140302化学反应原理Word格式.docx
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酸
电离常数
CH3COOH
1.8×
10-5
HNO2
4.6×
10-4
HCN
6.2×
10-10
①1L物质的量浓度均为0.1mol·
L-1的CH3COOH、HNO2、HCN分别与大小形状完全相
同的锌粒反应时,产生H2速率最快的是________。
②改变下列条件能使醋酸溶液的pH增大,同时CH3COOH的电离程度减小的是________(填字母)。
A.升高温度B.加水稀释C.加少量的CH3COONa固体D.加少量等浓度的亚硝酸
(3)一定温度下,向20.0mL0.1mol·
L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·
L-1的NaOH
溶液,并在滴加过程中不断用pH计测量混合溶液的pH,绘制的pH-V(NaOH)图像如图
①A、B、C三点中水的电离程度最大的是________。
②若测得pH=7时共用去NaOH溶液VmL,则该温度下CH3COOH
的电离平衡常数K=________(表达式中可含V)。
3.氮的氧化物在工业生产中有着重要应用。
(1)合成亚硝酰氯(NOCl):
2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(l) ΔH=-77kJ·
mol-1,若恒温恒压
下向该平衡体系中通入He,则平衡________(填“向左”、“向右”、或“不”)移动,
反应的ΔH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)已知:
NO(g)+
O2(g)=NO2(g)ΔH=-56.5kJ·
mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+182.6kJ·
则反应2NO2(g)+N2(g)+Cl2(g)===2NOCl(g)+2NO(g)的ΔH=________kJ·
mol-1。
(3)NO2与N2O4存在平衡:
2NO2(g)=N2O4(g),T℃、1.01×
105Pa时,平衡体系中c(NO2)
=0.03mol·
L-1,c(N2O4)=0.018mol·
L-1,则该反应的平衡常数K=________;
利用N2O4与Cu可制取无水Cu(NO3)2,同时生成一种氧化物,其反应的化学方程式为____________。
(4)25℃时,0.1mol·
L-1Cu(NO3)2溶液的pH=a,则溶液中Cu2+的水解百分率为________,
此时溶液中c(Cu2+)=________。
4.已知:
SO2(g)+
O2(g)=SO3(g) ΔH=-98kJ·
(1)某温度下该反应的平衡常数K=
,若在此温度下,向100L恒容密闭容器中充入
3.0molSO2(g)、16.0molO2(g)和3.0molSO3(g),则反应开始时v(正)________(填
“>”“<”或“=”)v(逆)。
(2)在一定温度下,向一带活塞的密闭容器中充入2.0molSO2和1.0molO2,此时容器体
积为2L,达到平衡后容器体积变为1.6L,则SO2的平衡转化率为________。
(3)在
(2)中反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)的平衡浓度比原来小的是___
A.保持温度和容器体积不变,充入1.0molO2
B.保持温度和容器内压强不变,充入1.0molSO3
C.降低温度D.移动活塞,压缩气体
(4)若以下图所示装置,用电化学原理生产硫酸,写出通入O2的电极的电极反应式:
________________________________________________________________________。
5.
(1)碳捕捉技术是处理二氧化碳的重点,二氧化碳会与胺类物质反应,二者在低温下结合,
高温下分解,从平衡移动的角度分析,二氧化碳与胺类物质的反应属于________(填“放
热”或“吸热”)反应。
(2)冰岛采用将二氧化碳与玄武岩泥浆反应,产生新岩石的方法来控制二氧化碳的排放。
①玄武岩的主要成分为CaO·
aMgO·
bSiO2,其与CO2在一定条件下反应后所得新岩石的
化学式为________________(用氧化物的形式表示)。
②已知30℃时,Ksp(CaSiO3)=1.14×
10-8,Ksp(MgSiO3)=2.29×
10-5,二者的饱和溶液
中,金属阳离子的浓度较大的是________(填“Mg2+”或“Ca2+”)。
一定条件下硅酸镁
__________(填“能”或“不能”)转化为硅酸钙。
(3)2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g),向0.4L恒容密闭容器中充入
2molCO2、4molH2,不同温度下,测得该反应达到平衡时CO2的转化率数据如下表:
温度(℃)
500
600
700
800
CO2转化率(%)
60
43
28
15
根据表中数据分析:
①该反应的焓变ΔH________(填“>”或“<”)0。
②500℃时,该反应的平衡常数K=________。
6.硫酸铜在高温下(600℃)分解,主要产物为氧化铜和三氧化硫;
升高温度至650℃时,其分解产物主要是氧化铜、二氧化硫和氧气。
回答下列问题:
(1)SO3分解属于________(填“放热”或“吸热”)反应,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
在600℃、650℃时,平衡常数分别为K1、K2,则K1与K2的大小关系是________。
(2)已知CuSO4(s)===CuO(s)+SO3(g)ΔH=akJ·
2CuSO4(s)===2CuO(s)+2SO2(g)+O2(g)ΔH=bkJ·
则SO2(g)+
