廣東省中山市古鎮(zhèn)高級(jí)中學(xué)2012屆高三化學(xué) 專題訓(xùn)練3 化學(xué)反應(yīng)原理
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1、 廣東省中山市古鎮(zhèn)高級(jí)中學(xué)2012屆高三化學(xué) 專題訓(xùn)練4 化工流程 【??键c(diǎn)】 化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算;外界條件對(duì)速率和平衡的影響;蓋斯定律;原電池和電解池; 鹽類水解的原理、影響因素。 【易錯(cuò)點(diǎn)】根據(jù)??键c(diǎn),結(jié)合同學(xué)們的實(shí)際情況,寫下考試答題時(shí)你的易錯(cuò)或失分點(diǎn)。 我的e-錯(cuò)點(diǎn): 【原理相關(guān)計(jì)算】 1、 計(jì)算工具 、 K的表達(dá)式、轉(zhuǎn)化率×100% 或 ×100% 、 (恒溫恒壓) 2、 規(guī)范計(jì)算:參照格式,注意得分點(diǎn) 練習(xí)1:有一工業(yè)投產(chǎn)前小實(shí)驗(yàn):在一定溫度和壓強(qiáng)下,將6 molH2和2 molN2在2L密閉容器中混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得
2、平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)約為11.1%(即1/9),此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率是多少?2NH3(g)N2(g)+3H2(g)平衡常數(shù)為多少(寫出計(jì)算過程,無需計(jì)算K結(jié)果)?(6分) 練習(xí)2:密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。 ①若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài),此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為10L,請(qǐng)計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)。(5分) ②A、B兩點(diǎn)時(shí)容器中,n(A)總:n
3、(B)總= 。若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則自反 應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ③在不改變反應(yīng)物用量的情況下,為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是 。 【圖表分析】 1、對(duì)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g),ΔH < 0,在溫度分別為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如右圖所示。下列說法正確的是 A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C B.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C C.A、C兩點(diǎn)NO2
4、的轉(zhuǎn)化率:A<C D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法 2、如右圖,采用NH3作還原劑,煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑,測(cè)量逸出氣體中氮氧化物含量,從而確定煙氣脫氮率,反應(yīng)原理為:NO(g) + NO2(g) + 2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。 以下說法正確的是(注:脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率) A.上述反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B.相同條件下,改變壓強(qiáng)對(duì)脫氮率沒有影響 C.曲線①、②最高點(diǎn)表示此時(shí)平衡轉(zhuǎn)化率最高 D.催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮 3、在一定溫度下以Ag/CeO2—ZnO為催化劑時(shí)原料氣比例對(duì)反應(yīng)的選擇性(選擇性越大
5、,表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如右圖所示。則當(dāng)n(O2)/n(CH3OH)=0.25時(shí),CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為 ;在制備H2時(shí)最好控制n(O2)/n(CH3OH)= 。 4、苯乙烯(C6H5CH=CH2)是生產(chǎn)各種塑料的重要單體,其制備原理是: C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2 (g) △H>0,實(shí)際生產(chǎn)中常以高溫水蒸氣作為反應(yīng)體系的稀釋劑(水蒸氣不參加反應(yīng)),右圖為乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與水蒸氣的用量、
