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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.题型一化学反应原理综合题[专题强化训练]1．(2019·福州四校高三联考)燃煤的过程中排放大量CO2、SO2、NOx以及固体颗粒物，对环境污染严重。请回答下列问题：(1)将煤作为燃料常通过下列两种途径：途径Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH10①途径Ⅱ：先制水煤气，后燃烧水煤气C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH20②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH30③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH40④ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是_________________________________。(2)已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如表：气化反应lgK700K900K1200KC(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)i－2.64－0.391.58C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)ii－1.67－0.031.44升高温度时，反应i中H2的产率________(填“增大”“减小”或“不变”)。在900K时，反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数的对数值(lgK)为__________。(3)为了减少燃煤污染，可将煤燃烧产生的SO2制成自发电池，其电池总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，该电池的负极反应式为_____________________________________。用这种方法处理含SO2废气的优点是________________________________________。(4)新型氨法烟气脱硫技术采用氨吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。亚硫酸铵又可用于燃煤烟道气脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式：___________________________________。(5)用K2CO3溶液可吸收燃煤反应中生成的CO2，常温下pH＝10的K2CO3溶液中由水电离的OH－的物质的量浓度为______________。常温下，0.1mol·L－1KHCO3溶液的pH8，则溶液中c(H2CO3)________(填“”“＝”或“”)c(CO2－3)。解析：(1)根据盖斯定律，由(②×2＋③＋④)/2可得①，则2ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4。(2)依题表中数据可知，温度升高时，反应i的lgK增大，平衡正向移动，反应i中H2的产率增大。根据盖斯定律，由反应ii－反应i得CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，2900K时，此反应的平衡常数K＝10－0.0310－0.39＝100.36，则lgK＝0.36。(3)2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，在此反应中，SO2被氧化生成H2SO4，通入SO2的一极是负极，负极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋。(4)NO2与(NH4)2SO3反应时，NO2是氧化剂，还原产物是N2；(NH4)2SO3是还原剂，氧化产物是(NH4)2SO4。(5)常温下pH＝10的K2CO3溶液中，c(H＋)＝1×10－10mol·L－1，c(OH－)＝1×10－4mol·L－1，K2CO3溶液中的OH－就是由水电离产生的。KHCO3溶液显碱性，说明HCO－3的水解能力大于其电离能力，故c(H2CO3)c(CO2－3)。答案：(1)2ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4(2)增大0.36(3)SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋减少环境污染，获得副产品H2SO4，获得电能(4)4(NH4)2SO3＋2NO2===4(NH4)2SO4＋N2(5)1×10－4mol·L－12．(新题预测)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH1＝＋180.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH3＝－221kJ·mol－1若某反应的平衡常数表达式为K＝c(N2)·c2(CO2)c2(NO)·c2(CO)，则此反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。(2)N2O5在一定条件下可发生分解反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，某温度下向恒容密闭容器中加入一定量N2O5，测得N2O5浓度随时间的变化如下表：t/min012345c(N2O5)/(mol·L－1)1.000.710.500.350.250.17①反应开始时体系压强为p0，第2min时体系压强为p1，则p1∶p0＝________。2～5min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为________________。②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是________________(填字母)。a．NO2和O2的浓度比保持不变b．容器中压强不再变化c．2v正(NO2)＝v逆(N2O5)d．气体的密度保持不变(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用3平衡分压代替。已知反应：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，该反应中正反应速率v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，逆反应速率v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________________(用k正、k逆表示)。(4)如图是密闭反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200℃、400℃、600℃下，合成NH3反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。①曲线a对应的温度是________。②M点对应的H2的转化率是________。(5)工业生产中产生的SO2废气可用如图方法获得H2SO4。写出电解的阳极反应式：________________________________________________________________________。解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为K＝c(N2)·c2(CO2)c2(NO)·c2(CO)，则其化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，将题中3个已知热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由②×2－①－③，可得：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝(－393.5kJ·mol－1)×2－(＋180.5kJ·mol－1)－(－221kJ·mol－1)＝－746.5kJ·mol－1。(2)①根据题表中数据及三段式法有：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)开始/(mol·L－1)1.0000转化/(mol·L－1)0.501.000.252min时/(mol·L－1)0.501.000.25该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度之比，所以p1∶p0＝(0.50＋1.00＋0.25)∶1.00＝7∶4。2～5min内，v(N2O5)＝(0.50－0.17)mol·L－1(5－2)min＝0.11mol·L－1·min－1，v(NO2)＝2v(N2O5)＝0.22mol·L－1·min－1。②反应过程中NO2和O2的浓度比始终保持不变，a项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器内压强为变量，容器内压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b项符合题意；v正(NO2)＝2v逆(N2O5)时，正、逆反应速4率相等，而2v正(NO2)＝v逆(N2O5)时，正、逆反应速率不相等，c项不能说明反应已经达到化学平衡状态；反应物和生成物全为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应过程中气体密度始终不变，d项不能说明反应已经达到化学平衡状态。(3)Kp＝p(NO)·p(CO2)p(NO2)·p(CO)，v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，平衡时正、逆反应速率相等，即k正·p(NO2)·p(CO)＝k逆·p(NO)·p(CO2)，则p(NO)·p(CO2)p(NO2)·p(CO)＝k正k逆，故Kp＝k正k逆。(4)①合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH3的产率降低，NH3的物质的量分数减小，曲线a、b、c中，在相同条件下曲线a对应NH3的物质的量分数最高，其反应温度最低，所以曲线a对应的温度为200℃。②M点NH3的物质的量分数为60%，设NH3为0.6amol，则N2、H2共为0.4amol，因为反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料，故M点时H2为0.3amol，结合N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，转化的H2的物质的量为0.9amol，所以M点对应H2的转化率为0.9a0.9a＋0.3a×100%＝75%。(5)由题图可知，在电解池的阳极发生Mn2＋转化为MnO2的反应，电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2↓＋4H＋。答案：(1)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－1(2)①7∶40.22mol·L－1·min－1②b(3)k正k逆(4)①200℃②75%(5)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2↓＋4H＋3．对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。Ⅰ.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：主反应：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)ΔH1副反应：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1已知H2和CH4的燃烧热分别为－285.5kJ·mol－1和－890.0kJ·mol－1H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1(1)ΔH1＝________kJ·mol－1。(2)有利于提高CH4平衡产率的反应条件是__________________________________(至少写两条)。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是__________。(3)T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图1所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是________，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图可知n(H2)n(CO2)＝5________时，甲烷产率最高。若该条件CO的产率趋于0，则T℃时①的平衡常数K＝________。Ⅱ.溶于海水的CO295%以HCO－3形式存在。在海洋中，通过如图2钙化作用实现碳自净。(4)写出钙化作用的离子方程式：_____________________________________。(5)如图3，电解完成后，a室的pH________(“变大”“变小”或“几乎不变”)；其间b室发生反应的离子方程式为______________________________________。解析：Ⅰ.(1)根据已知有②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH3＝－571.0kJ·mol－1④CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH4＝－890.0kJ·mo