1、2020-2021高考化學壓軸題專題化學反應原理綜合考查的經典綜合題含答案一、化學反應原理綜合考查1.鋁及其合金可用作材料、鋁熱劑等，在環境修復等方面也有著巨大的應用潛力。(1)鋁的冶煉、提純的方法很多。高溫碳熱歧化氯化法冶鋁包含的反應之一為：Al2O3(s)+AlC3(g)+3C(sL3CO(g)+3AlCl(g)其平衡常數表達式為K=。碳熱還原AI2O3冶鋁的部分反應如下：I .2Al2O3(s)+9C(s)=A4C3(s)+6CO(g) Hi=akJ/moln . 4A12O3(s)+A14C3(s)=3A14O4C(s) H2=bkJ/mol出.A1404c(s)+A4c3(s)=8A

2、l(g)+4CO(g) AH3=ckJ/mol反應 A12O3(s)+3C(s)=2A1(g)+3CO(g的廿1=kJ/mol用離子液體 AICb-BMIC(陽離子為EMIM+、陰離子為AlCL、AbC/)作電解質，可實現電 解精煉鋁。粗鋁與外電源的 極(填 芷"或 負")相連；工作時，陰極的電極反 應式為。(2)真空條件及1173K時，可用鋁熱還原 Li5AlO4制備金屬鋰(氣態)，寫出該反應的化學方程 式：。用Al、Fe或Al-Fe合金還原脫除水體中的硝態氮 (NO3-N),在45C,起始c(KNO3-N)為 50mg L-1、維持溶液呈中性并通入 Ar等條件下進行脫除

3、實驗。結果如圖所示 (Co為起始濃 度、c為剩余濃度)：純Al在03h時，NO3-幾乎沒有被脫除，其原因是 ;寫出3h后NO3-被還原為N2的離子方程式： 。Al-Fe合金12h比純A134h的脫除速率快得多的可能原因是 c3(CO) c3(AlCl)c(AlCl 3)4a+b+3c12正 4A2Cl7 +3e = 7AlC4 +Al 3L5AlO4 + 5Al1173K真空15Li(g) + 4Al2O3鋁表面的氧化膜仍未被溶解10Al + 6NO3 + 12H2O +45 c6H+10Al(OH)3 + 3N2 T Al-Fe形成原電池能加速電子轉移【分析】(1)平衡常數表達式為生成物濃度

4、哥之積與反應物濃度哥之積的比值；利用蓋斯定律去反應熱；電解精煉時，粗鋁作陽極，而陰極上生成 Al;Al、Fe的活潑性不同，在溶液中可以構成原電池，加快反應速率。【詳解】(1)平衡常數表達式為生成物濃度哥之積與反應物濃度哥之積的比值，固體的濃度為定值，不出現在表達式中，則平衡常數K=c3(CO) c3(AlCl);c(AlCl 3)111 一一根據蓋斯7E律，反應I X- +反應n X +反應出X可得目標反應31241 .1.1Al2O3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)貝U AH=AH1X- +AH2X + H3X kJ/mol3 1244a+b+3c=kJ/mol ；12電解精煉

5、中，含有雜質的金屬作陽極，失去電子，形成離子進入電解質中，在陰極得到電子得到單質，從而完成冶煉過程，因此粗鋁與外電源的正極相連；電解質溶液中Al以AlClT、Al2C7一的形式存在，在陰極得到電子，生成 Al,電極方程式為4Al2Cl7 +3e =7AlCl4 +Al;(2)真空條件及1173K時，可用鋁熱還原 Li5AlO4制備金屬鋰，Al則轉化為Al2O3,化學方程式為 3Li5AlO4+5Al1173K真空15Li(g)+4Al2O3；純Al在03h, NO3一幾乎沒有被脫除，說明幾乎沒有反應，而在 3h后，反應才開始，可能是由于 Al的表面有一層氧化膜，阻止了反應的進行，因此純 Al在

6、03h時，NO3-幾乎沒有被脫除，其原因是鋁表面的氧化膜仍未被溶解；Al和NO3反應，溶液是中性的，產物中Al以Al(OH)3的形式存在，Al的化合價從0升高到+ 3價，NO3中N的化合價從+ 5價降低到0價，根據化合價升降守恒，Al和NO3一的系數比為5: 3,再根據電荷守恒和原45 c子守恒，可得離子方程式為10Al+6NO3 +12H2O+6H+ 10Al(OH)3+3N2 T ；Al、Fe的活潑性不同，在溶液中可以構成原電池，加快電子轉移，加快了反應速率。2.資源化利用CO2,不僅可以減少溫室氣體的排放，還可以獲得燃料或重要的化工產 品。(1) CO2的捕集： CO2屬于 分子(填“極

