•反应达到平衡时，降低反应体系的温度，CO2的浓度减小C.nh3的转化率始终等于CO2的转化率D•加入有效的催化剂能够提高尿素的产率已知03氧化氮氧化物的主要反应的热化学方程式如下：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=akJ•mol-iNO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)△H2=bkJ•mol-i6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)^H3=ckJ•mol-1则反应4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)^H=(用含a、b、c的代数式表示)kJ•mol-1。氮氧化物也可用碱液吸收。若NO和NO2的混合气体被NaOH溶液完全吸收，只生成一种盐，则该盐的化学式为—；已知常温下Ka(HNO2)=5x10-4,则反应HNO2(aq)+NaOH(aq)1NaNO2(aq)+H2O(I)的平衡常数K=。【答案】4CO(NH2)2+6NO2■二；；7N2+4CO2+8H2ONO不溶于水，难与尿素反应>由A点a+2c-2b到B点，温度不变，氨气的体积分数减小，正反应速率减小75%B3NaNO25x1Oio【解析】【分析】①尿素［CO(NH2)2］在高温条件下与与no2反应转化成无毒气体，即生成氮气、二氧化碳和水，根据NO不溶于水、和水不反应性质解答；利用三段式，求解nh3的转化率；根据化学平衡移动原理解答；⑵利用盖斯定律求解(3)根据氧化还原反应规律推测生成物；化学平衡常数k定义：化学平衡常数等于生成物浓度幕积与反应物浓度幕积之比，结合Kw的关系式解答。NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收，只生成一种盐，该反应中只有N元素化合价发生变化，且NO中N元素化合价为+2、NO2中N元素化合价为+4,则生成的盐中N元素化合价为+3价，即亚硝酸盐。【详解】(1)①尿素［CO(NH2)2］在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体，可生成N2、CO2和水，反应的方程式为4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O；由于NO不溶于水，和水不反应，所以氮氧化物气体中NO的体积分数越大，总氮还原率降低；恒温条件下，A点氨气体积分数大于B的氨气体积分数，说明A点未达到平衡，反应正向进行，B点达到平衡状态，则A到B的反应过程中，氨气的体积分数减小，正反应速率逐渐减小，有A点v(CO2)>B点时v(C02);正2正2+CO(g)21噲垐?NHCONH(s)+HO(g)2220设达到平衡状态时反应了2xmolNH3，有2NH(g)3开始的物质的量1转化的物质的量2x平衡的物质的量1_2x1-2xNH3的体积分数为20%，则总X100%=20%，求得X=8m01，则NH3的转化率为x28_~T~x100%=75%；有关反应2NH3(g)+CO2(g)、-CO(NH2)2(s)+H2O(g啲说法；尿素是固体，浓度是个定值，分离出尿素，浓度不改变，化学反应速率不变，平衡不移动，A错误；该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO2的浓度减小，B正确；根据上问的分析，设达到平衡状态时反应了2xmolNH3，NH3的转化率等于2xx—x100%，CO2的转化率等于-X100%，转化率不相等，C错误；催化剂能够对加快化学反应速率，但不能使平衡发生移动，不能提高尿素的产率，D错误。答案选B；⑵①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=akJ^mol-i②NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)△H2=bkJ・mol-i6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)△H3=ckJ・mol-i根据盖斯定律3(①+2X③一2X②)得反应4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)，可知△H=3(△耳+2心H3-2X^1H2)=3(a+2c-2b)；(3)NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收，只生成一种盐，反应中只有N元素化合价发生变化，且这两种氧化物得失电子相等，NO中N元素化合价为+2、NO2中N元素化合价为+4，则生成的盐中N元素化合价为+3价，为亚硝酸盐，化学式为NaNO2。反应“c(NO-)HNO2(aq)+NaOH(aq)NaNO2(aq)+H2O(l啲平衡常数K=2(由于Na+实22c(HNO)c(OH-)2际上没有参与反应过程，因此没有出现在表达式中。)，上下同时乘以c(H+),有K=c(NO-)c(H+)c2c(HNO)c(OH-)c(H+)2c(NO-)c(H+)112x二Ka—c(HNO)c(OH-)c(H+)Kw2带入数据可得5x10-4K==5xlOio。