2020届高三化学选修四化学反应原理大题周练1

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届高三化学选修四化学反应原理大题周练1

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1. NH 3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂

研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知： 反应I ：

反应 II ：4NH 3(g)+3O 2(g)2N 2(g) +6H 2O(g) △H =？

(1)

化学键

H—O O =O N ≡N N—H 键能kJ ·molˉ1 a b c d △H =__________________ 。

(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH 3和O 2，在某催化剂的作用下进行反应I ，则下列有关叙述中正确的是_______________。

A.使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B.若测得容器内4v 正(NH 3)=6v 逆(H 2O)时，说明反应已达平衡

C.当容器内n(NO)/n(NH 3)=1时，说明反应已达平衡

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I 、II 。为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L 密闭容器中充入1 mol NH 3和2mol O 2，测得有关物质的量关系如下图：

①该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II ”)。

②520℃时，4NH 3(g)+5O 2⇌4NO(g) +6H 2O(g)的平衡常数

K =___________________ (不要求得出计算结果，只需列出数字计算式)。

③有利于提高NH 3转化为N 2平衡转化率的措施有_______________

A.使用催化剂Pt/Ru

B.使用催化剂Cu/TiO 2

C.增大NH 3和O 2的初始投料比

D.投料比不变，增加反应物的浓度

E.降低反应温度

(4)2018年我国某科研团队利用透氧膜，一步获得合成氨原料和燃料原料。其工作

原理如图所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。工作过程中，膜I侧所得n(H2)/n(N2)=3，则膜I侧的电极方程式为__________________，同时在膜II获得H2与膜I产生的H2的物质的量之比为____。

2.丙烯是石油化工行业最重要的基本有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、环氧丙烷、

异丙醇等化工产品．目前生产丙烯主要有丙烷脱氢、甲醇转化等技术．

(1)已知：

CH3CH2CH3(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=akJ·mol−1

2CH3CH=CH2(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=bkJ·mol−1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=ckJ·mol−1

写出丙烷脱氢生成丙烯和氢气的热化学方程式：________．

(2)甲醇在催化剂作用下经以下反应可制得丙烯：

该循环过程中总反应的化学方程式为________(不必写出反应条件).假设每一步反应都完全转化，为确保每一次循环后所得产品的物质的量均相等，则步骤④中用于循环的C3H6与作为产品的C3H6的物质的量之比为________．

(3)丙烷脱氢制丙烯时为防止催化剂中毒，必须先除去H2S气体．H2S是煤化工原料

气脱硫过程的重要中间体．反应原理如下：

i.；

ii．．

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向10L容积不变的密闭容器中充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g)，进行上述两个反应．其他条件不变时，体系内CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示．

①随着温度升高，CO的平衡体积分数________(填“增大”或“减小”)，原因是

________．

②T1℃时，测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80mol，则该温度下，COS的平

衡转化率为________；反应i的平衡常数为________(保留两位有效数字)．

(4)甲醇可用于合成四甲基氯化铵［(CH3)4NCl］.以四甲基氯化铵水溶液为原料，通

过电解法可以制备四甲基氢氧化铵［(CH3)4NOH］，装置如图所示．收集到

(CH3)4NOH的区域是________(填“a”“b”“c”或“d”).写出电解总反应的化学方程式：________．

3.硫的化合物SO2、H2S在煤化工、金属离子的鉴定分析

等领域都有重要应用。回答下列问题：

Ⅰ.(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧。为减少SO2的

排放，常用石灰石脱硫。

已知：CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s)ΔH=+178.2kJ/mol

SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s)ΔH=−402kJ/mol

2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s)ΔH=−234.2kJ/mol

则2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=________。

(2)SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=a kJ/mol。按

n(SO2)︰n(O2)=1︰1的投料比将SO2和O2充入V L的恒容密闭容器中，在一定条件

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下发生反应，测得SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①a________0(填“>”或“<”)；压强p1、p2、p3由小到大的顺序是________。

②T1℃、p3时，若向该容器中充入2.0mol SO2和2.0mol O2发生上述反应，5min后

反应达到平衡(M点)，N点对应条件下该反应的平衡常数为________。(化简并用分数表示即可)

(3)工业上用氨水吸收SO2可生成(NH4)2SO3。请判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱

性为________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，利用下列电离平衡常数说明理由：________。(已知：NH3·H2O的K b=1.8×10−5；H2SO3的K a1=1.3×10−2，K a2=

6.3×10−8)

Ⅱ.(1)工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时生成两种能参与大气循环的氧化物，该反应的化学方程式为________。

(2)H2S可用于检测和沉淀金属阳离子。已知：常温下，K sp(PbS)=8×10−28、

K a1(H2S)=1.3×10−7、K a2(H2S)=7.1×10−15。常温下，向Pb(NO3)2溶液中通入H2S气体，发生反应的离子方程式是________；结合数据分析，该反应能否进行得基本完全？________(写出计算推理过程)。

4.砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施

之一。

(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获

得一种砷的高效吸附剂X，吸附剂X中含有CO32−，其原因是

_____________________________。

(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各

物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示．