7、性”或“非極性”)，其晶體(干冰)屬于CO2。若所得溶液pH 10,溶液中晶體。用飽和Na2CO3溶液做吸收劑可“捕集”27 一_ _ _ 11c HCO3 :c CO2 =；（室溫下，H2CO3的 Ki 4 10 ; K2 5 10 ）若吸收劑失效，可利用 NaOH溶液使其再生，寫出該反應的離子方程式 。聚合離子液體是目前廣泛研究的CO2吸附劑。結合下.圖.分析聚合離子液體吸附 CO2的有利條件是6 2 8 4 0la IL7,匚（F2040而80100 120 40min聚合富于液體在不同CO流速下則COj的啜陽量0MU 一置岸 su家合離干液他在不同晝里F對CO上的啜州 （2）生產尿素：

8、工業上以CO2、NH 3為原料生產尿素 CO NH2 2 ,該反應分為二步進 行:第一步：2NH3（g） CO2（g） ? H2NCOONH 4（s）AH= 159.5kJ/mol第二步：H2NCOONH4（s）? CONH22（s） HzO（g）372.5kJ/mol寫出上述合成尿素的熱化學方程式 。如圖所示:（3）合成乙酸：中國科學家首次以CH3OH、CO2和H2為原料高效合成乙酸，其反應路徑原料中的CH3OH可通過電解法由CO?制取，用稀硫酸作電解質溶液，寫出生成CH3OH的電極反應式：。煙據圖示，寫出總反應的化學方程式： 。2【答案】非極性 分子 2:1 HCO3 OHH2O CO3

9、低溫，低流速（或25C,10mL min 1） 2NH3（g） CO2（g） ? CO NH2 2（s）出。9）AH= 87.0kJ/mol*-一- Lil、RH 八CO2 6e 6HCH3OH H2O COH+C2：+H2CHCOOHH2O【解析】【分析】【詳解】(1)極性分子是指分子中正負電荷中心不重合，從整個分子來看，電荷的分布是不均勻 的，不對稱的，而非極性分子是指原子間以共價鍵結合，分子里電荷分布均勻，正負電荷中心重合的分子， CO2是非金屬氧化物，其結構式為：O=C=O,屬于非極性分子，干冰是固態二氧化碳，屬于分子晶體，故答案為：非極性；分子。c Hc CO2根據K2 , cHcH

10、HCO3K2cHCO3c co310 10 moi L 1 ,則cHCO310 10 11 2:1 ;飽和N&CQ溶液做吸收劑“捕集" CQ生成NaHCQ而失效,cco25 10NaHCQ是酸式鹽，能與 NaOH反應生成Na2CO3和H2O,其離子反應方程式為： HCQ-+OH-=H2O+CQ2-,故答案為：2: 1 ; HCOr+OHHaO+CQ2-。觀察圖1可知，溫度相對越低、氣體流速越慢，聚合離子液體吸附CQ越徹底、效果越好，即吸附CO2的有利條件溫度為25c或低溫，氣體流速為 10mL?min-1或低流速，故答 案為：低溫，低流速(或25C, 10mL?min-1)。

11、已知： 2NH3(g) CO2(g) ? H2NCOONH 4(s)AH= 159.5kJ/mol； H2NCOONH4(s)? CONH22(s) HzO(g)AH72.5kJ/mol ；根據蓋斯定律，+可得合成尿素的熱化學方程式：2NH3(g) CO2(g)? CONH22(s) H2。®) 3=87.0kJ/mol ,故答案為：2NH3(g) CO2(g) ? CO NH2 2 (s) H2O(g) H= 87.0kJ/mol。(3)電解時CQ在陰極得到電子生成 CH3OH,結合酸性條件寫出陰極電極反應式為：CO2 6e 6HCH3OH H2O,故答案為：CO2 6e 6H C

12、H 30H H2O。根據圖示可知，CH30H、C02和H2在Lil、Rh*作用下生成了乙酸，根據原子守恒寫出化*Lil、RH , 學反應方程式為：CHjOH+CPRCHjCOOHHO,故答案為：*Lil 、 RHC4OH+C0-H2C4COOH-2Oo3.煤炭燃燒時產生大量 SQ、NO對環境影響極大。(1)使用清潔能源可有效減少S02等的排放。煤的液化是現代能源工業中重點推廣的能源綜合利用方案，最常見的液化方法為用煤生產CHbOHo已知制備甲醇的有關化學反應及平衡常數如下：i: CQ(g) + 3H2(g)脩? CH30H(g)+ H20(g) AH1 = - a kJ/molii: CQ(g

13、) + H2(g) / ? CO(g)+ H20(g) A H2=+ b kJ/moliii: CO(g)+ 2H2(g)帝 ? CHjOH(g) A H3 H3 =o(2)在密閉容器中進行反應i,改變溫度時，該反應中的所有物質都為氣態，起始溫度、體積相同(1 C、2 L密閉容器)。反應過程中部分數據見下表：反應時間CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol反應I恒溫恒容0 min260010 min4.520 min130 min1反應n絕 熱恒容0 min0022達到平衡后，反應I、n對比：平衡常數 K(I )K(n)(填“>” “<”或“=”下 同)；平衡時C