6、體系總壓強(qiáng)的關(guān)系。 (1)下列說法正確的是 A.a(chǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)化率為75%,若起始向1 L恒容容器中充入1 mol 乙苯,則平衡常數(shù)為2.25 B.b點(diǎn)轉(zhuǎn)化率為50%,則混合氣體中苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)為1/19 C.b點(diǎn)和c點(diǎn)溫度和壓強(qiáng)相同,所以反應(yīng)速率也相等 (2)① 由上圖可得出: 結(jié)論一:其他條件不變,水蒸氣的用量越大,平衡轉(zhuǎn)化率越 ; 結(jié)論二: 。 ② 加入稀釋劑能影響C6H5C2H5平衡轉(zhuǎn)化率的原
7、因是: 。 (3)某些工藝中,在反應(yīng)的中途加入O2和特定的催化劑,有利于提高C6H5C2H5的平衡轉(zhuǎn)化率。試解釋 其原因:
8、 。 5、(1)用甲烷部分氧化法制氫的反應(yīng)過程中,其能量變化如圖, 根據(jù)圖示寫出熱化學(xué)方程式 。 (2)某溫度時(shí),若將amol甲烷與2amol氧氣通入固定體積的密閉容器,在催化
9、劑作用下達(dá)到平衡,下列措施可增加甲烷轉(zhuǎn)化率的是 A.升高溫度 B.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大 C.再充入amol甲烷與2amol氧氣 D.改用催化效率更好的催化劑 (3) 為了找出甲烷制氫適宜的溫度壓強(qiáng)條件,某科研小組設(shè)計(jì)了下表,完成表格與圖,在圖中畫出曲線,并標(biāo)明各曲線的壓強(qiáng) 實(shí)驗(yàn)編號(hào) T/℃ n(CH4)/n(O2) P/MPa 1 400 1/2 1 2 5 3 500 5 6、物質(zhì)A~E都是由NH4+、H+、Na+、OH-、CH3COO-、Cl-中離子兩兩組成(離子可重復(fù),如NaCl、HC
10、l)。常溫下將各物質(zhì)從1mL稀釋到1000mL,pH的變化如甲圖所示。請(qǐng)回答: (1)若A為氨水,甲圖中a>9的理由是 。 (2)已知常溫下K(氨水)≈K(醋酸),E可能為 (填化學(xué)式)。 (3)根據(jù)甲圖顯示的pH的變化關(guān)系,寫出物質(zhì)的化學(xué)式:B , C 。 (4)另取濃度為c1的NaOH溶液25mL,向其
11、中逐滴滴加0.2mol/L的D溶液,滴定過程中溶液pH的變化曲線如乙圖所示。 ①c1= mol/L; ②D為 (填化學(xué)式); ③G點(diǎn)溶液呈中性,則此時(shí)滴加的D溶液體積V 12.5mL(填“>”,“<”或“=”) (5)另取0.1mol/L的醋酸鈉溶液20mL與0.1mol/L的C溶液10mL混合后,溶液呈酸性,請(qǐng)比較溶液中各粒子濃度大小,并寫出體系中存在的電荷守恒、物料守恒式。 【精選精練】 1、(1)一定條件下,由以下兩步反應(yīng)可制得二甲醚: C (s)+H2O
12、(g)CO(g) +H2(g) ΔH1=+131.3kJ·mol-1 3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g) ΔH2=-246.4kJ· mol -1 根據(jù)以上信息,請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)圖中,畫出上述反應(yīng)過程能量變化示意圖,并進(jìn)行必要的標(biāo)注。 (2)已知:a.常溫下,CH3COOH和NH3·H2O的電離平衡常數(shù)均為1.74×10-5 b.CH3COOH + NaHCO3=CH3COONa+ CO2↑+ H2O 則NH4HCO3溶液呈______性(填“酸”、“堿”或“中”),溶液中濃度
13、最大的離子是 ,其次是_______(以上填化學(xué)式)。
(3)室溫下,向一定量的稀氨水中逐滴加入濃度相同的稀鹽酸,直至鹽酸過量。
①當(dāng)溶液中離子濃度關(guān)系滿足c(NH4+) 14、 ;若溫度升高,K增大,該反應(yīng)是 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(2)能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (選填編號(hào))。
a.v正(H2O)=v逆(H2) b.容器中氣體的相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變
c.消耗nmol H2同時(shí)消耗nmolCO
d.容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變
(3)該反應(yīng)的v正 隨時(shí)間變化的關(guān)系如右圖。t2時(shí)改變了某種條件,改變的條件可能是 、 。(填寫2項(xiàng))
(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得t2時(shí)刻 15、容器內(nèi)有1molH2O,5min后H2O的物質(zhì)的量是0.8mol,這5min內(nèi)H2O的平均反應(yīng)速率為 。
