高三化学二轮复习热点题型突破二化学反应原理综合题作业Word下载.docx
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温度为T1时,2g某合金4min内吸收氢气240mL,吸氢速率v=
=30mL·
因为T1<T2,温度升高,H2的压强增大,由平衡移动原理知,平衡向吸热方向移动,反应(Ⅰ)的逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,所以ΔH1<0。
(2)结合图象分析知,随着温度升高,反应(Ⅰ)向左移动,H2压强增大,故η随着温度升高而降低,所以η(T1)>η(T2);
当反应处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量H2,H2压强增大,H/M逐渐增大,由图象可知,气体压强在B点以前是不改变的,故反应(Ⅰ)可能处于图中的c点;
该贮氢合金要释放氢气,应该使反应(Ⅰ)左移,根据平衡移动原理,可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。
(3)由题意知CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165kJ·
mol-1①
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·
mol-1②
应用盖斯定律,由②-①可得CO、H2合成CH4的热化学方程式为:
CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206kJ·
mol-1。
答案:
(1)
30 <
(2)> c 加热 减压
(3)CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206kJ·
2.(2015·
江门模拟)对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。
请回答下列问题:
(1)为减少SO2的排放,常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知:
H2(g)+
O2(g)===H2O(g)
ΔH=-241.8kJ·
C(s)+
O2(g)===CO(g)
ΔH=-110.5kJ·
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH>
0,若1.0mol空气含0.80molN2和0.20molO2,1300℃时在1.0L密闭容器内经过5s反应达到平衡,测得NO为8.0×
10-4mol。
①5s内该反应的平均速率v(NO)=___________________(保留2位有效数字);
在1300℃时,该反应的平衡常数表达式K=________________________________________________________________________。
②汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是________________________________________________________________________。
(3)汽车尾气中NO和CO的转化,当催化剂质量一定时,增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。
如下图表示在其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)中,NO的浓度c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线(并作相应标注)。
(1)①H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8kJ·
②C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5kJ·
根据盖斯定律可知②-①得焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·
(3)①从图象看,T2温度较高,NO的浓度较大,说明升高温度,有利于平衡向逆反应方向进行,则正反应为放热的,ΔH<
0。
②催化剂只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,但是不能影响化学平衡,作图时应注意到上述特点即可。
(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·
mol-1
(2)①1.6×
10-4mol/(L·
s)
②温度升高,反应速度加快,平衡向右移动
(3)①<
②
3.能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ.已知:
Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=akJ·
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=bkJ·
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ckJ·
则反应:
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)的焓变ΔH=________________kJ·
Ⅱ.
(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是__________(填序号)。
A.C(s)+CO2(g)===2CO(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
若以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应可以设计成一个原电池,请写出该原电池的电极反应。
负极:
____________________________________________________________正极:
______________________________。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。
ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水。
实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:
电解过程中发生的反应为NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑(NCl3中氮元素为+3价)。
①写出电解时阴极的电极反应式____________________________________________________________________________________________________________________________________。
②在阳极上放电的物质(或离子)是____________________________________________________________③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是____________________________________________________________(填序号)。
A.碳酸钠溶液 B.碱石灰
C.浓H2SO4D.水
④在生产过程中,每生成1molClO2,需消耗________________molNCl3。
Ⅰ.①Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=akJ·
②CO(g)+
③C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ckJ·
由盖斯定律(③-②)×
6-①×
2得4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH=6(c-b)-2akJ·
Ⅱ.
(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应;
A.C(s)+CO2(g)===2CO(g)是非自发进行的氧化还原反应,故A不选;
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l),反应是复分解反应,不是氧化还原反应,故B不选;
C.2H2O(l)===2H2(g)+O2(g),反应是非自发进行的氧化还原反应,故C不选;
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l),是自发进行的氧化还原反应,可以设计成原电池;
故选D。
D反应是甲烷燃料电池,在碱溶液中燃料在负极发生氧化反应,氧气在正极得到电子发生还原反应;
CH4-8e-+10OH-===CO
+7H2O;
正极:
O2+2H2O+4e-===4OH-。
(2)NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑,NCl3中氮元素为+3价。
①电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气,阴极的电极反应式为2H++2e-===H2↑;
②电解时阳极上是铵根离子失去电子生成NCl3,故答案为NH4Cl(NH
);
③A.ClO2易溶于水,不能利用碳酸钠溶液吸收氨气,故A错误;
B.碱石灰不能吸收氨气,故B错误;
C.浓硫酸可以吸收氨气,且不影响ClO2,故C正确;
D.ClO2易溶于水,不能利用水吸收氨气,故D错误;
故选C;
④NCl3与NaClO2恰好反应生成ClO2,还生成氯化钠、NaOH,结合电子守恒可知,Cl元素的化合价升高,则N元素化合价降低,还生成氨气,则该离子反应为NCl3+3H2O+6ClO
===6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑,生产过程中,每生成1molClO2,需消耗1/6molNCl3。
Ⅰ.6(c-b)-2a
Ⅱ.