14、O2的濃度c( I )c( n )。對反應I ,在其他條件不變下，若 30 min時只改變溫度為 T2 C ,再次平衡時 H2的物質 的量為 2.5 mol,則 Ti T2(填“>” “<”或)。若30 min時只向容器中再充入 1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),則平衡 移動(填“正向” “逆向”或“不”)。(3)研究人員發現，將煤炭在 O2/CO2的氣氛下燃燒，能夠降低燃煤時NO的排放，主要反應為：2NO(g) + 2CO(g尸N2(g) + 2CO2(g)。在一定溫度下，于 2 L的恒容密閉容器中充入0.1 molNO和0.3 mol CO發生該反應，如圖為容器

15、內的壓強(p)與起始壓強(po)的比值(p/po)隨時間的v(NO) =;平衡時N2的產率為若13 min時，向該容器中再充入0.06 mol CO2, 15 min時再次達到平衡，此時容器內p/ Po的比值應在圖中A點的(填“上方”或“下方”)。【答案】(a+b)kJ/mol < > > 正向 6 X3 0nol/(L min 80% 上方【解析】【分析】【詳解】(1)已知：i: CQ(g) + 3H2(g)脩？ CH3OH(g) + H2O(g) AHi = - a kJ/ mol ii ： CC2(g) + H2(g)脩分 CO( g) + H2O(g)刖2= + b

16、kJ/moliii: CC(g) + 2H2(g)麻？ CH30H(g) AH3根據蓋斯定律可知i ii即得到cq g) + 2H2(g)降 為CH30H(g)由3= (a+b) kJ/ mol。(2)正反應放熱，反應I是恒溫恒容容器，反應n絕熱恒容，圖表中反應n若恒溫恒容達到相同平衡狀態，n為逆向恒容絕熱，溫度降低，平衡正向進行，平衡常數增大，所以達到平衡后，反應I、n對比：平衡常數 K( I) < K( n),平衡時CQ的濃度q I ) >q n )。對反應I ,根據表中數據可知平衡時氫氣的物質的量是3mol,在其他條件不變下，若30 min時只改變溫度為 T2 C,再次平衡時

17、 H2的物質的量為2.5 mol,說明平衡正向進行 溫度降低，則Ti>T2o根據表中數據可知反應I中平衡時二氧化碳、氫氣、甲醇、水蒸氣濃度分別是(mol/L) 0,50.50.50.5、1,5、0,5、0.5,則該溫度下平衡常數為K 3 3。右30 min時只向谷0.5 1,531.531 0.5命中再充入1 mol H2(g)和1 mol H20(g),濃度嫡為 Q 3<K ,則平衡正向移0.5 2動。(3)根據圖像可知 5min時混合氣體的物質的量是0. 4mol X 0. 925= 0. 37mol,物質的量減少 0. 03mol ,根據方程式 2N0(g)+2Cqg)=N2

18、(g)+2CQ(g)可知消耗 NO 是 0. 06mol ,濃 度是0. 03mol/L,所以05 min內，該反應的平均反應速率v( NO) = 0. 03mol / L+ 5min =6X103 mol/( l, min);同理可計算平衡時氣體的物質的量是0. 4mol X 0. 9= 0. 36mol ,減少0. 04mol ,所以生成氮氣是 0.04mol ,理論上生成氮氣是 0.05mol,則平衡時N2的產率4 0.04為100%=80%。0.05p 0.42P00.4若13 min時，向該容器中再充入 0. 06 mol CC2,若平衡不移動，則1.05。增大生成物濃度平衡逆向進行

19、，混合氣體的物質的量增大，則再次達到平衡，此時容器內 P/p0的比值應在圖中 A點的上方。【點睛】(2)是解答的易錯點和難點，明確等效平衡的含義和反應n中從生成物開始建立平衡是 解答的關鍵。NH3和CO2直接合成尿4.尿素在農業、醫藥等諸多領域應用廣泛。工業上有多種工藝用 素。(1)水溶液全循環法合成尿素的反應過程可用下列熱化學方程式表示： 反應 I 2NH3(1) +C6(g)? NH2 COONT(1) Hi = - 119.2 kJ?mol 反應 II NH2COON*1)? CO(NH2)2(1)+ H2O(1) AH2= 15.5 kJ?mol 寫出NH3(1)與CQ(g)反應生成C

20、O(NH2)2(1)和液態水的熱化學方程式： 。該工藝要求在 190 200C、13 24 MPa的條件下反應，90c左右反應可實現最高平衡轉 化率。試解釋選擇高壓條件的理由： 。n NH3n H2O(2)在不同氨碳比L=和水碳比 W=條件下CO2平衡轉化率x隨溫度T變n CO2n CO2化情況如圖所示:JLals犀*-3-70- IIUI .170LHOIQO2(1) T/1：CO2平衡轉化率x隨溫度T升高先增大后減小，試分析原因： 。在圖中，畫出L=4 W=O時CO2平衡轉化率x隨溫度T變化的曲線示意圖 。(3)實驗室模擬熱氣循環法合成尿素，TC度時，將5.6mol NH3與5.2molC

