押課標卷理綜第28題化學反應原理

高考頻度：★★★★★難易程度：★★★★☆

考情分析與預測

一、考題分析

化學反應原理主要考查熱化學、電化學、化學反應速率和化學平衡、電解質溶液等主干理論知識，主

要命題點有蓋斯定律的應用，反應速率和化學平衡的分析?，化學平衡常數的表達式書寫與計算，反應條件

的分析選擇、生產生活中的實際應用等，試題常以填空、讀圖、作圖、計算等形式呈現。

二、近四年考點分布分析

全試題載體類型考點分布

大

反

五平

氣相

國題速率因平衡標

應

常

衡

數

年份團應

卷癱(溶轉化率圖像分電化學原理

號素及計志及移

熱

的

計

算

體系液)體系計算析及應用

算動原理

qI

201928qq7

1

201828VKp表

I

q

201728K

201627YqKsp7

201927ylylqVqKpyl7

Jq

201827qTVK7

IIqqq

201727TK7

201627TqqT

201928ylKTT

201828TNq7

IIIq

20172844K7

201627T77表達式7

丁真題再現

[2019新課標II卷】環戊二烯(O)是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。回答

下列問題：

(1)已知：0(g)O(g)+H2(g)AHi=100.3kJmoi①

H2(g)+I2(g)^^2HI(g)△Ho-11.0kJmoi②

1

對于反應：O(g)+I2(g)C#(g)-2HI(g)③A”3二kJmoro

(2)某溫度下，等物質的量的碘和環戊烯(\辦在剛性容器內發生反應③，起始總壓為105pa,平衡

時總壓增加了20%,環戊烯的轉化率為,該反應的平衡常數%=Pao達到平衡

后，欲增加環戊烯的平衡轉化率，可采取的措施有(填標號)。

A.通入性性氣體B.提高溫度

C.增加環戊烯濃度D.增加碘濃度

(3)環戊二烯容易發生聚合生成二聚體，該反應為可逆反應。不同溫度下，溶液中環戊二烯濃度與反

應時間的關系如圖所示，下列說法正確的是(填標號)。

(.

□.1^46

?

O1^2

E

。

、

超7\

炭,}8

袈

U.J46

22

氐

JX。

.2

反應時間/h

A.TI>72

B.a點的反應速率小于c點的反應速率

C.a點的正反應速率大于b點的逆反應速率

D.b點時二聚體的濃度為0.45moLLT

環戊二烯可用于制備二茂鐵3aHM結構簡式為勺)，后者廣泛應用于航天、化工等領

(4)

域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有濕化鈉(電解質)和環戊二烯

的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。

該電解池的陽極為，總反應為。電解制備需要在無水條件下進

行，原因為

【答案】（1）89.3

(2)40%3.56X104BD

(3)CD

(4)Fe電極+H2f(Fe+2c5H6=^Fe(CsHs)2+H2T)

水會阻礙中間物Na的生成；水會電解生成OH,進一步與Fe?+反應生成Fe（OH）2

【解析】（1）根據蓋斯定律①?②，可得反應③的AH=89.3kJ/mol：

（2）假設反應前碘單質與環戊烯均為nmol,平衡時環戊烯反應了xmol,根據題意可知;

