1、 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題(1)1、用化學(xué)反應(yīng)原理研究N、S氧化物有著重要的意義。.已知：2S02(g)+02(g)2SO(g)H=-196.6KJ/mol2N0(g)+0(g)2NO(g)H=-113.8KJ/molN0(g)312222+SO2(g)SO3(g)+NO(g)H3則H3=,如果上述三個反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)分別為K、K、K,則K=(用K、K表示)。23312.如下圖所示,A是恒容的密閉容器,B是一個體積可變的充氣氣囊。保持恒溫，關(guān)閉K2,分別將2molNO和1molO2通過屯、屯分別充入A、B中,發(fā)生的反應(yīng)為2NO(g)+O2(g)下列說法和示意圖能說明A、B容器均達(dá)到平衡狀態(tài)的是。

2、A、B容器中氣體的顏色均不發(fā)生變化A、B容器中NO和0物質(zhì)的量濃度比均為2：12A、B容器中氣體的密度不在發(fā)生變化A、B容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化仏I熔器證確云0e.TC時,A容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時的平衡常數(shù)K=0.27(kPa)-1。若A容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時pp(NO)=200kPa,則平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為。(K是用平衡分壓代替平衡濃度計算所2p得的平衡常數(shù)，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)).將0.2molSO2和0.15molO2通入2L的密閉容器中，測得SO?的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖實線所示。rt(SO2)/mrl05101520t/minab段平均反應(yīng)速率（填“大于”“小于”或“等

3、于”）bc段平均反應(yīng)速率;de段平均反應(yīng)速率為。僅改變某一個實驗條件，測得SO2的物質(zhì)的量隨時間變化如上圖中虛線所示，則改變的條件是。如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH：和SO陰極的電極反應(yīng)式是Ifl(N1I4御42、MoS2（輝鉬礦的主要成分）可用于制取鉬的化合物潤滑添加劑氫化反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)的催化劑等。回答下列問題:（1）.反應(yīng)3MS+18HN0+12HCl=3HMoOCl+18N0f+6HSO+6HO中,每溶解lmolMoS,轉(zhuǎn)移TOC o 1-5 h z32242422電子的物質(zhì)的量為。.已知:MoS(s)=Mo(s)+S(g)H221S2(g)+2O2(g)=2SO2

4、(g)H22MoS(s)+70(g)=2MoO(s)+4S0(g)H2323反應(yīng)2Mo(s)+3O(g)=2MoO(s)的H=(用含H、H、H的代數(shù)式表示)23123利用電解法可浸取輝鉬礦得到NaMoO和NaSO溶液(裝置如圖所示)。2424陰極的電極反應(yīng)式為。一段時間后，電解液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)，MoO在電4極(填“A”或“B”)附近生成。實際生產(chǎn)中，惰性電極A一般不選用石墨,而采用DSA惰性陽極(基層為TiO2,涂層為RuO+IrO)，理由是。22.用輝鉬礦冶煉Mo的反應(yīng)為MoS(s)+4H(g)+2NaC0(s)2223Mo(s)+2CO(g)+4HO(g)+2NaS

5、(s)H。TOC o 1-5 h z該反應(yīng)的H(填“”或“”)0巴、2、3按從小到大的順序為。在某恒容密閉容器中加入O.lmolMoS、0.2molNaCO、0.4molH,一定溫度下發(fā)生上述2232反應(yīng),下列敘述說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號)。v正(H2)=v逆(CO)正2逆氣體的密度不再隨時間變化氣體的壓強不再隨時間變化d單位時間內(nèi)斷裂H一H鍵與斷裂HO鍵的數(shù)目相等在2L的恒溫恒容密閉容器中加入O.lmolMoS、0.2molNaCO、0.4molH,在1100K時發(fā)2232生反應(yīng),達(dá)到平衡時恰好處于圖中A點,則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為。3、研究煤的合理利用及CO2的綜合應(yīng)用有著重