21、O2在容積恒定為0.5L 的恒溫密閉容器中發生反應：2NH3(g)+CO2(g)? CO(NH2)2(s)+H2O (g) H1= 43kJ?mo-1。達到平衡狀態時，NH3與CQ的平衡分壓之比 p(NH3): p(CO2)= 2:13。p(NH3)= x(NH3)?p,x(NH3)為平衡體系中 NH3的物質的量分數，p為平衡總壓。T C時，該反應的平衡常數 K =。若不考慮副反應，對于該反應體系，下列說法正確的是 。A.當反應體系中氣體分子的平均摩爾質量保持不變時，反應達到平衡狀態B.相同條件下，提高水碳比或降低氨碳比都會使NH3的平衡轉化率降低C.在容器中加入 CaO,(可與H2O反應)，

22、提高CO(NH2)2產率D.反應開始后的一段時間內，適當升溫可提高單位時間內CQ的轉化率【答案】2NH3(|)+ CQ(g)? CO(NH2)2 (l)+ H2O。)AH =-103.7kJ mol-1 190200 c時，NH 2COONH容易分解為NH3和CQ,高壓有利于反應I正向進行 溫度升高，反應I平衡逆向 移動，反應II平衡正向移動，在 190200c之前，反應II正向進行的趨勢更大，190200c之后，反應I逆向進行的趨勢更大"=Q.51.5625 D【解析】【分析】【詳解】(1)水溶液全循環法合成尿素的反應過程可用下列熱化學方程式表示：反應 I 2NH3(1) +CO2

23、(g)? NH2 COONT(1) AH1 = - 119.2 kJ?mol-1反應 II NH2COON*1)? CO(NH2)2(1)+ H2O(1) AH2= 15.5 kJ?mo1根據蓋斯定律，反應 I+反應II得：NH3(1)與CO2(g)反應生成CO(NH2)2(1)和液態水的熱化 學方程式：2NH3(l)+ CO2(g)? CO(NH2)2 (l)+ H2O。)AH =-103.7kJmol-1。故答案為：2N%(l)+ CO2(g)? CO(NH2)2 (l)+ H2O(l) AH2=-103.7kJ mol-1；反應I 2NH3(1) +CO2(g)?NH2 COONH(1)

24、是氣體體積減小的反應，選擇高壓條件的理由：190200c時，NH 2COONH容易分解為 NH3和CQ,高壓有利于反應 I正向進行。故答案 為：190200c時，NH 2COONH容易分解為NH3和CQ,高壓有利于反應I正向進行；(2)CC2平衡轉化率x隨溫度T升高先增大后減小，因為：溫度升高，反應I平衡逆向移動，反應II平衡正向移動，在 190200c之前，反應II正向進行的趨勢更大，190200c 之后，反應I逆向進行的趨勢更大。故答案為：溫度升高，反應I平衡逆向移動，反應II平衡正向移動，在190200c之前，反應II正向進行的趨勢更大，190200 c之后，反應I逆 向進行的趨勢更大；

25、L越大，氨的比例越大，根據反應I,提高氨的濃度，二氧化碳的轉化率增大，曲線應在原曲線之上，溫度升高，反應I平衡逆向移動，反應II平衡正向移動，在190200c之前，反應II正向進行的趨勢更大，轉化率先增大，此后變小，L=4、W=O時CO2平衡轉化率x隨溫度T變化的曲線示意圖O故答案為:2NH3 g + CO2g開始/mol 5.65.2變化 /mol 2xx平衡/mol 5.6-2x5.2-xCO NH2 2 s + H2O g0 x x5.6 2x25.2 x13x=2.6mol2.6=1.5625。)2K=05K 26 (040.5 (0.5故答案為：1.5625;A. 2NH3(g)+C

26、C2(g)? CO(NH2)2(s)+H2O (g)該反應中，若平衡正向移動，混合氣的總質量減小，總物質的量也減小，所以反應體系中氣體分子的平均摩爾質量不能確定是否保持不變，故當反應體系中氣體分子的平均摩爾質量不再變化時，不能判斷反應是否達到平衡狀態，故A錯誤；B.相同條件下，提高水碳比相當于提高生成物濃度，氨的平衡轉化率降低，降低氨碳比會使NH3的平衡轉化率增大，故 B錯誤；C.在容器中加入 CaO,(可與H2O)反應，但生成的氫氧化鈣也能與反應物反應，降低CO(N建)2產率，故C錯誤；D.反應開始后的一段時間內，在沒有達到平衡前，適當升溫可提高單位時間內CO2的轉化率，故D正確;故選Do故

27、答案為：Do5.利用碳和水蒸氣制備水煤氣的核心反應為：C(s)+ H2O(g)?H2(g) + CO(g)(1)已知碳(石墨)、H2、CO 的燃燒熱分別為 393.5kJmol 1、285.8kJmol 1、283kJmol 1,又 知 H2O(l)=H2O(g) AH= + 44kJ mol1,則 C(s)+ H2O(g)?CO(g)+ H2(g) A H=。(2)在某溫度下，在體積為 1L的恒容密閉剛性容器中加入足量活性炭，并充入 1mol H2O(g) 發生上述反應，反應時間與容器內氣體總壓強的數據如表：時間/min010203040總壓強/100kPa1.01.21.31.41.4 平

