反应原理2015

272015课标二．（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g)△H2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3回答下列问题：（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：由此计算△H1=kJ.mol-1，已知△H2=-58kJ.mol-1，则△H3=kJ.mol-1（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由是。（3）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。a（CO）值随温度升高而（填“增大”或“减小”），其原因是。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。【答案】（1）—99；＋41（2）；a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；（3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低；P3＞P2＞P1；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高28．2015课标一（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛图。回答下列问题：（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2,该反应的还原产物为____________。（2）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中)()(ClcIc为：_____________，已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17。（3）已知反应2HI（g）=H2(g)+I2(g)的△H=+11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、151KJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。（4）Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）H2（g）+I2（g）在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120X(HI)10.910.850.8150.7950.784X(HI)00.600.730.7730.7800.784①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：___________。②上述反应中，正反应速率为v正=k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1，在t=40,min时，v正=__________min-1③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_________________（填字母）2015福建102015天津．FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：（1）FeCl3净水的原理是。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）。（2）为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。①若酸性FeCl2废液中c(Fe2＋)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3＋)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl－)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的PH约为。②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：ClO3-+Fe2＋+=====Cl－+Fe3＋+.（3）FeCl3在溶液中分三步水解：Fe3＋+H2OFe(OH)2++H＋K1Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H＋K2Fe(OH)++H2OFe(OH)3+H＋K3以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是。通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）。a.降温b.加水稀释c.加入NH4Cld.加入NaHCO3室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为mg·L-1。（1）Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质2Fe3++Fe=3Fe2+（2）①2②166H+163H2O（3）K1K2K3bd调节溶液的pH（4）18～20【解析】试题分析：（1）Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，所以可起到净水的作用；钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+（2）①根据电荷守恒，则溶液中氢离子的浓度是c(Cl－)-2c(Fe2＋)-3c(Fe3＋)=1.0×10-2mol·L-1,所以pH=2；②根据题意，氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1，Fe2+的系数为6，则铁离子的系数也是6，氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3；（3）铁离子的水解分为三步，且水解程度逐渐减弱，所以水解平衡常数逐渐减小，则K1K2K3；使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，所以答案选bd；从反应的离子方程式中可知，氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成，所以关键步骤是调节溶液的pH。（4）由图像可知，聚合氯化铁的浓度在18～20mg·L-1时，去除率达到最大值，污水的浑浊度减小。考点：考查对铁的化合物性质的应用，氧化还原反应方程式的配平，对图像的分析能力1.（13分）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O(g)CO2+H2。t℃时，往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=_____（填计算结果）。（2）合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T1____300℃（填“”、“”或“=”）。T/℃T1300T2K1.00×1072.45×1051.88×103（3）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，不同温度下NH3产率如图所示。温度高于900℃时，NH3产率下降的原因。（4）在上述流程图中，氧化炉中发生反应的化学方程式为___________。（5）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=－574kJ·mol－1CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=－1160kJ·mol－1则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：________________________。（6）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式____________________，科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极是__________（填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为_______________________。（1）1（2）＜（3）温度高于900℃时，平衡向左移动。（4）（5）CH4(g)+2NO2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)+N2(g)△H＝－867kJ/mol（6）4NH3+3O22N2+6H2O；负极；2NH3—6e-+6OH-=N2+6H2O2.已知A（g）+B（g）⇌C（g）+D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：|温度/℃70090083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：（1）该反应的平衡常数表达式K=______，△H______0（填“＜”“＞”“=”）；（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v（A）=0.003mol•L-1•s-1．，则6s时c（A）=______mol•L-1，C的物质的量为______mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为______，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为______；（3）判断该反应是否达到平衡的依据为______（填正确选项前的字母）：a．压强不随时间改变b．气体的密度不随时间改变c．c（A）不随时问改变d．单位时间里生成c和D的物质的量相等（4）1200℃时反应C（g）+D（g）⇌A（g）+B（g）的平衡常数的值为______．2.已知A（g）+B（g）⇌C（g）+D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：|温度/℃70090083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：（1）该反应的平衡常数表达式K=______，△H______0（填“＜”“＞”“=”）；（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v（A）=0.003mol•L-1•s-1．，则6s时c（A）=______mol•L-1，C的物质的量为______mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为______，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为______；（3）判断该反应是否达到平衡的依据为______（填正确选项前的字母）：a．压强不随时间改变b．气体的密度不随时间改变c．c（A）不随时问改变d．单位时间里生成c和D的物质的量相等（4）1200℃时反应C（g）+D（g）⇌A（g）+B（g）的平衡常数的值为______．考点名称：化学平衡常数定义：在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。化学表平衡达式：对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说，化学平衡表达式：化学平衡常数的意义：①表示该反应在一定温度下，达到平衡时进行的程度，K值越大，正反应进行的越彻底，对反应物而言转化率越高。②某一温度下的K′与K比较能够判断反应进行的方向K′K，反应正向进行；K′K，反应逆向进行；K′=K，反应处于平衡状态(3)化学平衡常数与浓度、压强、催化剂无关，与温度有关，在使用时必须指明温度。(4)在计算平衡常数时，必须是平衡状态时的浓度。(5)对于固体或纯液体而言，其浓度为定值，可以不列入其中。(6)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数改变，且互为倒数关系。如：在一定温度下，化学平衡常数