O2(g)=SO3(g)的ΔH=________。
(3)氧化铜可用做电池的电极材料,锂氧化铜电池反应为2Li+CuO===Cu+Li2O。
①已知电池负极反应为2Li+O2--2e-===Li2O,则正极反应为______________________。
②放电过程中CuO可转化为Cu2O或Cu(其电极产物会附在CuO电极上),若放电10min
后,测得CuO电极质量减少8g,则电池放电速率为________(用每分钟转移电子的物质
的量表示)。
7.在一密闭容器中发生反应:
2NO22NO+O2,
反应过程中NO2的浓度随时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)根据曲线A可知,反应在前3min内氧气的平均反应速率为________。
(2)若曲线A、B表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,则此条件是________(填
“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”)。
(3)曲线A、B分别对应的反应平衡常数的大小关系是KA________(填“>”“<”或“=”)KB。
8.合成氨工业生产过程是以天然气或煤炭等为原料通过水蒸气重整工艺制得氢气,然后在一定条件下,氢气与氮气进行反应制得氨
(1)已知合成氨反应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·
1当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件
(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如
上图所示。
图中t2时使平衡移动的条件可能是________。
其中平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是________
。
②温度为T℃时,将2amolH2和amolN2放入体积为0.2L
的恒容密闭容器中发生反应,反应过程中测得H2和NH3的
物质的量浓度变化如下图所示,则平衡时N2的转化率为
________;
T℃时该反应的平衡常数K=________(用含a
的代数式表示)。
(2)常温下,氨气极易溶于水,其水溶液可以导电。
①已知2.0×
10-3mol·
L-1氨水的pH=8,则此氨水中c(NH
)=______________,由水电
离出的c(OH-)____________。
②将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和硫酸混合后,溶液中离子浓度由大到小的顺
序为______________________。
9.为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏,化学家研究在催化条件下通过下列反应,使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。
CCl4+H2
CHCl3+HCl
在一密闭容器中,该反应达到平衡后,测得如下数据:
实验序号
初始CCl4浓度
(mol·
L-1)
初始H2浓度
CCl4的平
衡转化率
1
110
0.8
1.2
α
2
50%
(1)110℃时,上述反应的平衡常数为________。
(2)实验1中,CCl4的转化率α________(填“>”“<”或“=”)50%。
(3)实验2中,若10h后达到平衡,则0~10h内H2的平均反应速率为________。
若在
此平衡体系中再加入0.5molCCl4和1.0molHCl,则平衡将向________(填“左”或
“右”)移动。
化学反应原理主观题
1.(4分)以甲醇为原料制备甲醛的工业方法有两种:
CH3OH(g)―→HCHO(g)+H2(g)
ΔH1=+92.1kJ·
O2(g)―→HCHO(g)+H2O(g)
ΔH2=-149.7kJ·
A.升高温度
B.增大压强
C.向平衡体系中再充入1molCH3OH(g)
D.加入催化剂
E.将生成的HCHO移走
(3)如图是利用甲醇制甲醛有关反应的lgK(平衡常数的对数值)随T(温度)的变化,图中曲
(4)298K时,在某密闭容器中测得c(CH3OH)=2.0×
解析
(1)K1=3.9×
10-11 K2=4.5×
1029 K2>K1所以Ⅱ对制甲醛更有利。
(2)对于CH3OH(g)―→HCHO(g)+H2(g)ΔH>0
升温有利于平衡正向移动,增大压强使平衡逆向移动,再充入1molCH3OH相当于加压,
加入催化剂平衡不移动,移走甲醛有利于平衡正向移动,所以选AE。
(3)ΔH1>0 升温,K增大,lgK增大;
ΔH2<0 升温,K减小,lgK减小;
所以曲线a表示Ⅱ
(4)Qc=
=
=5×
10-7<4.5×
所以反应向正方向进行即v正>v逆。
答案
(1)Ⅱ
(2)AE (3)Ⅱ (4)>
2.(5分)醋酸是生活中常见的有机酸,可用做调味剂、杀菌剂和工业生产原料,有广泛的用途。
②改变下列条件能使醋酸溶液的pH增大,同时CH3COOH的电离程度减小的是
________(填字母)。
B.加水稀释
C.加少量的CH3COONa固体
D.加少量等浓度的亚硝酸
(3)一定温度下,向20.0mL0.1mol·
溶液,并在滴加过程中不断用pH计测量混合溶液的pH,绘制的pH-V(NaOH)图像如
图所示:
②若测得pH=7时共用去NaOH溶液VmL,则该温度下CH3COOH的电离平衡常数K
=________(表达式中可含V)。
解析
(1)CH3COOH+HOC2H5
CH3COOC2H5+H2O浓H2SO4有吸水
性,使水的浓度减小,有利于平衡右移。
(2)①电离常数HNO2>CH3COOH>HCN,所以c(H+)大小顺序为HNO2>CH3COOH>
HCN,与Zn粒反应产生H2最快的为HNO2。