O（g）+h（g）=。（g）+2HI（g）增加的物質的量

1mol1mol1mol2mol1mol

xmol2nx20%

得x=0.4nmol,轉化率為0.4n/nxl00%=40%：

o?+I2o

2HI(g)P

（初）0.5x1050.5X10500

APOSxlC^xW%0.5x105x40%0.5x105X4O%1x105x40%

P（平）0.3xl050.3x1050.2xl050.4x105

(0.4X105)2X0.2X105

-------------------=3.56x104；

O.3xlO5xO.3xlO5

A.T、V一定，通入惰性氣體，由于對反應物和生成物濃度無影響，速率不變，平衡不移動，故A錯誤；

B.升高溫度，平衡向吸熱方向移動，環戊烯轉化率升高，故B正確；C.增加環戊烯的濃度平衡正向移動，

但環戊烯轉化率降低，故C錯誤；D,增加L的濃度，平衡正向移動，環戊烯轉化率升高，故D正確；

（3）A.溫度越高，反應速率越快，其濃度下降的也越快。因此TI<T2,故A錯誤；

B.a點比b點溫度低，但是濃度大。此選項討論的是瞬時反應速率，其表現是曲線上某時刻點，對應的曲線切

線的斜率大小。從圖中的兩條切線不難看出，a處斜率較c要更負一些。也就是a處的反應速率更大，故B

錯誤；

C.a點、b點溫度相同，反應一直在正向行，故v（正）>v（逆），a點反應物濃度大于b點，故a點正反應

速率大于b點，因此v（正a）>v（逆b）,故C正確；

D.b點時環戊二烯濃度由1.5mol/L減小到0.6mol/L,減少了0.9mol/L,因此生成二聚體0.45mol/L,故D正

確；答案：CD

(4)根據陽極升失氧可知Fe為陽極；根據題干信息Fe-2e-Fe2+,電解液中鈉離子起到催化劑的作用使得

環戊二烯得電子生成氫氣，同時與亞鐵離子結合生成二茂鐵，故電極反應式為Fe+2匚〉=￡+H2T；電解

必須在無水條件下進行，因為中間產物Na會與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，亞鐵離子會和氫氧根離子結合

生成沉淀。

近年來，隨著聚酯工業的快速發展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉

化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。回答下列問題：

(.)Deacon發明的直接氧化法為：4HCl(g)+O2(g)=2C12(g)+2H2O(g)o下圖為剛性容器中，進料濃度比

c(HCl)：cQ)分別等于1：1、乙：1、7：1時HC1平衡轉化率隨溫度變化的關系：

%

/

呼

^

灣

軀

展

.O

H

可知反應平衡常數K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設HC1初始濃度

為3,根據進料濃度比c(HCl)：c(O2)=l:1的數據計算K(400℃)=L列出計算式)。

按化學計量比進料可以保持反應物高轉化率，同時降低產物分離的能耗。進料濃度比以HC1)：c(O2)

過低、過高的不利影響分別是o

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：

1

d

CuCl2(s)=CuCl(s)+-Cl2(g)Aa=83kJmol

11.

CuCl(s)+_O2(g)=CuO(s)+_Ch(g)A〃2=-20kJmol

CuO(s)+2HCl(g)=CuCh(s)+H2O(g)A//3=-121kJmol"

M4HCl(g)+O2(g)=2C12(g)+2H2O(g)^A/7=kJ-molL

<3)在一定溫度的條件下，進一步提高HC1的轉化率的方法是o(寫出2種)

(4)在傳統的電解氯化氫回收氯氣技術的某礎上，科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝

方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示：

負極區發生的反應有(寫反應方程式)。電路中轉移1mol電子，需消耗氧

氣L(標準狀況)。

【答案】(1)大于一卜。42)2—02和Cb分離能耗較高、HC1轉化率較低

(1-OS/X(1-0.21)G

(2)-116

(3)增加反應體系壓強、及時除去產物

3+2+2++3+

(4)Fe+e-=Fe,4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O5.6

【解析】(1)根據反應方程式知，HC1平御轉化率越大，平衡常數K越大，結合圖像知升高溫度平衡轉化

率降低，說明升高溫度平衡向逆反應方向進行，則K(300C)>K(400C)；

由圖像知，40(TC時，HCI平衡轉化率為84%,用三段式法對數據進行處理得：

4HCl(g)+02(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)

起始：濃度)coco00

變化：濃度)O.84co0.21co0.42co0.42co

平衡：濃度)(l?0.84)co(l-0.21)coO.42coO.42co

(0.42)2x(042)2

則K=“er”：根據題干信息知，進料濃度比過低，氧氣大量剩余，導致分離產物氯氣和氧

(1-X(1—U篦.Z1?)C.