10-14【点睛】问题(1)③C项，有规律，当物质的投料比等于化学计量数之比，则其转化率相等；当物质的投料相同，则转化率之比等于计量数之比。题中，投料相同，因此其转化率之比等于计量数之比2:1。知道此规律，可以快速判断。甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，可以用多种方法合成。I.用CO2生产甲醇、乙醇已知：H2的燃烧热为-285.8kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为-725.8kJ/mol,CH3OH(g)=CH3OH(l)△”=-37.3kJ/mol,贝CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(1)△H=kJ/mol。将CO2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应［生成H2O(g)］，如图1表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO2转化率随温度的变化关系。①a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb，表示，则V—Vb(填“大于”、“小于”或②列出a点对应的平衡常数表达式K=。⑶在1.0L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2发生反应：CO2(g)+3H2(g)噲总CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示，下列说法正确的是。该反应的正反应为放热反应压强大小关系为pTT2>T1，则该反应的焓变AH____0(填“〉”、“V”)。m=3时，该反应达到平衡状态后p(总)=20aMPa，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示，则曲线b代表的物质为(填化学式)，T4温度时，反应达到平衡时物质d的分压p(d)=。II.甲醇的应用以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。离子交换膜c图5离子交换膜a为(填“阳膜”、“阴膜”)，阳极的电极反应式为c(CHOH)c(HO)【答案】-94.3大于K=c(cO)C3(H)ACVCO22.5aMPa阳膜222CH3OH+CO2e=(CH3O)2CO+2H+【解析】【分析】【详解】1⑴①H2(g)+2O2(g)=H2O(l)AH=-285.8kJ/mol，CH3OH(g)=CH3OH(l)AH=-37.3kJ/mol，3CH3OH(l)+-O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AH=-725.8kJ/mol，2由盖斯定律①X3-③-②；可得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(1)AH=-94.3kJ/mol；①a、b两点温度相同，正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故压强曲线A大于曲线B,压强越大反应速率越快，故反应速率匕大于a②a点发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）,平衡常数表达式c（CHOH）c（HO）K二32~Kc（CO）C3（H）；22（3）A.由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故A正确；由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以P1>P2>P3，故B错误；由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，贝V始(mol/L)CO(g)21+3H(g)/22.75CHOH(g)30+HO(g)20变(mol/L)0.250.750.250.25平(mol/L)0.7520.250.250.25x0.25所以K=帀右=X-04X10-2；故C正确;D.由图可知，在p2及512K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则—>怙,故D错误；（正）（逆）答案选AC；（4）①由图3可知，相同压强下，温度越高氢气转化率越小，说明升高温度反应向逆向移动，正反应放热，△HV0；②温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，根据反应计量系数关系，曲线a代表的物质为H2，b表示CO2，c为H2O，d为C2H5OH；设开始氢气的投入量是3nmol，则二氧化碳是nmol,二氧化碳的转化量是x，起(mol)变(mol)平(mol)2CO(g)+6H(g)/22n3nx3xCHOH(g)250+3HO(g)200.5x1.5xn-x3n-3x0.5x1.5xN点b、d的物质的量分数相同，所以n-x=0.5x，解得x=3n,总物质的量是n-x+3n-3x+0.5x+1.5x=8n,压强之比等于物质的量之比，组分平衡分压=总压X该组分的物质的量3-nx0.53分数，d为C2H5OH,达到平衡时乙醇的分压P（乙醇）=七——x20aMPa=2.5aMPa；n3（5）由图分析可知氧气得电子，发生还原反应，与氢离子结合生成水，该电极为阴极，则氢离子要透过交换膜a在阴极与氧气结合，则交换膜a为阳离子交换膜；阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH+CO-2e-=（CH3O）2CO+2H+。