28、衡時，容器中氣體總物質的量為 mol, H2O的轉化率為 。 該溫度下反應的平衡分壓常數Kp=kPa(結果彳留2位有效數字)。(3)保持25C、體積恒定的1L容器中投入足量活性炭和相關氣體，發生可逆反應C+H2O(g)?CO+ H2并已建立平衡，在 40 min時再充入一定量 H2, 50min時再次達到平衡，反 應過程中各物質的濃度隨時間變化如圖所示：40min時，再充入的 H2的物質的量為 mol。4050 min內H2的平均反應速率為 mol !,1 min 1 °(4)新型的鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(N32S)分別作為兩個電極的反應物,固體Al2O3陶瓷(可傳導

29、Na卡)為電解質，其原理如圖所示：電 板 A熔融NaNa .二固體 電解質 (A1.OJTTT： Na' 一一熔融 S>FtlNa2St工Na-電 極 B或業源用電器放電時，電極 A為 極，S發生 反應(填“氧化”或“還原”)。 充電時，總反應為 Na2Sx=2Na+S(3<x<5), Na所在電極與直流電源 極相連，陽極的電極反應式為 。【答案】+ 131.3 kJm ol 1 1.4 40% 27 6 0.1 負還原負 S2-2e-=S<【解析】【分析】【詳解】(1)已知碳(石墨)、H2、CO 的燃燒熱分別為 393.5kJmol 1、285.8kJmol

30、1、283kJ mol1,則 C(s)+ O2(g)=CQ(g) AH= 393.5kJm ol1小1一一O2(g)+H2(g)=H2O(l) AH= 285.8kJmol 12一 1一 CO(g)+ O2(g)=CO2(g) AH= 283kJm ol 12H 2O(l)=H2O(g)AH= + 44kJ mol1根據蓋斯定律可知 一一一即得到C(s)+ H2O(g)? CO(g)+ H2(g) AH= +131.3 1kJ m ol 。(2)根據方程式可知CH2O ?H2+ CO起始里(mol)100轉化量(mol)xxx平衡量(mol)1 xxx壓強之比是物質白向量之比,則 (1 x+x

31、+x):1= 1.4:1 ,解得x=0.4;該溫度下反應的平衡分壓常數Kp=0.40.4140140 -1.41.4;27kPa0.6140 一設50min時H2的物質的量為x mol, 32 x 1圖像可知平衡常數 K=，解得341.4溫度不變平衡常數不變，由于容積是1L,則根據x=8,由于CO的變化量是1mol,所以40min時根據以上分析可知平衡時，容器中氣體總物質的量為1.4mol, H2O的轉化率為40%。再充入的 H2的物質的量為 8mol+1mol 3mol = 6molo由于氫氣的變化量是 1mol ,所以4050 min內H2的平均反應速率為1mol/L10min0.1mol

32、 L-1 min 1。(4)放電時鈉失去電子，則電極A為負極，電極B是正極，則S發生還原反應。 放電時鈉失去電子，則電極 A為負極，充電時，Na所在電極是陰極，與直流電源負極 相連；陽極發生失去電子的氧化反應，則根據總反應為Na2S=2Na+Sx(3vxv5)可知，陽極電極反應式為S2-2e-=S。6.完成下列填空。在 25 C、101kPa 時，C(s H2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為 393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol ,則 2c(s)+2H2(g)+O2(g尸 C悖COOH(l)的 H=。(2)溫度為T時，在2 L的密閉容器中加入 2.0

33、 mol SO2和1.0 mol O2發生反應，達到平衡時 容器內氣體壓強變為起始時的0.7倍。該反應的平衡常數為 。在一定體積pH=12的Ba(OH溶液中，逐滴加入一定物質的量濃度的NaHSQ溶液，當溶液中的Ba2+恰好完全沉淀時，溶液pH= 11。若反應后溶液的體積等于Ba(OH)2溶液與NaHSQ溶液的體積之和，則 Ba(OH)2溶液與NaHSQ溶液(4)利用如圖所示的電解裝置，可將霧霾中的NO、SQ轉化為硫酸俊，從而實現廢氣的回收再利用。通入 NO的電極反應式為 ;若通入的NO體積為4.48 L(標況下)，則理論上 另一電極通入SQ的物質的量應為。濃澹滋和A稀溶液【答案】-488.3k