氣的能耗較高；進料濃度比過高，HC1不能充分反應，導致HC1轉化率較低：

(2)根據蓋斯定律知，(反應1+反應11+反應HI)x2得4HCI(g)+O2(g)=2C"g)+2H2O(g)

(A//1+A//2+AH3)x2=-lIdkJmol1；

(3)若想提高HC1的轉化率，應該促使平衡正向移動，該反應為氣體體積減小的反應，根據勒夏特列原理，可

以增大壓強，使平衡正向移動；也可以及時除去產物，減小產物濃度，使平衡正向移動；

(4)電解過程中，負極區即陰極上發生的是得電子反應，元素化合價降低，屬于還原反應，則圖中左側為

負極反應，根據圖示信息知電極反應為：Fe3++c=Fc2+和4Fe2+q4H+=4Fe3++2HQ?中轉移,

電子，根據電子得失守恒可知需消耗氧氣的物質的量是lmol-4=0.25mol,在標準狀況下的體積為

0.25molx22.4L/mol=5.6Lo

一、求反應熱的幾種方法

，2反應物的慳能耳量T-M\X...

總咻&

修生成物的1...T...XL

總能量I.

反應過程

放熱反應A”vO

⑴從宏觀角度分析

△”=M（生成物的總能量）一〃2（反應物的總能量）

⑵從微觀角度分析

△〃=Ei（反應物的鍵能總和）一反（生成物的鍵能總和）

（3）從活化能角度分析

A”=E（正反應活化能）一反（逆反應活化能）

⑷根據蓋斯定律計算

①計算步驟

對比分析目標方程式和已知方程式，調整已知方程

_:式的化學計量數與目標方程式的化學計量數一致：

U二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

的J恭養后標三用氐吊ME應而疝至欣礪而海而蕨片?

儂尸、程式j

妥二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二、

司」按照疊加步驟中的調整方法，反應熱也隨之做相：

篁］7、應變化：

②計算方法

Qi為了將熱化學方程式相加減得到目標熱化學方程式，

囪口可將熱化學方程式顛倒過來，反應熱的數值不變，但

巴J:符號相反

a

目T可為把了熱將化熱學化方學程方式程和式反相應加熱減同得時到乘目以標某熱個化化學學方計程量式數,

ELf工而而而不加而板麻7；又黃落熱在摹蘇瓦氐廟加菠

忸中、即可得到目標熱化學方程式，反應熱也相加減

二、化學平衡移動思維導圖

速率不變（如容積不變時

平

充人不參與反應的氣體）衡

改

不

變

移

條

動

件

速

率

改

變

d濃度變化卜平式正）”（逆）

衡平衡正向移動

改變程度不同

-T壓強變化卜移

。（正）小逆）動

。（正）e（逆）

-I溫度變化卜平衡逆向移動

反應物、生成物的狀態

正確分析反應特點-------氣體體積變化（增大、減小、不變）

反應吸熱還是放熱

恒溫恒容

明確反應的外界條件------恒溫恒壓

溫度變化

正向移動

逆向移動

不移動

物質的量、物質的量濃度、

質量分數、轉化率、密度、

平均相對分子質量等

三、化學平衡的計算解題思維路徑

1.化學平衡常數表達式的書寫方法

平衡?/(")平衡

對反應:，〃A(g)+〃B(g)==pC(g)+qD(g),

產(4)平衡.(B)平衡

⑴由于固體或純液體的濃度是一常數，如果反應中有固體或純液體參加或生成，則表達式中不能出現固

體或純液體;稀溶液中進行的反應，如有水參加反應，由于水的濃度是常數而不必出現在表達式中;非水溶液中

進行的反應，若有水參加或生成，則應出現在表達式中。例如:

CH3coOH(1)+HOCH2cH3coOCH2cH3。)+口2。(1)的平衡常數表達式為

C(CHCOOCHCH)C(HO)

K=----3-----2---3---2--

C(CHRC00H)C(CHRCH?0H)

⑵表達式與化學計量數一一對應，化學方程式中化學計量數不同，表達式就不同;可逆反應中，正反應的表

達式與逆反應的表達式互為倒數。例如：

C\NH3)

①N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g)K\=-------

c(N2yc\H2)

3

C(N2)C(H2)

②2NH3(g)一N2(g)+3H2(g)K2=--------

CHNH3)

C(NH3)

13-------------------

(3>-N2(g)+-H(g)^NH3(g)K3=13

2229n

1「

同一溫度下,K、代、代的數值都固定但相互之間不相等，顯然K產焉,％=跖。

2.轉化率計算公式

反應物轉化的物質的量(或質量、濃度)

