浙江化学选考30题拆分训练Word文档下载推荐.docx
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2Al2O3(s)===4Al(g)+3O2(g)ΔH1=3351kJ·
molˉ1
2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH2=-221kJ·
molˉ12Al(g)+N2(g)===2AlN(s)ΔH3=-318kJ·
碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是______________________________________,
该反应自发进行的条件________。
二、模拟题训练
1、一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH1
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图l所示。
反应1、3的活化能如图2所示。
(1)则ΔH2________(填“>
”、“<
”或“=”)ΔH3,理由是___________________________________。
(2)反应1中ΔS1________(填“>”、“=”或“<”)0,指出有利于自发进行的温度条件________(填“较高温度”或“较低温度”)
图1图2
2、下图是一定条件下H2还原NO生成N2和1mol水蒸气的能量变化示意图,写出该反应的热化学方程式:
_____________________________________(ΔH用E1、E2、E3表示)。
3、工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气,对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)脱硝:
已知:
H2的热值为142.9kJ·
g-1
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=133kJ·
mol-1H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44kJ·
mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)脱碳:
向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l),该反应自发进行的条件是______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
4、通过下列反应可以制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) ΔH,已知:
化学式
H2(g)
CO(g)
CH3OH(l)
标准燃烧热(25℃)ΔH/kJ·
-285.8
-283.0
-726.5
计算上述反应的ΔH=________kJ·
mol-1。
5、尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为二步反应:
第一步:
2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·
第二步:
H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=138kJ·
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
6、硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应:
NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ·
(1)已知:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6kJ·
mol-1,写出NO和O2反应生成NO的热化学方程式:
________________________________________________________。
催化剂
7.研究发现,NOx是雾霾的主要成分之一。
(1)利用NH3还原性可消除NOx的污染,其总反应为:
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
4N2(g)+6H2O(g)ΔH。
NH3氧化中分别发生下列反应:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)ΔH14NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)ΔH2
则总反应ΔH=(用ΔH1、ΔH2表示)
考点2:
平衡常数表达式(Ka/Kb/Ksp)及计算
(2016年4月选考)N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数K1≈1.0×
10ˉ6,则0.01mol·
Lˉ1N2H4水溶液的pH等于________(忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。
(2017年4月选考)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混和气体(体积比1∶4,总物质的量amol)进行反应,测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:
转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。
反应ⅠCO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)ΔH4
反应ⅡCO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH5
350℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为VL,该温度下反应Ⅰ的平衡常数为________(用a、V表示)
(2018年4月选考)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l)
CH3COOC2H5(l)+H2O(l)ΔH=-2.7kJ·
一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。
若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料,则乙酸乙酯的平衡产率y=;
(2018年11月选考)标准平衡常数KΘ=
,其中pΘ为标准压强(1X105Pa),pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压,如pNH3=xNH3p,p为平衡总压,xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
N2和H2起始物质的量之比为1:
3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为w,则KΘ=(用含w的最简式表示)
1、已知NO2与N2O4可以相互转化:
2NO2(g)
N2O4(g)。
①T℃时,将0.40molNO2气体充入容积为2L的密闭容器中,达到平衡后,测得容器中c(N2O4)=0.05mol·
L-1,则该反应的平衡常数K=________。
②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在,易转化为NO2,若升高温度,上述反应的平衡常数K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)
2、在某温度下,2L密闭容器中充入NO、CO各0.4mol进行反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH<
0,测得NO物质的量变化如图所示,5分钟末反应达到平衡,该反应的平衡常数K=________。
3、已知在298K和101Kpa条件下,有如下反应:
请回答下列问题:
4、
5、氨和肼(N2H4)是氮的两种常见化合物,在科学技术和生产中有广泛应用。
回答下列问题:
(1)已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ·
mol—1。
在恒温、恒容的密闭容器中,合成氨反应的各物质浓度的变化曲线如图所示。
考点3:
速率与平衡选择
①下列说法不正确的是________
A.ΔH4小于零B.温度可影响产物的选择性
C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少
D.其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3,可提高CO2平衡转化率
(2017年11月选考)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体,经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。
C10H18(l)
C10H12(l)+3H2(g)ΔH1
C10H12(l)
C10H8(l)+2H2(g)ΔH2
ΔH1>ΔH2>0;
C10H18→C10H12的活化能为Ea1,C10H12→C10H8的活化能为Ea2;
十氢萘的常压沸点为192℃;
在192℃,液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为9%。
请回答:
(1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是________。
A.高温高压B.低温低压C.高温低压D.低温高压
(2018年4月选考)近年,科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:
2C2H5OH(g)
CH3COOC2H5(g)+2H2(g)
在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图3所示。
关于该方法,下列推测合理的是。
A.反应温度不宜超过300℃
B.增大体系压强,有利于提高乙醇平衡转化率
C.在催化剂作用下,乙醛是反应历程中的中间产物
D.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
(2018年11月选考)
(3)实际生产中,常用工艺条件,Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0X105Pa,原料中N2和H2物质的量之比为1:
2.8。
关于合成氨工艺的下列理解,正确的是。
A.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零
B.控制温度(773K)远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
E.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生。
1、已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<
0,当反应器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如下图。