6、要的意義。請回答以下問題：I煤的氣化已知煤的氣化過程涉及的基本化學(xué)反應(yīng)有:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131kjmol-iCO(g)+3H(g)CH(g)+HO(g)H=akjmol-i242查閱資料反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表：化學(xué)鍵C0H-HH-CH-OE/(kJmol-1)1072436414465.則反應(yīng)中a=。.煤直接甲烷化反應(yīng)C(s)+2H2(g)=理)的H為kjmol-i，該反應(yīng)在(填“高溫”或“低溫”)下自發(fā)進(jìn)行。.II.合成低碳烯烴在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和2.5mol屯,發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)+6H2(g)mqH4(g)+4H2

7、O(g)H=-128kjmol-i,測得溫度對催化劑催化效率和CO平衡轉(zhuǎn)化率的影響如下圖所示：25Q303,50)曲啲皿200攢30035D咼更弋圖中低溫時，隨著溫度升高催化劑的催化效率提高，但CO2的平衡轉(zhuǎn)化率卻反而降低,其原因TOC o 1-5 h z是。.250C時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為。.111合成甲醇在恒溫2L容積不變的密閉容器中，充入imolCO2和3mol屯,發(fā)生反應(yīng):C02(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),測得不同時刻反應(yīng)前后容器內(nèi)壓強變化(p后/p2232后)如下表：前時間/h123456p后/p前0.900.850.820.810.800.80反應(yīng)前1

8、小時內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)為molL-ih-i,該溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為。.W.電解逆轉(zhuǎn)化制乙醇科研人員通過反復(fù)實驗發(fā)現(xiàn):C02可以在酸性水溶液中電解生成乙醇，則生成乙醇的反應(yīng)發(fā)生在極(填“陰”或“陽”),該電極的反應(yīng)式為。4、中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%。減少CO?排放是一項重要課題。.以CO為原料抽取碳(C)的太陽能工藝如圖所示。2過程1中每生成1molFeO轉(zhuǎn)移電子數(shù)為。過程2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為.KaFrf)(2).常壓、70120C和催化劑條件下合DMC)是一種應(yīng)用前景廣泛的新材料，用甲醇、CO、CO在2已知：CO的燃燒熱

9、為H=-283.0kJmol-1H2O(1)=H2O(g)H=+44.0kJmol-12CHOH(g)+CO(g)CHOCOOCH(g)+HO(g)H=-15.5kJmol-i2332TOC o 1-5 h z則2CHOH(g)+CO(g)+丄O(g)CHOCOOCH(g)+HOH=。322332(3).在密閉容器中按n(CH3OH):n(CO2)=2:1投料直接合成DMC,一定條件下,平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示，則:v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的順序為;K(A)、K(B)、K(C)由大到小的順序為;下列能說明在此條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是A.2v(CHOH)=v(CO)正3逆2b.

10、ch3oh與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變恒壓條件,容器內(nèi)氣體的密度保持不變各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持改變.CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴,主要有以下兩個競爭反應(yīng):反應(yīng)I:CO(g)+4H(g)WCH(g)+2H0(g)2242反應(yīng)II:2C02(g)+6H2(g)wqH4(g)+4H20(g)為分析催化劑對反應(yīng)的選擇性，在1L密閉容器中充入lmolC02和2mol屯,測得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。該催化劑在較低溫度時主要選擇(填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)II”)520C時，反應(yīng)II的平衡常數(shù)K=(只列算式不計算)。用惰性電極電解強酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如圖所示。b電極上的電極

11、TOC o 1-5 h z反應(yīng)式為。5乙烯是一種重要的化工原料,可由乙烷為原料制取,回答下列問題。.傳統(tǒng)的熱裂解法和現(xiàn)代的氧化裂解法的熱化學(xué)方程式如下:CH(g)CH(g)+H(g)AH=+136kJmol-i262421 HYPERLINK l bookmark6 yA”丿：億Iw:已知反應(yīng)相關(guān)的部分化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵H-H(g)H-0(g)0=0鍵能(kJmol-i)436x496由此計算x=,通過比較H1和H2,說明和熱裂解法相比，氧化裂解法的優(yōu)點是（任寫一點）。（2）.乙烷的氧化裂解反應(yīng)產(chǎn)物中除了CH外,還存在CH、CO、CO等副產(chǎn)物（副反應(yīng)均為放2442熱反應(yīng)）,圖甲為溫度對