轉化率=-----------------------------------------xlOO%

反應物起始的物質的量(或質量、濃度)o

3“三段式”模式進行化學平衡計算

根據反應進行(或平衡移動)的方向，設某反應物消耗的量，然后列式求解。

例：w?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g)

起始量：。h00

變化量:/nrnxpxqx

平衡量:。-如b-nxpxqx

注意:①變化量與化學方程式中各物質的化學計量數成比例。

②這里。、b可指:物質的量、物質的量濃度、氣體體積等。

③弄清起始量、平衡量、平衡轉化率三者之間的互換關系。

④在利用平衡常數時，要注意反應物或生成物的狀態。

知識點4化學平衡圖像題的解題技巧

1.緊扣特征。弄清可逆反應的正反應是吸熱還是放熱，體積增大、減小還是不變，有無固體、純液體物質

參與反應等。

2.先拐先平。在含量(轉化率)一時間由線中,先出現拐點的則先達到平衡，說明該曲線反應速率快,表示溫

度較高、有催化劑、壓強較大等。

3.定一議二。當圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關系，有時還需要作輔助線。

4.三步分析法。一看反應速率是增大還是減小;二看v(正)、v(逆)的相對大小;三看化學平衡移動的方向。

避戰演練,/

1.中科院大連化學物理研究所設計了一種新型Na-Fe3CMHZSM-5多功能復合催化劑，成功實現了C02

直接加氫制取高辛烷值汽油，該研究成果被評價為“C02催化轉化領域的突破性進展

(1)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJ-mol

C8HI8(1)+3102(g)=8CO2(g)+9H2O(l)AH=-5518kJmol-'

2

則8CO2(g)+25H2(g)=C8Hi8(l)+16H2O(l)AH=_kJmol'o

(2)氨硼烷(NH3BH3)是儲氫量最高的材料之一，氨硼烷還可作燃料電池，其工作原理如圖1所示。氨

硼烷電池工作時正極的電極反應式為O

（3）常見含硼的化合物有NaBH4、NaBCh,已知NaBHi溶于水生成NaBO2、H2,寫出其化學方程式.

1為NaBH」反應的半衰期（反應一半所需要的時間，單位為min）oIgl⑺隨pH和溫度的變化如圖2所示,

2

則TiT2(填“>”或"v”)。

（4）燃油汽車尾氣含有大量的NO,在活化后的V2O5催化作用下，氨氣將NO還原成Nz的一種反應歷

程如圖3所示。

+NH“快速

（反應1）

（反應2）

（反應4）

-H.O.-N.

(反應3)

圖3

根據圖寫出總反應的化學方程式.

【答案】（1）-1627

+

(2)2H+H2O2+2e=2H2O

(3)NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2f<

(4)4NO+4NH3+O24N2+6H2O

(Wfl(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-57L6kJmol

25

②C8Hl8(1)+_O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-55I8kJmol-'

2

根據蓋斯定律①X-②，整理可得：8co2（g）+25H2（g）=C8HMD+l6H2。⑴AH^-571.6kJ/mol）

2

25

X-（-5518kJ/mol）=-l627kJ/mol；

2

⑵氨硼烷（NH3?BH3）電池工作時的總反應為：NH3*BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O,右側H2O2得到電子、

+Ql

發生還原反應，所在電極為正極，電極反應式為3H2O2+6H+6^

（3）NaBE可水解放出氫氣，反應方程式為：NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2t.在酸性條件下，NaBHi不能

穩定性存在，NaBH4和酸反應生成硼酸和氫氣，反應的離子方程式為：BHj+H++3HQ=HjBO、+4町.水

解反應為吸熱反應，升溫促進水解，使半衰期縮短，故「＜12；

(4)用V?Os作催化劑，NHa可將NO還原成N),結合反應歷程圖可知反應物還有氧氣，生成物為N,

和H2O,配平即得反應方程式為4NO+4NH3+O2V2O54N2+6H2O。

2.CO、NO、NO?、SO2都是大氣污染物，減少這些氧化物排放對于環境保護具有重要的意義。

已知下列熱化學方程式

C(s)+O2(g)=COz(g)△M=?393.5kJmol"

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)AH2=+68kJmol'1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)A//3=-221.0kJ.mol-'

(1)2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g)A//=_kJmor1?