3、在一個(gè)體積為2L的密閉容器中,高溫下發(fā)生下列反應(yīng): Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g) ΔH
其中CO2、CO的物質(zhì)的量(mol)隨時(shí)間(min)的變化如右圖所示。
(1)反應(yīng)在1min時(shí)第一次達(dá)到平衡狀態(tài),固體的質(zhì)量增加了3.2g。用CO的濃度變化表示的反應(yīng)速率υ(CO)= 。
(2)反應(yīng)進(jìn)行至2min時(shí),若只改變一個(gè)條件,曲線發(fā)生的變化如圖所示,3min時(shí)再次達(dá)到平衡,則ΔH 16、 0(填“>”、“<”或“=”)。第一次平衡與第二次平衡的平衡常數(shù)相比,K1 K2。(填“>”、“<”或“=”)。
(3)5min時(shí)再充入一定量的CO(g),平衡發(fā)生移動(dòng)。下列說法正確的是 。
a.υ(正)先增大后減小 b.υ(正)先減小后增大
c.υ(逆)先增大后減小 d.υ(逆)先減小后增大
表示n(CO2)變化的曲線是________(填寫圖中曲線的字母編號(hào))。
(4)請(qǐng)用固態(tài)物質(zhì)的有關(guān)物理量來說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài):
17、 。
4、隨著氮氧化物污染的日趨嚴(yán)重,國(guó)家將于“十二五”期間加大對(duì)氮氧化物排放的控制力度。目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2 (g) △H。某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T1℃)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
①T1℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (保留兩位小數(shù))。
18、
②30min后,改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件可能是 。
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,則該反應(yīng)的△H 0(填“>”、“ =”或“<”)。
(2)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
③H2O( 19、g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式 。
(3)以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如右圖所示,在使用過程中石墨I(xiàn)電極反應(yīng)生成一種氧化物Y,有關(guān)電極反應(yīng)可表示為 。
5、在20L恒容的密閉容器中,加入3mo1SO3(g)和lmo1氧氣,在一定溫度下使其反應(yīng),反應(yīng)至4min時(shí), 20、O2的濃度為0.06mol/L,當(dāng)反應(yīng)到8min時(shí),反應(yīng)到達(dá)平衡,此時(shí)c (SO3)= a mol·L-1。
(1)0min~4min內(nèi)生成O2平均速率v(O2)= mol/L·min
(2)達(dá)到平衡時(shí)c (O2)=c(SO2),則a= mol/L,在下列坐標(biāo)系中作出0min~8min及之后SO2、O2、SO3濃度隨時(shí)間變化曲線。
(3)若起始時(shí)按下表數(shù)據(jù)投料,相同溫度下達(dá)到平衡時(shí),三氧化硫濃度大于a mol/L的是(填字母):__________
6、黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料,其煅燒產(chǎn)物為SO2和Fe 21、3O4。
(1)將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中,反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
在一定條件下達(dá)到平衡,測(cè)得c(SO3)=0.040mol/L。計(jì)算該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K和SO2的平衡轉(zhuǎn)
化率(寫出計(jì)算過程)。
(2)已知上述反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí),在體積不變的條件下,下列措施中有利于
提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有 (填字母)
A 升高溫度 B 降低溫度 C 移出SO3
D 減小壓強(qiáng) E 加入催化劑 22、 G 移出氧氣
(3)SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到更要的化工原料,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(4)將黃鐵礦的煅燒產(chǎn)物Fe3O4溶于H2SO4后,加入鐵粉,可制備FeSO4。酸溶過程中需保持溶液足夠
酸性,其原因是 。
專題三 化學(xué)反應(yīng)原理參考答案
4、(1)
9
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