②升温使电离程度增大,pH减小;
加水稀释电离程度增大,pH增大;
加少量CH3COONa
固体,使c(CH3COO-)增大,电离程度减小,pH增大;
加入少量等浓度的亚硝酸c(H+)
增大,电离度减小,pH减小。
(3)①A、B两点溶液中有大量CH3COOH,对H2O的电离有抑制作用,C点呈中性,水
的电离程度最大。
②pH=7时,CH3COOH电离的n(H+)与NaOH提供的nOH-相等,即V×
10-30.01=
10-5V。
则CH3COOHCH3COO-+H+
20×
10-3×
0.1mol
V×
10-5mol V×
10-5mol V×
10-5mol
(2×
10-3-V×
10-5)mol V×
K=
答案
(1)乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯和水,浓硫酸具有吸水性,能使平衡向正反应方
向移动
(2)①HNO2 ②C (3)①C ②
3.(9分)氮的氧化物在工业生产中有着重要应用。
2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(l) ΔH=-77kJ·
NO(g)+
O2(g)NO2(g)ΔH=-56.5kJ·
N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+182.6kJ·
2NO2(g)N2O4(g),T℃、1.01×
利用N2O4
与Cu可制取无水Cu(NO3)2,同时生成一种氧化物,其反应的化学方程式为____________。
解析
(1)恒温恒压下充入He,相当于扩大体积,则平衡向左移动,ΔH不发生变化
(2)由①2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH1=-77kJ·
②NO(g)+
O2(g)NO2(g)ΔH2=-56.5kJ·
③N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+182.6kJ·
①-②×
2+③得,2NO2(g)+N2(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)+2NO(g)
所以ΔH=ΔH1-2ΔH2+ΔH3=+218.6kJ·
(3)2NO2(g)N2O4(g)
K
=20。
根据质量守恒可写出化学方程式
(4)pH=a c(H+)=10-a,c(OH-)=10a-14
则水解的c(Cu2+)=
(10-a-10a-14)
Cu2+的水解百分率为
×
100%=500(10-a-10a-14)%
溶液中c(Cu2+)=0.1-
(10-a-10a-14)=
答案
(1)向左 不变
(2)+218.6 (3)20 Cu+2N2O4===Cu(NO3)2+2NO
(4)500(10-a-10a-14)%[或5(10-a-10a-14)×
100%];
L-1
4.(5分)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知:
O2(g)SO3(g) ΔH=-98kJ·
(3)在
(2)中反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)的平衡浓度比原来小的是
C.降低温度
D.移动活塞,压缩气体
(4)若以下图所示装置,用电化学原理生产硫酸,写出通入O2的电极的电极反应式:
解析
(1)Qc=
<
反应向右进行v(正)>v(逆)。
(2)恒温恒压下,体积之比等于物质的量之比
O2(g)SO3(g)
始 2mol 1mol
转 x
x
平 2-x 1-
x
则
x=1.2mol
则SO2的转化率为
100%=60%
(3)A项恒温、体积不变下充入O2平衡右移,SO2的浓度减小
B项恒温、恒压下充入SO3相当于扩大体积,平衡左移SO2的浓度增大
C项降低温度平衡右移,SO2的浓度减小
D项压缩气体,浓度增大
(4)在酸性条件下O2得电子生成H2O
即O2+4e-+4H+=2H2O
答案
(1)>
(2)60% (3)AC (4)O2+4H++4e-===2H2O
5.(7分)随着全球气候变暖的加剧,各国都在致力于减少二氧化碳的排放量。
(1)碳捕捉技术是处理二氧化碳的重点,二氧化碳会与胺类物质反应,二者在低温下结合,
(3)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,利用CO2制取乙醇,可谓一举两得:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
向0.4L恒容密闭容器中充入2molCO2、4molH2,不同温度下,测得该反应达到平衡
时CO2的转化率数据如下表:
解析
(1)低温有利于CO2与胺类结合,所以为放热反应。
(2)碳酸酸性强于硅酸,应生成碳酸盐所得岩石为CaO·
aMgO·
bCO2。
Ksp(MgSiO3)>Ksp(CaSiO3)所以MgSiO3溶解度较大,Mg2+浓度较大,一定条件下MgSiO3
可以转化为CaSiO3。
(3)温度越高,CO2的转化率越小,平衡向逆反应方向移动,ΔH<0
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
始 5mol/L 10mol/L
转 5×
60%mol/L9mol/L 1.5mol/L 4.5mol/L
平 2mol/L 1mol/L 1.5mol/L 4.5mol/L
K
=34.2。
答案
(1)放热
(2)①CaO·
bCO2 ②Mg2+ 能 (3)①< ②34.2
6.(7分)硫酸铜在高温下(600℃)分解,主要产物为氧化铜和三氧化硫;
(1)SO3分解属于________(填“
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- 140302 化学反应 原理