填空题28(反应原理)专项练二

嘉高实验中学化学自编作业——高三复习“大题专项练”高三复习第1页（共4页）填空题28：“反应原理综合题”专项练习（二）班级姓名1．苯硫酚（PhSH）是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上用常用氯苯(PhCl)和硫化氢(H2S)在高温下反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯（PhH）生成。I：PhCl(g)+H2S(g)PhSH(g)+HCl(g)△H1=—16.8kJ·mol-1II：PhCl(g)+H2S(g)==PhH(g)+HCl(g)+81S8(g)△H2回答下列问题：（1）反应I为可逆反应，写出平衡常数的表达式K=_______________________，反应II为不可逆反应，△H2=___________0。(填写“”，“”，“=”)（2）上述两个反应的能量变化如图一所示，则在某温度时反应速度v(I)_______v(II)。(填写“”,“”,“=”)图一图二图三图四（3）现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图二和图三。①请解释图二中两条曲线的变化______________________。②若要提高主产物苯硫酚的产量，可采取的措施是______________________。产物浓度123比值RR为硫化氢与氯苯的起始物质的量之比PhSHPhH产物浓度290590790T/KPhHPhSH能量反应历程反应I反应II反应物生成物时间产物浓度嘉高实验中学化学自编作业——高三复习“大题专项练”高三复习第2页（共4页）（4）请根据图二、图三，画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量随时间变化的曲线图。2．甲醇(CH3OH)是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为：CO2＋3H2=====催化剂CH3OH＋H2O常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示：写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：___________________________。⑵在容积为2L的密闭容器中进行反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n（CH3OH）与反应时间t的变化曲线如图所示。①该反应的△H0（填、或=）。②若要提高甲醇的产率，可采取的措施有____________（填字母）。A．缩小容器体积B．降低温度C．升高温度D．使用合适的催化剂E．将甲醇从混合体系中分离出来③CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1molH2O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH4的转化率为50%，计算该温度下的平衡常数（结果保留小数点后两位数字）。⑶醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：①写出阳极电极反应式________________；②除去甲醇的离子反应为：6Co3＋＋CH3OH＋H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋，该嘉高实验中学化学自编作业——高三复习“大题专项练”高三复习第3页（共4页）过程中被氧化的元素是________，当产生标准状况下2.24LCO2时，共转移电子________mol。3．汽车尾气净化反应：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g），请回答下列问题：（1）对于气相反应，用某组分B平衡时的分压p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作KP，则该反应的平衡常数KP表达式为；（2）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol﹣1C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJ•mol﹣12C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=﹣221kJ•mol﹣1则2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）的△H=，该反应能自发进行的条件（填“高温”、“低温”或“任意温度”）；（3）在一定温度下，向体积为VL的密闭容器中充入一定量的NO和CO．在t1时刻达到平衡状态，此时n（CO）=amol，n（NO）=2amol，n（N2）=bmol．①若保持体积不变，再向容器中充入n（CO2）=bmol，n（NO）=amol，则此时v正v逆（填“＞”、“=”或“＜”）；②在t2时刻，将容器迅速压缩到原容积的1/2，在其它条件不变的情况下，t3时刻达到新的平衡状态．请在图1中补充画出t2﹣t3﹣t4时段N2物质的量的变化曲线．（4）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．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图2所示．①若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为；在n（NO）/n（CO）=1的条件下，应控制的最佳温度在左右；②目前对氮氧化物（NOx）进行治理的方法比较多，其中吸附/吸收法广受欢迎．下列物质适合作为NOx吸收剂的是A．活性炭B．氨水C．酸性尿素溶液D．硫酸．4．碳及其化合物有广泛应用（1）工业冶炼铝，以石墨为阳极。阳极反应式为，可能发生副反嘉高实验中学化学自编作业——高三复习“大题专项练”高三复习第4页（共4页）应有。（2）一氧化碳和空气在酸性介质中构成燃料电池，负极反应式为（3）向75mL4mol•L-1KOH溶液中缓慢通入4480mLCO2气体（标准状况）恰好完全被吸收。①写出该反应的离子方程式：。②该吸收溶液中离子浓度大小排序为。③常温下，amol•L-1KHCO3溶液的pH=8，HCO3的水解常数约等于。（用含a式表示）。