①某溫度下，在2L密閉容器中充入0.4molCO和OSmolNCh,此時容器的壓強為2.0xlOsPa,5s時，容

器的壓強變為原來的0.95倍，則從反應開始到5秒末NO2的平均反應速率v(N02)=mol/(Ls)0

②下列能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是一

A.適當升高溫度

B.減小容器體積使體系壓強增大

C及時分離出CO2

D.向密閉容器中再充入0.4molNO2

(2)某溫度下，下列反應的平衡常數如下：

16

a.2NO2(g)#N2(g)+2O2(g)/Ci=7.0xl0

30

b.2NO(g)^N2(g)+O2(g)&=2.1xIO

反應2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的平衡常數a-

(3)在催化劑作用下用CO還原NO?進行尾氣處理。

①相同條件下，選用A、B、C三種催化劑進行反應，生成N2的物質的量與時間變化如圖a。活化能最

小的是_(用&A)、E(B)、E?表示三種催化劑下該反應活化能)。

②在催化劑B作用下，測得相同時間內，處理NO?的量與溫度的關系如圖b。圖中曲線先增大后減小,

請說明后減小的原因—(假設該溫度范圍內催化效率相同)。

（4）煤燃燒產生的SO?用NaOH溶液吸收，將所得的Na2so3溶液進行電解，可以制備H2so4,其原

理如圖c所示（電極材料為石墨）。a電極反應式為。1）為_（陰、陽）極，d離子交換膜為_（陰、陽）離子交換

膜。

Wc

【答案】(1)-1200①0.01②BD

(2)3.0x10”

：3)①E?②因正反應為放熱反應，300C已平衡，溫度升高平衡逆向移動

22+

：4)SO3--2e+H2O=SO4+2H陰陽

,

【解析】⑴己知:?C(s)+O2(g)=CO2(g)AH,=-393.5kJmor,

@N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)A//2=+68kJ-mor1,

③2c(s)+O2?=2co(g)A〃3=-22LOkJ-mol-1,

根據蓋斯定律：①x4-③x2-②可得：2NO2(g)+4CO(g)-4CO2(g)+N2(g)A77-l200kJiiiur'；

①結合題意，設5s末二氧化氮的物質的量變化量為x,歹V三段式”,

2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g)

始(mol)0.60.400

X

變(mol)X2x2x

2

X

5s末(mol)0.6-x0.4-2x2x

2

0.4+0.6_2.0xl（）5pa

相同條件下物質的量之比等于壓強之比，則二八。c一~二一2.0x城pax0.95,解得

U.0—X+U.4—ZX+ZX+一

2

0.1mol

x=0.1mol,因此5秒末NO：的平均反應速率V(NO2)=2L-001mol/(L-s)；

5s

②結合(1)計算，正反應放熱且氣體體積減小的反應，

A.適當升高溫度，反應速率增大，但平衡逆向移動，故A不符合題意；

B.減小容器體積使體系壓強增大，反應速率加快，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正向移動，

故B符合題意；

C.及時分離出CO2,生成物濃度減小，平衡正向移動，但反應速率減慢，故c不符合題意；

D.向密閉容器中再充入0.4molNO2,反應正向移動，NCh濃度增大，反應速率加快，故D符合題意；

答案選BD；

N2

(2)已知：a.2NO2(g)^N2(g)+2O2(g)<2)c(°2)=7.0x10'^

2

C(NO2)

C(N2)C(O2)

b.2NO(g)#N2(g)+O2(g)K?=---「/zc、—=2.1xlO30,

c~(NO)

反應2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的平衡常數

C2(NO)C2(NO)C(N)C(O)c2(NO)c(N卜(O)K2.1xl030

"C2(NO)C(O)=c^NOjc(Ojc^)c(O)=c(Njc2(C)xC2：(NO)2二黑名。x-1。3"3x

10%

⑶①催化劑可以降低活化能，從而使反應速率加快，根據圖a分析可得，曲線C反應速率最快，則活

化能最低的為E?;