12、乙烷氧化裂解反應(yīng)性能的影響。乙烷的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高的原因是,反應(yīng)的最佳溫度為（填序號）。A.700CB.750CC.850CD.900C甲陀（6並）乙烯選擇性=:、L汀f；乙烯收率二乙烷轉(zhuǎn)化率X乙烯選擇性癢（CgHQ（3）.烴類氧化反應(yīng)中，氧氣含量低會導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生積炭，堵塞反應(yīng)管。圖乙為!（；-!亢（CgHQ的值對乙烷氧化裂解反應(yīng)性能的影響。判斷乙烷氧化裂解過程中;，：/-：的最佳值是,判斷的理由。（4）.工業(yè)上，保持體系總壓恒定為lOOkPa的條件下進(jìn)行該反應(yīng)，通常在乙烷和氧氣的混合氣體中摻混惰性氣體（惰性氣體的體積分?jǐn)?shù)為70%）,摻混惰性氣體的目的是。反應(yīng)達(dá)平衡時,各組分的體積分?jǐn)?shù)

13、如下表：組分C2H6O2C2H4H2O其他物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)/%2.41.0121569.6計算該溫度下的平衡常數(shù):K=（用平衡分壓代替平衡濃度，平衡分壓=總壓pX體積分?jǐn)?shù)）。6、大氣中CO2含量的增加會加劇溫室效應(yīng)，為減少其排放，需將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來進(jìn)行儲存和利用。(1).CO2與NH3反應(yīng)可合成尿素化學(xué)式為CO(NH2)2,反應(yīng)2NH(g)+CO(g)=CO(NH)+HO(g)在合成塔中進(jìn)行。如圖甲中I、II、III三條曲線分別32222為合成塔中按不同氨碳比n(NH)-n(CO)2和水碳比n（HO）_n（CO）2投料時二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況.曲線I、II、III水碳比的數(shù)值范圍分別

14、是0.60.7、11.1和1.51.61,則生產(chǎn)中應(yīng)選用的水碳比數(shù)值范圍是請推測生產(chǎn)中氨碳比控制在4.0左右還是4.5左右比較適宜，并簡述理由:，猱、鶴老裁6UIII3.03.54.04.5_.CO與H也可用于合成甲醇:CO(g)+3H(g)=CH0H(g)+H0(g)。在容積可變的恒壓密TOC o 1-5 h z222232閉容器中，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時,co2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示。該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為。該反應(yīng)的S0,H0(填“”或“”)。700K、投料比訃COI=2時，H2的平衡轉(zhuǎn)化率為.2.固體氧化物電解池(SOEC)用于高溫電解C02/H20,既可高效制備合成氣(C

15、0+H又可實現(xiàn)CO的減排，其工作原理如圖丙。在電極c上反應(yīng)分兩步進(jìn)行:首先水電解產(chǎn)生氫氣，然后氫氣與CO2反應(yīng)產(chǎn)生CO。寫出電極c上發(fā)生的電極反應(yīng)式:.若電解得到物質(zhì)的量之比為1:1的合成氣(co+h2),則通入CO2和h2o的物質(zhì)的量的比值為(4).以TiO/CuAlO為催化劑,可以將CO和CH直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的222424催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系如圖丁。請解釋圖中250400C時溫度升高與乙酸的生成速率變化的關(guān)系:答案以及解析1答案及解析：答案：l.-41.4KJ/molK；K2ad;75%;3大于0加入催化劑N0+6H+5e-=NH+HO42解析：2答案及解析：答