(1)曲线a对应的温度是_________________。
(2)关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是_____________。
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B.P点原料气的平衡转化率接近100%,是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件
C.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N)
D.如果N点时c(NH3)=0.2mol·
L-1,N点的化学平衡常数K≈0.93
2、
(1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究,反应的方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<
0。
在lL密闭容器中加入0.1molN2和0.3molH2,实验①、②、③中c(N2)随时间t的变化如下图所示:
与实验①相比,实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的________、________(填字母)。
a.增大压强 b.减小压强 c.升高温度 d.降低温度 e.使用催化剂
3、已知NO2与N2O4可以相互转化:
向绝热密闭容器中通入一定量的NO2,某时间段内正反应速率随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是________(填字母)。
A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:
a点小于b点
C.Δt1=Δt2时,NO2的转化率:
a~b段小于b~c段
4、将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应(Ⅱ)2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) ΔH<
0,经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。
以下说法正确的是__________。
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右脱氮
考点4:
文字表述(原因分析)
(2017年4月选考)氨气及其相关产品是基本化工原料,在化工领域中具有重要的作用。
(1)以铁为催化剂,0.6mol氮气和1.8mol氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气,20min后达到平衡,氮气的物质的量为0.3mol。
该反应体系未达到平衡时,催化剂对逆反应速率的影响是________(填增大、减少或不变)。
(2016年10月选考)有研究表明,生成NaClO3的反应分两步进行:
I2ClO―=ClO2―+Cl―IIClO2―+ClO―=ClO3―+Cl―
常温下,反应II能快速进行,但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3,试用碰撞理论解释其原因:
_______________________________。
C10H12(l)+3H2(g)ΔH1C10H12(l)
(2)研究表明,将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中,升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,理由是________。
分析说明原料气中N2过量的理由。
1、
2、
3、
通常情况下,△H越小,平衡常数越大。
请回答
4、由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下:
反应ⅠCO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ·
反应ⅡCO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H2
反应ⅢCO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H3=-90.77kJ·
据图1,当温度高于260℃时,CO2的平衡转化率随温度的升高继续增加,而CH3OH的产率却反而下降,请说明理由
5、化石燃料燃烧释放出大量氮氧化物(NOx),严重污染空气。
对废气进行脱硝处理可实现绿色环保、废物利用。
N2(g)+O2(g)===2NO(g)△H1=+180.5kJ·
mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g)△H2=-393.5kJ·
2C(s)+O2(g)===2CO(g)△H3=-221kJ·
mol-1某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,用CO催化还原NO,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
①若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为
考点5:
图象分析与计算、画图
(2015年10月选考)在温度T1时,使体积比为3∶1的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。
T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示;
不改变其他条件,假定t时刻迅速降温到T2,一段时间后体系重新达到平衡。
试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。
(2016年4月选考)以铁为催化剂,0.6mol氮气和1.8mol氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气,20min后达到平衡,氮气的物质的量为0.3mol。
①在第25min时,保持温度不变,将容器体积迅速增大至2L并保持恒容,体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%,请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。
(2016年10月选考)已知:
900K时,体积比为4:
l的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线如图。
保持其他条件不变,升温到TK(假定反应历程不变),请画出压强在1.5×
l05~4.5×
105Pa范围内,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线示意图。
(2017年4月选考)350℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。
画出400℃下0~t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。
(2017年11月选考)温度335℃,在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢奈(1.00mol)催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系,如图1所示。
在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量~反应过程”示意图。
(2018年4月选考)
(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:
mol-1,
若乙酸和乙醇的物质的量之比为n:
1,相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)。
(2018年11月选考)1/2N2(g)+3/2H2(g)
NH3(g)△H(298K)=-46.2KJ•mol-1
标准平衡常数KΘ=
,其中pΘ为标准压强(1×
105Pa),
、
和
为各组分的平衡分压,如
=
p,p为平衡总压,
为平衡系统中NH3的物质的量分数。
下图中可以示意标准平衡常数KΘ随温度T变化趋势的是。
1、在某温度下,2L密闭容器中充入NO、CO各0.4mol进行反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<
第6分钟继续加入0.2molNO、0.2molCO、0.2molCO2和0.3molN2,请在下图中画出到9分钟末反应达到平衡NO的物质的量随时间的变化曲线。
2、向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<
CO2的浓度随时间(0~t2)变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6CO2的浓度随时间的变化。
3、合成氨反应中有关化学键键能数据如下表:
化学键
H—H
N≡N
N—H
E/kJ•mol﹣1
436
946
391
①已知:
合成氨反应:
N2(g)+3H2
(g)
2NH3(g)的活化能Ea=508kJ•mol﹣1,
依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,N2物质的量变化的曲线示意图。
4、在恒温容积可变的密闭容器中加入一定量的C和SO2,发生下列反应:
5、
6、在容积2
L的恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解:
2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)。
H2S的起始物质的量均为1mol,实验过程中测得H2S的转化率如图1所示。
曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。
③在985℃时,该反应经过5
s达到平衡,则该反应的平衡常数为。
在图2中画出985℃时,0~6s
体系中S2(g)浓度随时间的变化曲线。
考点6:
陌生方程式及电极反应式书写
(2015年10月选考)由某精矿石(MCO3·
ZCO3)可以制备单质M,制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇,取该矿石样品1.84g,高温灼烧至恒重,得到0.96g仅含两种金属氧化物的固体,其中m(M)︰m(Z)=3:
5,请回答:
(1)该矿石的化学式为。
(2)①以该矿石灼烧后的固体产物为原料,真空高温条件下用单质硅还原,仅得到单质M和一种含氧酸盐(只含Z、Si和O元素,且Z和Si的物质的量之比为2︰1)。
写出该反应的化学方程式。
(2016年4月选考)N2H4是一种高能燃料,有强还原性,可通过NH3和NaClO反应制得,写出该制备反应的化学方程式________
(2016年10月选考)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。
在电解过程中由于阴极上吸附氢气,会使电解电压升高,电解效率下降。
为抑制氢气的产生,可选择合适的物质(不引入杂质),写出该电解的总化学方程式__________________________________
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