2020届高考化学二轮复习专题二十二化学反应原理综合含解析20200109323

专题二十二化学反应原理综合

1、汽车尾气排放的CO、NO x等气体是大气污染的主要来源，NO x也是雾天气的主要成因之一。

1.科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体，其热化学方程式为：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) △H1＝－746.5kJ·mol—1

已知：2C(s)＋O2(g)2CO(g) △H2＝－221.0kJ・mol—1

CO2(g)C(s)＋O2(g) △H3＝＋393.5kJ・mol—1

①C(s)的然烧热(△H)为_____________。

②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为_____________。

2.一定温度下，向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中，均投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生如下反应：2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)

①上图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图，则X代表的物理量是______，Y1_ Yz(填“＞”或“＜”)

②反应过程中，A容器中保持恒温恒压，B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容。下列说法错误的是________。

a．B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为：t B＞t C

b．3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为＞＞

c．当A容器内气体平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态

d．当B容器内气体密度保持不变时，说明该反应处于化学平衡状态

③当B容器中保持平衡时，NO所占体积分数为25％。则相同温度下，A容器中逆反应的平衡常数K=_________(保留两位有效数字)

3.利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。

①a 电极上的反应式为_____________。

②常温下，若用该电池电解0.6L ，饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH 变为13，则理论上b 电极上消耗B 气体的体积为_______mL(标准状况；假设电解过程中溶液体积不变)。

2、机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。

(1)已知：C(s)＋O 2(g)＝CO 2(g) △H 1＝－393.5kJ ·mol －1 2C(s)＋O 2(g)＝2CO(g) △H 2＝－221.0kJ ·mol －1

N 2(s)＋O 2(g)＝2NO(g) △H 3＝－180.5kJ ·mol －1

则反应()()()()222NO 2CO g N g 2CO g g ++垐?噲? △H ＝ 。

(2)科学家研究出了一种高效催化剂，可以将CO 和NO 发生反应生成N 2(g)和CO 2(g)。 在T℃下，向某恒容密闭容器中通入a mol/L NO 、b mol/L CO ，使其发生上述反应，测得NO 的平衡转化率与投料比X(表示a 、b 两者的比值)的关系如图1中曲线所示。

若X 1＝1.0、a ＝2，反应开始到达到平衡所用时间是2min ，则反应发生2min 内N 2的平均反应速率v(N 2)＝ ，平衡态A 点的平衡常数K ＝ 。 (3)柴油燃油车是通过尿素－选择性催化还原(Urea －SCR)法处理氮氧化物。

Urea －SCR 的工作原理为：尿素[CO(NH 2)2]水溶液通过喷嘴喷入排气管中，当温度高于160℃

时尿素水解产生NH3，生成的NH3与尾气混合后，加入适合的催化剂，使氮氧化物得以处理。

图2为在不同投料比[

()

(NO)

n

n

尿素

]时NO转化效率随温度变化的曲线。

① 尿素与NO物质的量比a b(填“>”、“＝”或“<”)。

② 由图可知，下列说法错误的是( )

A.400℃ 以下，随着温度升高，尿素水解释放氨气的速率加快，NO转化效率升高

B.400℃ 以下，温度升高，反应活化能降低，导致化学反应速率加快

C.400℃ 以上，温度过高，可能使催化剂活性降低，导致NO转化效率下降

3、实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。

(1)关于该反应的下列说法中，正确的是（）

A．ΔH<0，ΔS<0 B．ΔH>0，ΔS<0

C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS>0

(2)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO2和4mol

H 2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。

①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝；CO2的转化率w(CO2)

＝。

②该反应的平衡常数K＝。（只列表达式）

③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。

A．将CH3OH(g)及时液化抽出B．升高温度

C．选择高效催化剂D．再充入1mol CO2和4mol H2

(3)25℃，1.01×105Pa时，16 g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出350.8kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：。

(4)选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，其负极的电极反应式是：。

4、地球大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,因此该物质的综合利用成为人们研究的热门领域。回答下列与CO2有关的问题:

(1)在一定条件下,利用CO2与H2反应可制备乙烯,写出该反应的化学方程式__________。

(2)应用CO2氧化CH4,可制备工业合成氨的原料气之一,反应的热化学方程式是

CH 4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH。该可逆反应达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示:

压强为p2时,c点正逆反应速率:v(正)______v(逆)(填"="">"或"<")。a、b、d三点对应的平衡常数K a、K b、K d的大小顺序为__________。

(3)工业炼铁工艺中,高炉内存在可逆反应:C(s)+CO 2(g)2CO(g) ΔH。向某恒压(p总)密闭容器中加入足量的碳和1mol CO2,测得平衡体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示:

① 650℃ 时,达平衡吸收的热量为43kJ,则该反应的ΔH=______kJ·mol-1。

② 800℃ 时,平衡常数K p=__________(K p为以分压表示的平衡常数,计算结果保留2位小数)。