氨是重要的基础化工原料，可以制备尿素［CO(NH2)2］、N2H4等多种含氮的化工产品。以nh3与CO2为原料可以合成尿素［CO(NH2)2］，涉及的化学反应如下：反应I：2NH(g)+CO(g)噲⑰NHcoNH(s)AH=—159.5kJ・mol-i322241反应II：NHCONH(s)噲CO(NH)(s)+H0(g)AH=+116.5kJ-mol-i2242222反应III：H2O(1)=H2O(g)△H3=+44.0kJ・mol-1则反应：2NH(g)+CO(g)噲CO(NH)(s)+H0(1)AH=kJ/mol32222将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应2NH(g)+CO(g)噲CO(NH)(s)+H0(g)，体系中尿素的产率和催化剂的活性与32222温度的关系如图1所示：①a点(填是或不是)处于平衡状态，匚之后尿素产率下降的原因是n(NH)实际生产中，原料气带有水蒸气，图2表示CO2的转化率与氨碳比n(C03)、水碳比2n(HO)n(c0)的变化关系。曲线I、II、III对应的水碳比最大的是，测得b点氨的2TOC\o"1-5"\h\z转化率为30％，则x=。已知该反应的v正、二kc2(NH丿c(CO丿，v(=kc(H?。)，k和k为速率常(正)(正)32(逆)(逆)2(正)(逆)数，则平衡常数K与k，k逆的关系式是。(正)(逆)(3)N2H4可作火箭推进剂。已知25°C时N2H4水溶液呈弱碱性：NH+H0垐⑫NH++OH-K=1x10-a；242251NH++H0噲⑰NH2++OH-K=lx10-b25226225C时，向N2H4水溶液中加入H2SO4，欲使c(n2h+)>c(n2h4)，同时c(NH+)>c(NH2+)，应控制溶液pH范围(用含a、b式子表示)。HYPERLINK\l"bookmark26"\o"CurrentDocument"2526水合肼(n2h4・h2o)的性质类似一水合氨，与硫酸反应可以生成酸式盐，该盐的化学式为。k【答案】一87.0不是升高温度反应逆向移动；催化剂活性降低I4K=正14逆一bVpHV14—aN2H6(HSO4)2【解析】【分析】【详解】已知：反应I：2NH(g)+CO(g)噲⑫NHCONH(s)AH=—159.5kJ・mol-i322241反应II：NHCONH(s)噲CO(NH)(s)+HO(g)AH=+116.5kJ-mol-i2242222反应III：H2O(1)=H2O(g)△H3=+44.0kJ•mol-inh3与CO2合成尿素同时生成液态水的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)wCO(NH2)2(s)+H2O(l)，根据盖斯定律l+ll-lll得2NH3(g)+CO2(g)wCO(NH2)2(s)+H2O(I)，则△H=-159.5kJ・mol-i+(+116.5kJ・mol-i)-(+44.0kJ・mol-i)=—87.0kJ・mol-i；①产率最高之前，未达到平衡状态，反应为放热反应，达到平衡之后，升高温度，平衡逆向移动，产率下降，且催化剂活性降低；氨碳比相同时曲线III二氧化碳的转化率大，所以曲线I、II、III对应的水碳比最大的是为I;由题意可知：2NH(g)+CO(g)CO(NH)(s)+HO(g)TOC\o"1-5"\h\z32222起始量x1HYPERLINK\l"bookmark148"\o"CurrentDocument"变化量2aa2aa即—=0.3，—=0.6,则x=4；x1当v=V时反应达到平衡，即kC2(NH)c(CO)=kc(HO)，此时平衡常数正逆(正)32(逆)2HYPERLINK\l"bookmark118"\o"CurrentDocument"c(HO)KK=C2(NH)xc(CO)=才；HYPERLINK\l"bookmark124"\o"CurrentDocument"32逆①N2H4+H2OWN2H5++OH-Ki=iXi0-a；N2H5++H2OWN2H62++OH-K2=iXi0-b，可知Ki=c(NH+)c(oh—)c(NH2+)c(OH—)=iXi0—a，K2=C(NH+)=iXi0—b，欲使C(N2H5+)>2425c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+)，则iXi0-bVc(OH-)ViXi0-a，即应控制溶液pH范围为i4-b24hsItl畑in该反应在0〜8min时，H2的平均反应速率：；v正(a)v正(d)(填“<"“>"“=")；CO2的平衡转化率：。该温度下平衡常数的值为o若起始反应物投料量不变，重新进行两次实验(每次仅改变某一条件)，所测得h2的物质的量随时间变化如上图中两条虚线。则b、c、d三点平衡常数：K(b)K(c)K(d)(填“<”“>”“=”)。