②300℃時反應達到平衡，該反應為放熱反應，300C之前，隨溫度升高反應正向進行，處理NO2的量

逐漸增多，達到平衡后，處理NCh的量達到最大值，由于反應為放熱，繼續升高溫度平衡逆向移動，處理

NO2的量逐漸減少；

(4)將所得的Na2s03溶液進行電解，可以制備H2s04,根據裝置圖，a電極所在的上口流出的應該是濃度

較大的硫酸，b電極所在的上口流出的是濃度較大的氫氧化鈉，即SO2?通過c膜在電極a失去電子被氧化為

硫酸根離子，a為陽極，電極反應為：SO』--2e-+%o=s(v+2H+.c0為陰崗f交倏1之衲密fjfiiij除你近b電極，與b電極產上的機也根離r結合形或氧

利化鈉，b為陰報?電極反應為2H2O+2C-=2OH-+HJ,為陽離子交換股?

3.消除氮氧化物和硫氯化物有多種方法。

(1)用活性炭還原法：某研究小組向某密閉容器中加入足量的活性炭和NO,發生反應：C(s)+2NO(g)

±N2(g)+CO2(g)A/7=QkJmol在下，反應進行到不同時間測得各物質的濃度部分數據如下：

時間(min)

01020304050

濃度mol/L

NO1.000.400.200.300.30

N200.400.600.60

CO200.600.60

①0?lOmin內，N2的平均反應速率U(N2)=,TJC時，該反應的平衡常數K=。

②30min后，若只改變一個條件，反應重新達到平衡時各物質的濃度如上表所示，則改變的條件可能

是(填字母)

a,加入一定量的活性炭b.改變反應體系的溫度c.縮小容器的體積d.通入一定量的NO

③若30min后升高溫度至T2℃,重新達到平衡時，容器中NO.N2.CO2的濃度之比為7：3：3,則

該反應的0(填“>”、"="、或"V”)

⑵N%催化還原法：原理如圖所示

催化劑

①若煙氣中C(NO2)：C(NO)=1：1,發生如圖甲所示的脫氮反應時，反應過程中轉移1.5mol電子時放

出的熱量為113.8kJ,則發生該脫氮反應的熱化學方程式為o

②圖乙是在一定時間內，使用不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應的脫氮率，由圖可知工業使用的

最佳催化劑和相應溫度分別為—;使用Mn作催化劑時，脫氮率b?a段呈現如圖變化的可能原因是_°

⑶直接電解吸收也是脫硝的一種方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亞硝酸，再將吸收液導入電解

槽電解，使之轉化為硝酸。電解裝置如圖所示。

①圖中b應連接電源的(填“正極”或“負極

②將石墨電極設置成顆粒狀的目是

③陽極的電極反應式為O

【答案】(1)①0.03molL-Lmin“4

②cd③V

：2)①2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)「2用糖)+3比0延)A〃=455.2kJ/mol②Mn,200℃b~a段，溫度較

低，催化劑活性較低，脫氮反應速率較慢，反應還沒達到化學平衡(反應限度)，隨著溫度升高反應速率變

大，一定時間參與反應的氮氧化物變多，導致脫氮率逐漸升高

⑶①負極②增大吸收液與電極的接觸面積，提高電解反應的效率③H2O+HNO2-2e-=NOEH+

=NO2H+

(或NO2+H2O-2e-3)

