题目内容

化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
（1）合成氨用的氢气有多种制取方法：请你写出用C制备水煤气的化学反应方程式    。还可以由天然气或重油制取氢气：CH4＋H2O(g) 高温催化剂CO＋3H2；比较以上两种方法转移6mol电子时，C和CH4的质量之比是        。
（2）工业生产可以用NH3（g）与CO2（g）经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：

则NH3（g）与CO2（g）反应生成尿素的热化学方程式为                  。
（3）已知反应Fe（s）+CO2（g）＝FeO（s）+CO（g） △H＝akJ/mol。测得在不同温度下，该反应的平衡常数K随温度的变化如下：

①该反应的化学平衡常数表达式K=     ，a    0（填“>”、“<”或“：”）。在500℃2L密闭容器中进行反应，Fe和CO2的起始量均为4 mol，则5min后达到平街时CO2的转化率为   ，生成CO的平均速率v（CO）为    。
②700℃反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有   （填字母）。
A．缩小反应器容积B．增加Fe的物质的量
C．升高温度到900℃D．使用合适的催化剂
（15分，最后一问1分，其余每空2分）（1）C＋H2O(g) CO＋H2；9:4
（2）2NH3（g）+CO2（g）＝H2O（l）+CO(NH2)2（s） △H＝－134kJ/mol
（3）①；＞；50%；0.2mol/(L·min) ②C

试题分析：（1）高温下碳和水蒸气反应生成氢气和CO，反应的化学方程式是C＋H2O(g) CO＋H2；反应中碳的化合价从0价升高到＋2价，转移2个电子。因此转移6mol电子时，消耗碳单质的质量是：12g/mol×3mol＝36g。在反应CH4＋H2O(g) 高温催化剂CO＋3H2中碳的化合价从－4价升高到＋2价，转移6个电子。因此转移6mol电子时消耗甲烷的质量是16g，所以以上两种方法转移6mol电子时，C和CH4的质量之比是36:16＝9:4。
（2）根据图像可知，第一步反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应，反应的热化学方程式是2NH3（g）+CO2（g）＝H2NCOONH4（l，氨基甲酸铵）  △H1＝－272KJ/mol；第二步反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，因此反应是吸热反应，反应的化学方程式是H2NCOONH4（l）＝H2O（l）+ CO(NH2)2（s） △H2＝＋138KJ/mol。根据盖斯定律可知，两个过程相加即得到NH3（g）与CO2（g）反应生成尿素的热化学方程式，即为2NH3（g）+CO2（g）＝H2O（l）+ CO(NH2)2（s）  △H＝－272KJ/mol＋138KJ/mol＝－134kJ/mol。
（3）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应Fe（s）+CO2（g）＝FeO（s）+CO（g）可知，该反应的平衡常数K＝。由表中数据可知，对于反应①，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动。由于升高温度平衡向吸热反应方向进行，故a＞0。令平衡时参加反应的二氧化碳的物质的量浓度为xmol，则：
Fe（s）+CO2（g）＝FeO（s）+CO（g）
起始浓度（mol/L）         2                  0
转化量（mol/L）           x                  x
平衡量（mol/L）         2－x                 x
所以根据平衡常数的表达式可知＝1，解得x＝1，所以二氧化碳的转化率为×100%＝50%。其中CO表示的平均速率v（CO）＝＝0.2mol/（L?min）。
②A、反应前后体积不变，缩小反应器容积，压强增大，化学平衡不移动，故A错误；
B、铁是固体，增加Fe的物质的量，不会引起化学平衡的移动，故B错误；
C、正方应是吸热反应，升高温度到900℃，化学平衡正向移动，故C正确；
D、催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，所以使用合适的催化剂，不会引起化学平衡的移动，故D错误，答案选C。
练习册系列答案
相关题目
（1）已知红磷比白磷稳定，又知：4P(白磷，s）+5O2（g）＝2P2O5（s） △H1；
4P（红磷，s）+5O2（g）＝2P2O5（s） △H2，则ΔH1和ΔH2的关系是△H1    △H2（填“＞”、“＜”
或“＝”）。
（2）已知H2（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1，写出由CO2
和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式                                             。
（3）已知一定温度下，下列反应的平衡常数：SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) K1,CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g) K2。则相同温度下反应SO2(g)+CO2(g) SO3(g)+CO(g)的平衡常数为          。
（用K1、K2表示）
氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料，也是一种常用的制冷剂。
(1) 实验室制备氨气的化学反应方程式为_________。
(2) 工业合成氨的反应方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H。下图I是合成氨反应的能量与反应过程相关图（未使用催化剂）；图D是合成気反应在2L容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时，某一反应条件的改变对反应的影响图。

下列说法正确的是_______。
A．ΔH＝－92.4kJ/mol
B．使用催化剂会使E1的数值增大
C．为了提高转化率，工业生产中反应的浓度越低越好
D．图II是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图，且PA<PB
E.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图，且TA>TB；
F.该反应的平銜常数KA<KB
G.在曲线A条件下，反应从开始到平衡，消耗N2的平均速率为mol/(L·min)
(3) —定温度下，向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2，达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍，则此温度下的平衡常数为_______。在同一温度，同一容器中，将起始物质改为amol N2  b molH2   c mol NH3 (a,b,c均不为零）欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同，则a,b,c满足的关系为_____________(用含a,b,c的表达式表示），且欲使反应在起始时向逆反应方向进行，c的取值范围是_______
(4)已知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ/mol，试写出表示NH3(g)燃烧热的热化学反应方程式_____。以氨气为燃料可以设计制氨燃料电池（电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液）该电池负极电极反应式为_______经測定，该电作过程中每放出1molN2实际提供460kJ的电能，则该燃料电池的实际效率为_____(燃料电池的实标效率是指电池实际提供的电能占燃料电池反应所能释放出的全部能量的百分数)
研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是 _____；
②由MgO可制成“镁——次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池正极的电极反应式为_________；