34、J/mol 1620 1： 4 NO+6H+5e-=NH4+H2O 0.5mol【解析】【分析】根據燃燒熱寫出熱化學方程式，再利用蓋斯定律來計算反應2C(s)+2H2(g)+O2(g)= CHCOOH(l)的反應熱；利用三段式法，設參加反應的SO2物質的量，用平衡狀態時的壓強變化列式求解，再用化學平衡公式求解化學平衡常數；氫氧化鋼和硫酸氫鈉反應鋼離子恰好沉淀，需要Ba(OH)2和NaHSQ按照物質的量1 ： 1和反應，結合溶液的 pH和溶液體積換算物質的量 列式計算；根據電解裝置分析，通入 NO的電極連接外電源負極，則該電極為電解池陰極，電解池陰極發生還原反應，NO轉化為NH4+, H+參與電

35、極反應，據此寫出電極方程式，根據電子守恒計算。據此分析。【詳解】在 25 C、101kPa 時，C(s卜 H2(g)、CHCOOH(l兩燃燒熱分別為 393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,貝U H2(g)+- O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJ/mol (1)C(s)+Q(g尸CO2(g) H=-393.5kJ /mol (2)CH3COOH(1)+2Q(g)=2CC2(g)+2H2O(l) AH=-870.3kJ 向01(3)由蓋斯定律可以知道，(1)X2+(2)X2-(3)可得反應2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1),其反

36、應熱 為 2 x(-285.8kJ /mol)+2 x(-393.5kJ /mol)+870.3kJ 向。1=-488.3。和。1,答案為：-488.3 kJ /mol;(2)溫度為T時，在2L的密閉容器中加入 2.0 mol SO2和1.0 mol O2發生反應，達到平衡時容器內氣體壓強變為起始時的0.7倍，用三段式法設反應的SO2的物質的量：起始(mol)： 轉化(mol): 平衡(mol):2SO2(g)22x2-2x+ O2(g) ?1x1- x2SO3(g)09,該反應是恒溫恒容下的反應，根據反應前后2x2x2x 1 x 2x壓強之比等于物質的量之比得2x一1 x 0.7, x 0.

37、9 ,則化學平衡常數 2 11.8 21620,答案為：1620；K 2(0.2)20.1("2")22(3)pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-尸10-2mol/L,設溶液體積為 aL,則氫氧根離子物質的量為 10-2Xa mol;當溶液中的Ba2卡恰好完全沉淀時，根據反應Ba(OH)2+NaHSQ=BaSQ J +H2O+NaOH,反應的硫酸氫鈉物質的量為0.5ax10-2mol ；設硫酸氫鈉溶液體積為bL,混合后溶液pH=11,得溶液中氫氧根離子濃度為10 -3mol人，堿過量；根據公式得：a 10 2 0.5a 10 2 10 3, a： b=1： 4;答案為

38、：1： 4; a b(4)根據電解裝置，SQ轉化為硫酸根離子，說明 NO轉化為NH4+,即NO在陰極發生還原 反應 NO+6H+5e-=NH4+H2O,陽極反應式為 SQ+2H2O-2e-=4H+SO42-,通入的 NO 體積為 4.48 L(標況下)即0.2mol ,根據得失電子守恒，因此有2NO10e-5SQ,則SQ的物質的量為 0.5mol,答案為：NO+6H+5e-=NH4+H2O; 0.5mol ;7.頁巖氣中含有較多的乙烷，可將其轉化為更有工業價值的乙烯。(1)二氧化碳氧化乙烷制乙烯。將C2H6和CQ按物質的量之比為1：1通入反應器中，發生如下反應：i . C2H6(g) 峰? C

39、2H4(g) + H2(g) AHi = +136. 4 kJ - mol- 1ii . CO?( g) + H2(g)峰? CO g) + H2O( g) AH2= +41.2 kJ - mol- 1iii. GH6(g) + CO2(g) 脩？ C2H4(g) + CO( g) + H2O(g) Af3用 AHi、A 應計算 AH3=kJ - mol-1。反應iv : C2H6( g)脩？ 2C( s)+ 3H2( g)為積碳反應，生成的碳附著在催化劑表面，降低催化劑的活性，適當通入過量CO2可以有效緩解積碳，結合方程式解釋其原因：_。二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究熱點之一是選擇催化劑，相同

40、反應時間，不同溫度、不同催化劑的數據如下表(均未達到平衡狀態)實臉編號t/r催化劑轉化率/%選擇性/%C匹C6COI650鉆鹽19.0374117.678 J11650將鹽32A23.077.310.411160021,212 A79.793IV55012.08.6S5.25.4(注)C2H4選擇性：轉化的乙烷中生成乙烯的百分比。CO選擇性：車t化的 CO2中生成 CO的百分比。對比I和n,該反應應該選擇的催化劑為_,理由是_。實驗條件下，銘鹽作催化劑時,隨溫度升高，C2H6的轉化率升高，但 C2H4的選擇性降低，原因是 。(2)利用質子傳導型固體氧化物電解池將乙烷轉化為乙烯，示意圖如圖：電極