16、案：1.18mol;2.AH-2AH-2AH3123.2H0+2e-=Hf+20H-;增大,A;陽極土要生成Cl,還會生成O;生成的O會消耗石墨222224.；ppv(B)v(A);K(A)=K(B)K(C);CD4反應(yīng)I;0.2x0.840.62x0.&2CO+12H+12e-=CH+4H02242解析：5答案及解析：答案：1.465;氧化裂解反應(yīng)是放熱反應(yīng),節(jié)約能源（或氧化裂解反應(yīng)熱力學(xué)趨勢上大）2.溫度升高,不利于副產(chǎn)品的生成,乙烷的轉(zhuǎn)化率升高;C3.2.0;比值小于2.0時,乙烯的收率降低;比值大于2.0時,乙烯的收率并未增加且產(chǎn)生更多的積炭,堵塞反應(yīng)管正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),恒

17、壓充入惰性氣體相當(dāng)于擴(kuò)大容器體積,降低分壓,有利于平衡正向移動;75(fcPa)解析：1.根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)-反應(yīng)得熱化學(xué)方程式，又根據(jù)圧反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能4xmo/_L436/l/moll2-.rkJmol1=24(ikJmol-1解得x=465kJmol-1;通過比較,H1和電,可知熱裂解法需要吸收能量,而氧化裂解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，節(jié)約能源;氧化裂解反應(yīng)熱力學(xué)趨勢上大。2.由題知乙烷的氧化裂解反應(yīng)產(chǎn)物中除了CH外,還存在CH、CO、CO等副產(chǎn)物，且副反應(yīng)均2442為放熱反應(yīng),故溫度升高不利于副產(chǎn)物的生成,則乙烷的轉(zhuǎn)化率升高;由圖觀察知溫度在時,乙烯的收2.0時，乙烯的收率降低,8

18、50C左右時，乙烷的轉(zhuǎn)化率比較大，乙烯收率和乙烯選擇性都較高,C正確。3由圖乙觀察知率并未增加且產(chǎn)生更多的積炭，堵塞反應(yīng)管，所以當(dāng) 4由G屁飛6=如魚0(g)魚=-UOfcJr1,可知正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，工業(yè)上,保持體系總壓恒定為lOOkPa的條件下進(jìn)行該反應(yīng),如果在乙烷和氧氣的混合氣體中摻混惰性氣體,可擴(kuò)大容器體積,相當(dāng)于減小壓強,有利于平衡正向移動，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;因為總壓恒定為lOOkPa,用三段式進(jìn)行如下計算：6H綣(g)-H(g)平衡分壓：2.4%X15%X1.0%X12%XlOOkPalOOkPalOOkPalOOkPaKp=平衡時(12%xx(15%xWOM噥)(2

19、.4%xlOOfcPa)x(1.0%xlOOkPa)=7kPap6答案及解析：答案：10.60.7;4.0左右比較適宜;氨碳比在4.5左右時,NH3的投入量增大較多,而CO?的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本2.K=c(HO)c(CHOH)C(Co)C3(H)22:；45%HO+2e-=Hf+O?-:1:122在250300C時,催化劑是影響速率的主要因素，催化劑的催化效率降低，導(dǎo)致反應(yīng)速率也降低;而在300400C時，催化劑的催化效率低且變化程度較小，但反應(yīng)速率增加較明顯，因此該過程中溫度是影響反應(yīng)速率的主要因素,溫度越高,反應(yīng)速率越大解析：1.由圖甲可知，在氨碳比相同的情況下，水碳比越小，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越高，所以生產(chǎn)中應(yīng)選用的水碳比數(shù)值范圍為0.60.7。氨碳比在4.0左右時，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率與氨碳比在4.5時相差不大,因為氨碳比在4.5左右時,nh3的投入量增大較多，而co2轉(zhuǎn)化率增加不大，提高了生產(chǎn)成本，所以生產(chǎn)中氨碳比c(H0)c(CH0H)C(Co)C3(H)22由圖乙可知,