（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) △H＝QkJ/mol
①该反应的平衡常数表达式为K＝_______。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1:3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中发生上述反应，反应相同时间后测得甲醇的体积分数( CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述反应的Q_____0（填“＞”“＜”或“＝”）；
③在其中两个容器中，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为K1_________K11（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知：2NO(g)＝N2(g)＋O2(g) △H＝－180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) △H＝+571.6kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是________。
氮可以形成多种化合物，如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。
（1）已知：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)            △H=" +" 50.6kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)            △H="-571.6" kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)     △H=     kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是   。
③用次氯酸钠氧化氨，可以得到N2H4的稀溶液，该反应的化学方程式是   。
（2）采矿废液中的CN-可用H2O2处理。已知：H2SO4=H++ HSO4-   HSO4-H++ SO42-
用铂电极电解硫酸氢钾溶液，在阳极上生成S2O82-，S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式   。
（3）氧化镁处理含的废水会发生如下反应：
MgO+H2OMg(OH)2        Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。
①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前，升高温度氮去除率增大的原因是   。

②剩余的氧化镁，不会对废水形成二次污染，理由是   。
（4）滴定法测废水中的氨氮含量（氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中）步骤如下：①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中，再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性，再加入氧化镁使水样呈微碱性，加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3＝(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中，加入2滴指示剂，用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O＝(NH4)2SO4+4H3BO3]，记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是   mg·L-1（用含c、V的表达式表示）。
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g） △H= －28．5 kJ·（mol－1
（1）已知：C（石墨）+CO2（g）2CO（g） △H=" +" 172．5 kJ·mol－1
则反应：Fe2O3（S） +3C（石墨）2Fe（s）+3CO（g） △H=        kJ·mol－1
（2）冶炼铁反应  Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g） △H=－28．5 kJ·mol－1的平衡常数表达式K=          ，温度降低后，K值          ．（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在ToC时,该反应的平衡常数K=27,在1L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡.
 
Fe2 O3
CO
Fe
CO2
甲容器
1．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
乙容器
1．0 mol
2．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
 
①甲容器中CO的平衡转化率为
②下列说法正确的是      （填字母）。
a．乙容器中CO的平衡转化率小于甲容器
b．甲、乙容器中，CO2的平衡浓度之比为2：3
c．当容器内气体压强保持不变时，标志反应达到平衡状态
d．当容器中气体密度保持不变时，标志反应达到平衡状态
（4）钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
①下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀   （填编号）。

②在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：A电极对应的金属是     （写元素名称），B电极的电极反应式是       。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因                       。
研究NO2．SO2．CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO2可用水吸收，也可用NH3处理，也可用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)     △H＝－1160 kJ·mol－1
若用标准状况下2．24L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为______kJ。 
（2）已知：2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)  ?H=-196．6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ?H=-113．0 kJ·mol-1
（ⅰ）则反应NO2(g)+SO2 (g) SO3(g)+NO(g)的?H=           kJ·mol-1。
（ⅱ）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
A．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2     B．体系压强保持不变
C．混合气体颜色保持不变                   D． SO3和NO的体积比保持不变
（ⅲ）某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图（左）所示。
平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”．“＜”或“＝”）
   
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图（右）所示。该反应?H      0（填“>”或“ <”）。
乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：
2CO(g) + 4H2(g)CH3CH2OH(g) + H2O(g) △H =" —256.1" kJ·mol－1
已知：CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g)   △H=" —41.2" kJ·mol－1
（1）以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：
2CO2(g) +6H2(g)CH3CH2OH(g) +3H2O(g)  △H =          。
（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
①某研究小组在实验室以Ag– ZSM– 5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图。若不使用CO，温度超过800℃，发现NO的转化率降低，其可能的原因为        ；在n(NO)/n(C O)=1的条件下，应控制的最佳温度在     左右。

②用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C (s) +2NO2(g) N2 (g) + CO2 (g)。某研究小组向某密闭容器中加人足量的活性炭和NO，恒温( T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
　     浓度/mol?L－1
时间/min
NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
20
0.40
0.30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.17
 
I．根据表中数据，求反应开始至20min以v(NO)表示的反应速率为          (保留两位有效数字)，T1℃时该反应的平衡常数为          (保留两位有效数字)。
II．30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是           。下图表示CO2的逆反应速率[v逆(CO2)]随反应时间的变化关系图。请在图中画出在30min改变上述条件时，在40min时刻再次达到平衡的变化曲线。
已知化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示，

（1）1mol N 和3mol H 生成1mol NH3（g）是      能量的过程（填“吸收”或“释放”）。
（2）N2(g)+H2(g) NH3(g ) △H=              ；
（3）N2(g)和H2生成NH3(1)的热化学方程式为                                   

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网