在恒温恒容的条件下，再充入3molCO2和4molH2,达新平衡时，H2O的体积分数将(填“增大”“不变”或“减小”)如图为甲醇燃料电池，其负极电极方程式为oCOz+HzO*I.扩辿层工血化层左质子童撫层【答案】—3.49kJ・mol-i^G=^H-T^^S<00.375mol・L-i・min-i>33.3%0.5<=增大CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+【解析】【分析】⑴由盖斯定律可知，CO2(g)+nH2O(l)=CO2・nH20(s)AH=-57.98kJ・mol-i,CH4(g)+nH2O(s)=CH4・nH20(s)△H=-54.49kJ・mol-i,以上两个式子相减得CO2(g)+CH4・nH2O(s)=CH4(g)+CO2・nH2O(s)△H=(-57.98kJ・mol-i)-(-54.49)=-3.49kJ・mol-i；判断反应能否自发进行，依据GMH-「△S,若△G<0,反应能自发进行；AG>0反应不能自发进行，因为该反应的H=-3.49kJ・mol-i<0,所以一定条件下能自发进行；⑵①计算0〜8min时，H2的物质的量的变化，求出H2的物质的量浓度的变化，依据反应中反应物、生成物物质的量变化之比等于化学计量数之比，计算出厶n(CO2)、△n(CH3OH)、n(H2O)，然后计算出平衡时的反应物、生成物的物质的量浓度；如图所示，以d点实线曲线为标准分析，b点曲线反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动；c点曲线反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，平衡正向移动，应是增大压强；平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；借助于等效平衡处理该题，达到平衡后在通入反应物物质的量之比与平衡前通入反应物的物质的量之比相等，相当于增大压强，反应物生成物浓度同等倍数增加。甲醇燃料电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，图中的交换层为质子交换层，故电解质为酸，负极的电极反应式：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。【详解】⑴由盖斯定律可知，CO2(g)+nH2O(l)=CO2^nH2O(s)△H=-57.98kJ・mol-i,CH4(g)+nH2O(s)=CH4・nH2O(s)△H=-54.49kJ・mol-1,以上两个式子相减得CO2(g)+CH4^nH2O(s)=CH4(g)+CO2・nH2O(s)△H=(-57.98kJ・mol-i)-(-54.49)=-3.49kJ・mol-i；根据体系自由能变化△H-「△S,判断反应能否自发进行，若△HESVO,反应能自发进行；6mol(2)①该反应在0〜8min时，△n(H_)=8mol-2mol=6mol，v(H_)==0.375mol・L-i・min-222Lx8mmi；由a到d的过程，反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐变慢，故v(a)>v(d)；反正正应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比，因为△n(H2)=6mol，所以△n(CO2)=2mol,2mol△n(CH3OH)Mn(H2O)=2mol,CO2的平衡转化率：6m0l"00%=33.3%；平衡时n(H2)=8mol-6mol=2mol,n(CO2)=6mol-2mol=4mol,n(CH3OH)=n(H2O)=2mol,平衡时反应物生成物的物质TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"bookmark168"\o"CurrentDocument"2mol4mol的量浓度为：c(H2)=c(CH3OH)=c(H2O)==1mol・L-i,c(CO2)==2mol・L-i，该温度下2L2L1x1平衡常数的值为：=0.5；2x13根据图像，b点曲线反应速率增大，但与d点所在的实线曲线相比，转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因CO2(g)+3H2(g)噲勺CH3OH(g)+H2O(g)AH<0,该反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故b点曲线改变的条件是升高温度；c点曲线反应速率增大，但与d点所在的实线曲线相比，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故c点曲线改变的条件是增大压强；平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故温度越高平衡常数越小，b点曲线温度最高，d点实线曲线和c点曲线温度相同，即T(b)>T(c)=T(d)故K(b)
本文档为【高考化学压轴题专题化学反应原理综合考查的经典综合题含答案(1)】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
浙公网安备 33021202002483