(1)D CH4-8e-+10OH-===CO
+7H2O O2+2H2O+4e-===4OH-
(2)①2H++2e-===H2↑ ②NH4Cl(NH
)
③C ④1/6mol
4.(2015·
长春模拟)某蓄电池反应为NiO2+Fe+2H2O
Fe(OH)2+Ni(OH)2。
(1)该蓄电池充电时,发生还原反应的物质是________________________________________________________________________
(填下列字母),放电时生成Fe(OH)2的质量18g,则外电路中转移的电子数是________________________________________。
A.NiO2B.Fe
C.Fe(OH)2D.Ni(OH)2
(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与该蓄电池这样的直流电源的______________(填“正”或“负”)极相连。
(3)以该蓄电池做电源,用下图所示装置,在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是____________________________________________________________(用相关的电极反应式和离子方程式表示)。
(4)精炼铜时,粗铜应与直流电源的____________(填“正”或“负”)极相连,精炼过程中,电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解,甲同学设计如下除杂方案:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀
时的pH
2.3
7.5
5.6
6.2
完全沉淀
3.9
9.7
6.4
8.0
则加入H2O2的目的是_______________________________,乙同学认为应将方案中的pH调节到8,你认为此观点_______________(填“正确”或“不正确”),理由是
______________________________________________________。
(1)该蓄电池充电时反应逆向进行,发生还原反应的电极为阴极:
Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;
放电时Fe→Fe(OH)2,Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2,转移电子2mol,18gFe(OH)2的物质的量为0.2mol,故转移电子0.4mol。
(2)外接电源的阴极保护法,船体应与蓄电池的负极相连。
(3)铝制品发生钝化时,在铝表面形成致密的氧化膜,也会有Al3+进入溶液与HCO
反应:
Al3++3HCO
===Al(OH)3↓+3CO2↑,溶液变浑浊。
(4)精炼铜时,粗铜应与电源的正极相连。
处理电解质溶液加入H2O2将Fe2+转化为Fe3+,然后调节溶液的pH为4,可以使Fe3+以Fe(OH)3形式除去。
若将溶液的pH调整至8,Cu2+已经沉淀完全,不可以。
(1)C 0.4NA或2.408×
1023
(2)负
(3)Al===Al3++3e- Al3++3HCO
===Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)正 将Fe2+氧化为Fe3+ 不正确 因同时会使Cu2+生成沉淀而除去
5.(2014·
海南高考)锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。
该电池反应原理如下图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
回答下列问题:
(1)外电路的电流方向是由______极流向______极(填字母)。
(2)电池正极反应式为_________________________________
_______________________________________________________(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?
__________(填“是”或“否”),原因是________________________________________
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为______________________________K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为__________。
(1)锂锰电池的一个电极反应物为单质锂,另一个电极反应物为二氧化锰,则负极为金属锂,正极为二氧化锰,则外电路电流流向为正极经导线到达负极,即b-导线-a;
(2)正极为二氧化锰,而题干中给出锂离子通过电解质迁移入二氧化锰晶格中生成LiMnO2,故电极反应式为MnO2+e-+Li+===LiMnO2;
(3)由于负极为金属锂,锂为活泼碱金属元素,锂与水发生反应,所以不能用水代替有机溶剂;
(4)二氧化锰可与氢氧化钾、氯酸钾在高温下生成锰酸钾,则锰化合价升高,依据氧化还原反应化合价变化规律,氯元素化合价降低,生成氯化钾,然后依据电子得失守恒配平化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;
锰酸钾溶液在酸性溶液中歧化,生成高锰酸钾和二氧化锰,依据化合价升降相等快速判断产物的物质的量之比(K2MnO4→KMnO4化合价升高1;
K2MnO4→MnO2化合价降低2)为2∶1。
(1)b a
(2)MnO2+e-+Li+===LiMnO2 (3)否 电极Li是活泼金属,能与水反应
(4)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
6.(2015·
重庆模拟)铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关,试回答下列问题:
(1)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)已知:
Fe(s)+
O2(g)===FeO(s)
ΔH=-272kJ·
mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·
2C(s)+O2(g)===2CO(g)
ΔH=-221kJ·
则高炉炼铁过程中 FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH=______________________。
(3)铁红(Fe2O3)是一种红色颜料。
将一定量的铁红溶于160mL5mol·
L-1盐酸中,再加入足量铁粉,待反应结束共收集到气体2.24L(标准状况),经检测溶液中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为__________________。
(4)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH)2,装置如下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨Ⅰ电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。
则下列说法中正确的是_________________(填序号)。
A.X、Y两端都必须用铁作电极
B.可以用NaOH溶液作为电解液
C.阴极发生的反应是2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.白色沉淀只能在阳极上产生
③若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,其颜色变化为__________________________,该反应的化学方程式为_____________________________。
(1)Fe3+具有较强的氧化性,能够氧化Cu:
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(2)①Fe(s)+
O2(g)===FeO(s) ΔH=-272kJ·
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·
③2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·
根据盖斯定律:
②-(①+③/2)得FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH=-11kJ·
(3)加入铁粉涉及反应方程式有:
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,Fe+2FeCl3===3FeCl2。
由产生气体2.24L可知,m(Fe)=5.6g,n(HCl)=0.2mol,则n(FeCl3)=(0.16L×
5mol·
L-1-0.2mol)/3=0.2mol,则与FeCl3反应的铁粉质量为5.6g。
共消耗铁粉质量为11.2g。
(4)①石墨Ⅰ电极氢气发生氧化反应为负极,电极反应方程式为H2-2e-+CO
===CO2+H2O。
②制取Fe(OH)2则应使铁生成Fe2+,发生在阳极,应与电源的正极相连,故Y极必须是Fe,X极可以选碳棒等做电极,A项错误;
若选用NaOH溶液做电解质溶液,白色沉淀在阳极上产生,若选NaCl做电解质溶液则沉淀在两极中间的溶液中产生,B正确、D项错误;
阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,C项正确。
③Fe(OH)2具有强的还原性,迅速由白色变成灰绿色,最终变成红褐色,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(2)-11kJ·
mol-1 (3)11.2g
(4)①H2-2e-+CO
===CO2+H2O ②BC
③白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
7.(2015·
惠州模拟)100℃时,在1L恒温恒容的密闭容器中,通入0.1molN2O4,发生反应:
N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·
mol-1,NO2和N2O4的浓度如图甲所示。
NO2和N2O4的消耗速率与其浓度的关系如图乙所示:
(1)在0~60s内,以N2O4表示的平均反应速率为__________________________mol·
L-1·
s-1。
(2)根据甲图中有关数据,计算100℃时该反应的平衡常数K1=____________=0.36mol·
s-1
若其他条件不变,升高温度至120℃,达到新平衡的常数是K2,则K1____________K2(填“>”“<”或“=”)。
(3)由图象甲可知反应进行到100s时,若有一项条件发生变化,变化的条件可能是__________。
A.降低温度
B.通入氦气使其压强增大
C.又往容器中充入N2O4
D.增加容器体积
(4)乙图中,交点A表示该反应的所处的状态为________________________________________________________________________。
A.平衡状态
B.朝正反应方向移动
C.朝逆反应方向移动
D.无法判断
(5)已知:
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)
ΔH=+67.2kJ·
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-534.7kJ·
N2O4(g)2NO2(g)
ΔH=+57.0kJ·
则:
2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=______________kJ·
(1)v(N2O4)=(0.1mol-0.04mol)/(1L·
60s)=10-3mol·
(2)将NO2、N2O4的平衡浓度代入平衡常数表达式即可计算出。
由于该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数将增大,即K1<
K2。
(3)100s后NO2、N2O4的浓度在原平衡浓度的基础上开始变化,从图象看,平衡向逆反应方向移动,因该反应是吸热反应,降低温度,平衡将逆向移动,A项正确,C、D项错误;
恒容条
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