【解析】⑴①由圖可得小0)=10°妨°-o//L=006molLmin由同?反應中，

10min

物質的速率之比等于化學方程式中相應的化學計量數之比，可知

0.06mol-L-1min_1

-----------------=0.03molLmin：由題給表格可知，20min時N2的濃度為0.40mol/L,

V(N2)=

則NO的濃度為1.00mol/L-0.40moi/Lx2=0.20mol/L,30min時NO的濃度為0.20mol/L,則20~30min時反應

c(N,)xc(CO,)0.4x0.4

保持平衡狀態，此時平衡常數K二I2/1-)=-------=4。故答案為：0.03molL」min」；4；

r(NO)—0.202

②分析表中數據，30min后若只改變一個條件，反應重新達到平衡時各物質的濃度均為原平衡的1.5倍，

據此進行分析：

a.活性炭為固體，加入一定量的活性炭，平衡不移動，a項不可能；

b.改變體系溫度，平衡會移動，但不會導致NO、N2、CCh的濃度均增大，b項不可能；

c.縮小容器體積，反應前后是氣體體積不變的反應，平衡不移動，但物質的濃度都變大，c項可能；

d.通入一定量的NO,平衡向正反應方向移動，由于反應前后是氣體體積不變的反應，達平衡后NO、

N2、CO2的濃度均成比例增大，d項可能；

答案為：cd；

③設T2°C后重新達到平衡時，NO的濃度為7x,則此時的平衡常數

K='2/」==0.18<4,說明升高溫度反應向逆反應方向移動，則反應的△”<(),故

2-Fp55)-(7x)2

答案為：V；

(2)①由圖知NH3催化還原法中，NH3被NO、NO2氧化成N2,NO、NO2做氧化劑，故反應方程式為：

2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)M2N2(g)+3H2O(g),每2moiNH3反應過程中轉移6moi電子，根據“反應過程中轉移

1.5mol電子時放出熱量為113.8kJ”可知，轉移6mol電子，放出熱量二xl13.80=455.2kJ,故該脫

氮反應的熱化學方程式為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)I2N2(g)+3H2O(g)AH=-455.2kJ/mol；答案為：

2NH3(g)+N0(g)+N6(g)I12N2(g)+3HiO(g)A7/=-455.2kJ/mol；

②由圖乙可知，Mn作催化劑，在200C時的脫氮率最高。Cr作催化劑，在450C左右脫氮率最高，相

比Mn做催化劑更節約能源，由此可知工業使用的最佳催化劑和相應溫度為Mn,200℃；脫氮率b?a段呈

現如圖變化的可能原因是開始溫度較低，催化劑的活性較低，故脫氮反應速率較慢，隨著溫度升高，反應速

率變大，一定時間參與反應的氮氧化物變多，導致脫氮率逐漸升高，故答案為：Mn,200#C；b?a段，溫

度較低，催化劑活性較低，脫氮反應速率較慢，反應還沒達到化學平衡(反應限度)，隨著溫度升高反應速

率變大，一定時間參與反應的氮氧化物變多，導致脫氮率逐漸升高；

(3)①由題意可知，在電解槽中亞硝酸發生氧化反應轉變為硝酸，則生成氣體的反應為還原反應，即b

電極處發生還原反應，根據電解池原理，可知發生還原反應的為電解池的陰極，與電源的負極相連，故答案為:

負極：

②增大反應物的接觸面積能加快反應速率，故石瞿電極為顆粒狀，可增大接觸面積，提高電解效率，

答案為：增大吸收液與電極的接觸面積，提高電解反應的效率；

=N+3H+

③電極的陽極為氧化反應，即亞硝酸被氧化成硝酸，故電極反應方程式為：H2O+HNO2-2e0<

++

(figN02+H2O-2e=NO3+2H),答案為：H2O+HNO2-2e=N03+3H+NOM-H2O-2e=NOji-2H)o

4.工業上，常采用氧化還原方法處理尾氣中的CO、NOo

方法1：氧化法。瀝青混凝土可作為反應：2CO(g)+O2(g)=^2CO2(g)的催化劑。圖甲表示在相同

的恒容密閉容器、相同起始濃度、相同反應時間段下，使用同質量的不同瀝青混凝土3型、P型)催化時，

co的轉化率與溫度的關系。

圖甲

(1)在a、b、c、d四點中，未達到平衡狀態的是。

(2)已知c點時容器中02濃度為O.CMmolL-',則50℃時，在a型瀝青混凝土中CO轉化反應的平衡常數

K=(用含x的代數式表示)。

⑶下列關于圖甲的說法正確的是o

A.CO轉化反應的平衡常數K(a)<K(c)

B.在均未達到平衡狀態時，同溫下。型瀝青混凝土中CO轉化速率比。型要大

C.b點時CO與0)分子方間發牛有效碰撞的幾率在整個實驗過程中最高

D.e點轉化率出現突變的原因可能是溫度升高后催化劑失去活性

方法2：還原法。某含鉆催化劑可以催化消除柴油車尾氣中的碳煙(C)和