化学反应原理综合题解题策略

2013年广东省高考化学专题检测试题

化学反应原理综合题解题策略

1．(2012年广东湛江模拟)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥，工业上合成尿素的反应如下：

2NH3(l)＋CO2(g)H2O(l)＋H2NCONH2 (l)ΔH＝－103.7 kJ·mol－1

反应在进行时分为如下两个步骤：

第一步：2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4 (l) (氨基甲酸铵)ΔH1

第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)ΔH2

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨气和1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化图1所示：

(1)下列措施中有利于提高尿素的产率的是________。

A．采用高温

B．采用高压

C．在反应混合物中加入更多的水

(2)ΔH1和ΔH2的代数关系是__________________(用含ΔH1和ΔH2的函数式表示)。

(3)由上面信息可知总反应进行到__________min时到达平衡。该反应达到平衡的标志是____________________________不再变化(填一条即可)。

(4)已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定。

(5)第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图2所示，则ΔH2________0(填“＞”、“＜”或“＝”)；平衡后若在时间t时对该反应体系升温到某温度，请在下面的坐标图中画出第二步反应平衡移动的v－t图。

2．(2012年广东佛山模拟)燃煤废气中的氮氧化物(NO x)、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。

(1)对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物：

CH4 (g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160 kJ·mol－1

则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)的热化学方程式为：

________________________________________________________________________。

(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：

2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)

已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下图：

①若温度升高，则反应的平衡常数K将________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将________；该反应ΔH______0(填“>”、“<”或“＝”)。

②若用甲醚作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式：________________________________________________________________________。

③在a MPa和一定温度下，将6 mol H2和2 mol CO2在2 L密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%(即1/6)，此时CO2的转化率是多少？(写出计算过程，计算结果保留2位有效数字)

3．(2012年广东质检)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3的ΔH＝－99 kJ·mol－1。请回答下列问题：

(1)图中A、C分别表示____________、______________。

(2)E的大小对该反应的反应热________(填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？__________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)图中ΔH＝____________ kJ·mol－1。

(4)V2O5的催化循环机理可能为V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物，四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式：________________________________________________________________________。

(5)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝________mol·L－1·min－1、v(SO3)＝________ mol·L－1·min－1。

(6)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成 3 mol SO3(g)的ΔH＝______________。

4．(2012年天津)金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为：

WO3(s)＋3H2(g)W(s)＋3H2O(g)

请回答下列问题：

(1)上述反应的化学平衡常数表达式为____________。

(2)某温度下反应达平衡时，H2与水蒸气的体积比为2∶3，则H2的平衡转化率为__________；随温度的升高，H2与水蒸气的体积比减小，则该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：

温度/℃25 ～550 ～600 ～700

主要成分WO3W2O5WO2W

第一阶段反应的化学方程式为：________________________________________；580 ℃时，固体物质的主要成分为________；假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2的物质的量之比为__________。

(4)已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)；

WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)ΔH＝＋66.0 kJ·mol－1

WO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)ΔH＝－137.9 kJ·mol－1

则WO2(s)WO2(g)的ΔH＝____________。

(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为W(s)＋2I2(g)WI4(g)。下列说法正确的有________________________________________________________________________。

a．灯管内的I2可循环使用

b．WI4在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上

c．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长

d．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢

5．(2012年广东潮州模拟)下图是工业生产硝酸铵的流程。

(1)吸收塔C中通入空气的目的是__________________________ 。A、B、C、D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的是__________(填字母)。

(2)已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1266.8 kJ/mol

N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180.5 kJ/mol

写出氨高温催化氧化的热化学方程式：__________________________________，氨催化氧化反应的化学平衡常数表达式K＝____________________。

(3)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92 kJ/mol。为提高氢气的转化率，宜采取的措施有________________________________________________________________________ (填字母)。

A．升高温度

B．使用催化剂

C．增大压强

D．循环利用和不断补充氮气