（4）已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=—571.6kJ•mol-1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=—566.0kJ•mol-1③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=—90.8kJ•mol-1计算甲醇蒸气的燃烧热HΔ＝。（5）某温度下，发生可逆反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)141.0HkJmol①向某容器中充入1.0molH2O和1.0molCO(g)，在一定条件下发生上述反应。混合气体中CO的物质的量与时间关系如下列所示：05min10min15min20min25minI(800℃)1.00.800.700.650.500.50II(800℃)1.00.70.600.500.500.50相对实验I，实验II可能改变的条件可能是，该温度下，平衡常数=。②若开始向绝热容器中投入一定量二氧化碳、氢气在一定条件下发生上述可逆反应。下列图像正确且说明可逆反应达到平衡状态的是。（填序号）t/mint/mint/mint/minH温度2HMrABCD嘉高实验中学化学自编作业——高三复习“大题专项练”高三复习第5页（共4页）1．答案：（1）K=P(PhSH)·P(HCl)/P(PhCl)·P(H2S)（2分），（2分）（2）（2分）（3）①开始时，反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ速率，所以生成苯硫酚浓度大于苯；反应Ⅰ达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，所以生成物苯硫酚浓度减小；反应Ⅱ是不可逆反应，温度升高反应速率加快，生成的苯浓度增加，消耗了反应物，进一步导致反应Ⅰ逆向移动。（3分）②R=2.5，温度控制在590K，（2分）。（4）（3分）2.【答案】(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝－50kJ·mol－1（3分）⑵①（2分）②ABE（3分）③6.75（2分）⑶Co2＋－e－===Co3＋（1分）②C或碳（2分）0.6（2分）【解析】(1)左图中1molCO2(g)＋1molH2(g)转化为1molCO(g)＋1molH2O(l)时能量变化为＋41kJ·mol－1，右图中1molCO(g)＋2molH2(g)转化为1molCH3OH(l)时能量变化为：419kJ·mol－1－510kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1，则由二氧化碳和氢气制备甲醇的能量变化为＋41kJ·mol－1＋(－91kJ·mol－1)＝－50kJ·mol－1⑵①由图象可以得出，平衡时CH3OH的含量降低，说明温度升高，化学平衡逆向移动，依据平衡移动原理，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，即△H0；②若在提高甲醇的产率，应该使平衡正向移动，由于该反应的正反应为气体体积缩小的放热反应，结合平衡移动原理，降低温度、增大压强、增大反应物浓度或把甲醇从反应体系中分离出来，故选ABE。③根据反应CH4+H2OCO+3H2，当反应达到平衡时，c(CH4)=0.5mol·L-1、c(H2O)=0.5mol·L-1、c(CO)=0.5mol·L-1、c(H2)=1.5mol·L-1，结合平衡常数含义得。⑶题意，通电后将Co2＋氧化成Co3＋说明Co2＋所在的电极为阳极，则阳极反应式为：Co2＋－2e－===Co3＋，CH3OH作为阴极，被氧化，其中被氧化的是甲醇中的C元素，当产生标准状况下2.24LCO2时，说明共产生了0.1molCO2，则共转移电子0.6mol。产物时间嘉高实验中学化学自编作业——高三复习“大题专项练”高三复习第6页（共4页）3.解答：解：（1）2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g），对于气相反应，用某组分B平衡时的分压p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数等于生成物平衡分压幂次方乘积除以反应物平衡分压幂次方乘积，平衡常数为：KP=；故答案为：；（2）①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol﹣1②C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJ•mol﹣1③2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=﹣221kJ•mol﹣1依据盖斯定律计算②×2﹣③﹣①得到热化学方程式：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5KJ•mol﹣1；反应△S＜0，△H＜0，满足△H﹣T△S＜0，需要在低温下能自发进行；故答案为：﹣746.5KJ•mol﹣1，低温；（3）在一定温度下，向体积为VL的密闭容器中充入一定量的NO和CO．在t1时刻达到平衡状态，此时n（CO）=amol，n（NO）=2amol，n（N2）=bmol．依据化学平衡三段式列式计算2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）起始量（mol）2a+2ba+2b00变化量（mol）2b2bb2b平衡量（mol）2aab2b①若保持体积不变，再向容器中充入n（CO2）=bmol，n（NO）=amol，正逆进行程度相同，平衡不动，正逆反应速率相同；故答案为：=；②在t2时刻，将容器迅速压缩到原容积的，在其它条件不变的情况下，瞬间氮气物质的量不变，浓度增大，相当于增大压强，平衡正向进行，氮气物质的量增大，最后不变，t3时刻达到新的平衡状态如图；嘉高实验中学化学自编作业——高三复习“大题专项练”高三复习第7页（共4页）故答案为：；（4）①升高温度，发现NO的分解率降低，说明反应向逆反应方向进行，该反应放热；由图可知，在=1的条件下，870℃时，NO还原为N2的转化率为100%，故答案为：NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行；870℃或相近温度；②吸收氮氧化物可以利用活性炭的吸附作用吸收，也可以利用和碱溶液反应被吸收，用氨水吸收氮氧化物生成硝酸盐、亚硝酸盐；酸性尿素法吸收率达到99.95%，氮氧化物形成亚硝酸和尿素反应生成二氧化碳、氮气和水，硫酸不能吸收氮氧化物；故答案为：ABC；点评：本题考查盖斯定律的应用、放热反应与吸热反应、热化学方程式的书写．难度中等．根据图象分析出分解率的变化特点是解题的关键．4.