41、a與電源的 極相連。電極b的電極反應式是 【答案】+177.6增大CO2的量，發生反應C+CO2一定溫度2CO,消耗C;增大CO2的量,反應iii正向進行程度增加，降低了 C2H6的濃度，反應iv進行的程度減小銘鹽 相同溫度下，銘鹽作催化劑時 C2H6的轉化率和C2H4的選擇性均較高 溫度升高，反應i、iii、iv的化學反應速率均增大，反應iv增大的更多正極 CO2+2e +2H+=CO+H2O【解析】【分析】【詳解】(1)已知：C2H6(g)脩? C2H4(g) + H2(g) AHi = +136.4 kJ mol- 1ii. CO2(g) + H2(g)脩分 CO(g) + H2O( g

42、) AH2=+41.2 kJ - mol- 1iii. C2H6(g) + CO2(g) 脩為 C2H4(g) + CO( g) + H2O(g) 電由蓋斯定律可知，反應i +反應ii得反應iii,則 Affe= AHi + AH2= (+136.4 kJ mol- 1) + (+41.2 kJ - mol- 1) =+177.6 kJ mol- 1,故答案為:+177.6；增大二氧化碳的量，可以有效緩解積碳的原因是，二氧化碳能與碳在加熱條件下反應生成一氧化碳，消耗積碳，反應的化學方程式為C+CO2 一定溫度2CO;增大二氧化碳的量，反應iii向正正反應方向移動，降低了體系中C2H6的濃度，使

43、反應iv向逆反應方向移動，減少積碳的生成，故答案為：增大 CQ的量，發生反應C+CC2 -定溫度2CO,消耗C;增大CO2的量，反應也正向進行程度增加，降低了C2H6的濃度，反應iv進行的程度減小；由表格數據可知，相同溫度下，銘鹽作催化劑時，C2H6的轉化率和C2H4的選擇性均較高，則對比I和H,該反應應該選擇的催化劑為銘鹽；升高溫度，反應i、值、iv的化學反應速率均增大，反應iv的化學反應速率增大的幅度更大，導致C2H6的轉化率升高，C2H4的選擇性降低，故答案為：溫度升高，反應i、值、iv的化學反應速率均增大，反應iv增大的更多；(2)電解池中，陽離子向陰極移動，由圖給氫離子的移動方向可知

44、，電極a為陽極，與電源正極相連，故答案為：正；電解池中，陽離子向陰極移動，由圖給氫離子的移動方向可知，電極b為陰極，在氫離子作用下，二氧化碳在陰極上得電子發生還原反應生成一氧化碳和水，電極反應式為CO2+2e +2H+=CO+H2Oo8.水煤氣變換CO(g)+H2O(g)=CQ(g)+H2(g)是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業領域中。回答下列問題：(1)我國學者結合實驗與計算機模擬結果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標注。W5 Ts.Hsql H+3.H33 過渡志之_=*對=二 三二 H4*I:HC十 &

45、;.,一 茸三limc2 I O ->*朝矍解該歷程中決速步驟的化學方程式為 _ (方程式兩邊若有相同物料不用約簡)。水煤氣變換 反應的熱化學方程式為_。(2) tiC時，密閉容器中，通入一定量的CO和H2O,發生水煤氣變換反應，容器中各物質濃度(單位：mol L-1)變化如下表所示：時間(min)COH2OCO2H200. 2000. 3000020. 1380. 2380.0620. 0623C1C2C3C34C1C2C3C350. 1160. 2160.08460. 0960. 2660. 104一定處于平衡狀態的時間段為_。56min時間段內，平衡移動方向為_(填“向左移動”或“

46、向右移動”)，根據表中數據判斷，平衡移動的原因是 _(填字母編號)。a.增加了 H2O(g)的量b.增加氫氣濃度 c使用催化劑 d.降低溫度t2c時(t2>tl),在相同條件下發生上述反應，達平衡時，CO濃度_ci(填“V”或一)。(3)已知反應Fe(s)+CQ(g)yFeO(s)+CO(g)的平衡常數隨溫度變化情況如圖所示：該反應是_(填“吸熱”或“放熱”)反應。若Ti時水煤氣變換反應的平衡常數等于0. 5,則Ti時FeO( s)+ H2(g)i|Fe( s)+ H2O( g)的平衡常數為_o(4)水煤氣可做燃料電池的燃料。一種熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖所示。電極A上H2參與的電

47、極反應為 。假設催化爐產生的 CO與H2物質的量之比為1 ： 2。電極A處產生的CO2有部分參與循環利用，其利用率為【答案】COOH* +H * +H2O* =COOH* +2H +OH* CC( g)+ H2O( g) = CO2( g)+ H2( g) H=-0. 72NAeV/mol 3min 4min 向右移動 a > 吸熱 1 h2+CO32-2e-=H2O+CQ75%【解析】 【分析】 【詳解】(1)起始狀態反應物的相對能量為0,最終狀態生成物的相對能量為-0. 72eV,反應物的能量高于生成物的能量，水煤氣變換反應為放熱反應，即 AH小于0。該歷程中兩次能壘分 別為 1.5

48、9eV-(- 0.32eV)=1.91eV, 1. 86eV-(- 0. 16eV)= 2. 02eV,最大能壘(活化能)E 正 =2. 02eVo該步驟的反應物的相對能量為-0. 16eV的物質：COOH+H,+叱。,I,生成物為相對能量為1.41eV的物質：COOH* +2H* +OH* I,由此可得該步驟的化學方程式： COOH-+H +H2O =COOH» +2H +OH，水煤氣變換反應的熱化學方程式為CO( g)+ H2O( g) n，CO2( g)+ H2( g)H=- 0. 72NAeV/ mol。(2)從表格中數據分析，第34min時，體系中各物質的濃度不再變化，說明

49、已經達到平衡狀態；5min6min時間段內，H2O的濃度增大，CO濃度減小，說明是增加了H2O的量，平衡正移，故答案為：向右移動；a;該反應的正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，CO轉化率減小，則 CO濃度ci,故答案為：;(3)升高溫度化學平衡常數增大，說明Fe(s)+CQ(g)u* FeO(s)+CO(g)為吸熱反應，故答案為：吸熱；Ti 時反應 Fe(s)+CQ(g)=FeO(s)+CO(g)的平衡常數 K=2,r C CO2 c H2水煤氣變換反應的平衡常數等于0. 5,即K= 一c CO c H2O即 c( CO)/ c(CO2)= 2,若 Ti 時= 0.5,所以平衡時c H2

50、Oc H2c H2O=1,所以 Ti 時 FeO( s)+ H2( g) =Fe( s)+ H2O( g)的平衡常數 K=- = 1 ；c H2(4)A為負極，負極上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水，則電極A上前去參與的反應為：H2+CQ2-2e-=H2O+CO2；假設催化爐產生的 CO與H2物質的量分別為 imol、2mol,電極A 處轉移電子為6mol,產生的CO2為4mol,在陰極發生的電極反應為O2+2CO2+4e=2CO32-,當轉移6mol電子時，參與循環反應的 CQ為3mol,參與循環的利用率3mol4mol100% =75% 。9.默基硫(COS主要存在于煤、石油和天然氣中，會

51、造成設備腐蝕、環境污染，更危害人體健康。目前，我國已經實現了在催化劑(rAl2O3)、低溫條件下的精度脫除 COS如圖為天然氣中脫除 COS反應流化床示意圖：川。舒化科CHUCg),UI 蛔，H2(g)(i)已知：H2 (g) +COS (g) H2s (g) +CO (g) Hi=+6.2kJ?mol-iH2 (g) +CC2 (g) H2O (g) +CO (g)則COS精度脫除反應H2O (g) +COS (g);AH2=+4i.2kJ?mol-iH2s (g) +CO2 (g)的H=_kJ?moi。將H2O與COS以體積比i： 2置于恒溫恒容密閉容器中反應，若測得該反應平衡時H2O與C

52、OS的體積比i: 6,則該溫度下，脫除反應的平衡常數K=_ (保留兩位小數)。(2) TC時，以一定流速、不同物質的量的H2O (g)和COS( g)通過流化床，測得 COS(g)脫除速率變化關系如圖。序109 口 5 a $ S 44J 3 2 2 t I o.do.o.aoo.Qo.悔誨的tf iitwli已知：COS脫除反應機理如下，其中吸附在催化劑表面的物種用*標注。a,吸附：H2O-H2O* b.反應：COS+HIO*-CC2+H2S* c.脫附：H2S*-H 2s若COS (g)脫除速率v=knx (COS ?ny (H2O) (mol?min-1),由圖中的數據可算出 x、 k

53、的值：x=_, k=_。吸附”步驟為(填快反應”或慢反應”)，理由是_。脫除反應的決速步驟為 (填“a "b或”c。少量氫氣可以抑制催化劑積硫(s*)中毒，分析該流化床中可能存在的可逆反應是_。(3)工業上常采用下圖所示電解裝置，將氣態廢棄物中的硫化氫轉化為可利用的硫。首先通電電解K4Fe (CN) 6與KHCO的混合溶液，通電一段時間后，再向所得溶液通入H2s時發生反應的離子方程式為 2Fe (CN) 63-+2CO32-+H2S 2Fe (CN) 64-+2HCQ-+S J .電解過 程中陰極區電極反應式為 _。1=H 盧碳棒碌棒I一.aKHCO*混合錦清【答案】-35 2.67

54、 1 2快反應 H2O (g)的物質的量不影響總反應速率bSi+H2H2S 2HCQ-+2e-=H2 T +2CO2-【解析】【分析】【詳解】(1)已知： H2 (g) +COS(g) ?H2s (g) +CO (g) Hi=+6.2kJ?mol-1H2 (g) +CC2 (g) ?H2O (g) +CO (g) H2=+41.2kJ?mol-1根據蓋斯定律，反應-即可得COS精度脫除反應H2O (g) +COS( g) ?H2s ( g) +CO2(g) AH= (6.2-41.2) kJ/mol=-35kJ/mol ,故答案為：-35;根據題意列三段式：H2O (g) +COS(g) =H2s (g) +CO (g)(單位：mol)起始量：1200轉化量：xxxx平衡量：1-x2-xxx1 x 1, c(H2