123a19d530b765ce0508763231126edb6f1a7686.docx
- 文档编号:26121321
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:182
- 大小:2MB
123a19d530b765ce0508763231126edb6f1a7686.docx
《123a19d530b765ce0508763231126edb6f1a7686.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《123a19d530b765ce0508763231126edb6f1a7686.docx(182页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
云南化学反应原理练习含答案
1.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。
回答下列问题:
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式__________。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol−1
3SiH2Cl2(g)
SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=−30kJ·mol−1
则反应4SiHCl3(g)
SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·mol−1。
(3)对于反应2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α=_________%。
平衡常数K343K=__________(保留2位小数)。
②在343K下:
要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是___________;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小:
υa________υb(填“大于”“小于”或“等于”)。
反应速率υ=υ正−υ逆=
−
,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处
=__________(保留1位小数)。
【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试理综化学试题(全国III卷)
【答案】2SiHCl3+3H2O
(HSiO)2O+6HCl114220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3
【解析】
【分析】
本题考查的是化学反应原理的综合应用,主要包括反应与能量以及化学反应速率、平衡的相关内容。
只需要根据题目要求,利用平衡速率的方法进行计算即可。
【详解】
(1)根据题目表述,三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O,方程式为:
2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。
(2)将第一个方程式扩大3倍,再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变,所以焓变为48×3+(-30)=114kJ·mol-1。
(3)①由图示,温度越高反应越快,达到平衡用得时间就越少,所以曲线a代表343K的反应。
从图中读出,平衡以后反应转化率为22%。
设初始加入的三氯氢硅的浓度为1mol/L,得到:
2SiHCl3
SiH2Cl2+SiCl4
起始:
100
反应:
0.220.110.11(转化率为22%)
平衡:
0.780.110.11
所以平衡常数K=0.112÷0.782=0.02。
②温度不变,提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边物质的量相等,压强不影响平衡)。
缩短达到平衡的时间,就是加快反应速率,所以可以采取的措施是增大压强(增大反应物浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。
③a、b两点的转化率相等,可以认为各物质的浓度对应相等,而a点的温度更高,所以速率更快,即Va>Vb。
根据题目表述得到
,
,当反应达平衡时
,
=
,所以
,实际就是平衡常数K值,所以
0.02。
a点时,转化率为20%,所以计算出:
2SiHCl3
SiH2Cl2+SiCl4
起始:
100
反应:
0.20.10.1(转化率为20%)
平衡:
0.80.10.1
所以
=0.8;
=
=0.1;所以
【点睛】
题目的最后一问的计算过程比较繁琐,实际题目希望学生能理解化学反应的平衡常数应该等于正逆反应的速率常数的比值。
要考虑到速率常数也是常数,应该与温度相关,所以不能利用b点数据进行计算或判断。
2.CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。
若所得溶液pH=13,CO2主要转化为______(写离子符号);若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1,溶液pH=___________。
(室温下,H2CO3的K1=4×10−7;K2=5×10−11)
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
C=O
H—H
C
O(CO)
键能/kJ·mol−1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。
分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体。
两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A”或“B”)。
②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。
此反应优选温度为900℃的原因是________。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:
________。
电池的正极反应式:
6O2+6e−
6O2−
6CO2+6O2−
3C2O42−+6O2
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:
________。
【来源】2018年天津市高考理综化学试题
【答案】CO32-10+120kJ·mol-1B900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)催化剂2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
【解析】
分析:
本题考查的是化学反应原理的综合应用,主要包括反应与能量以及化学反应速率、平衡的相关内容。
只需要根据题目要求,利用平衡速率的方法进行计算即可。
详解:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。
若所得溶液pH=13,因为得到溶液的碱性较强,所以CO2主要转化为碳酸根离子(CO32-)。
若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1,,则根据第二步电离平衡常数K2=
=5×10−11,所以氢离子浓度为1×10-10mol/L,pH=10。
(2)①化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能,所以焓变为(4×413+2×745)-(2×1075+2×436)=+120kJ·mol-1。
初始时容器A、B的压强相等,A容器恒容,随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加);B容器恒压,压强不变;所以达平衡时压强一定是A中大,B中小,此反应压强减小平衡正向移动,所以B的反应平衡更靠右,反应的更多,吸热也更多。
②根据图3得到,900℃时反应产率已经比较高,温度再升高,反应产率的增大并不明显,而生产中的能耗和成本明显增大,经济效益会下降,所以选择900℃为反应最佳温度。
(3)明显电池的负极为Al,所以反应一定是Al失电子,该电解质为氯化铝离子液体,所以Al失电子应转化为Al3+,方程式为:
Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)。
根据电池的正极反应,氧气再第一步被消耗,又在第二步生成,所以氧气为正极反应的催化剂。
将方程式加和得到,总反应为:
2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
点睛:
本题的第
(2)小问中的①涉及了恒容容器和恒压容器在不同反应中的影响。
此类问题可以直接利用如下的结论:
如果初始状态完全相同,是由恒容和恒压的区别,则一定是恒压容器更有利于反应的进行。
除非是气体物质的量不变的反应,恒压和恒容是一样的。
本就可以直接得到,容器B恒压,所以有利于反应进行,反应的更多,热量也更多。
3.
(1)根据右图回答①②:
①断开K2,闭合K1。
B极的电极反应式为__________。
②断开K1,闭合K2。
B极的电极反应式为__________。
(2)根据右图回答③④:
③将较纯净的CuSO4溶液放入如图2所示的装置中进行电解电解反应的离子方程式为___________________。
④实验完成后,铜电极增重ag,石墨电极产生标准状况下的气体体积________L。
(3)以连二硫酸根(S2O42-)为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO),装置如图所示:
阴极区的电极反应式为_________。
(4)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2(Ag为+2价)转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(OH)4,写出该电池总反应方程式______。
【来源】云南民族大学附属中学2018届高三上学期期末考试化学试题
【答案】Cu2++2e-=CuCu-2e-=Cu2+2Cu2++2H2O
2Cu+O2+4H+0.175a2SO32-+2e-+4H+=S2O42-+2H2O2H2O+Ag2O2+2Zn+4KOH=2Ag+2K2Zn(OH)4
【解析】
(1)①断开K2,闭合K1,此装置为原电池,A做负极失电子,B做正极得电子,所以B极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
故正确答案为:
Cu2++2e-=Cu。
②断开K1,闭合K2此装置为电解池,A为电解池阴极得电子,B为电解池阳极失电子。
所以B极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+。
故正确答案为:
Cu-2e-=Cu2+。
(2)③将较纯净的CuSO4溶液放入如图2所示的装置中进行电解,阳极水中的氢氧根失电子,溶液中铜离子得电子,电解反应的离子方程式为2Cu2++2H2O
2Cu+O2+4H+。
故本题正确答案为:
2Cu2++2H2O
2Cu+O2+4H+。
④实验完成后,铜电极增重ag,
转移
电子,由可以知道
═
生成
则体积为
因此,本题正确答案是:
。
(3)根据装置图在阴极区里入口进入的是2SO32-,出口出来的物质是S2O42-,根据两种离子中S元素的化合价变化关系,该阴极区的电极反应式为:
2SO32-+2e-+4H+=S2O42-+2H2O,所以本题的正确答案为:
2SO32-+2e-+4H+=S2O42-+2H2O。
(4).根据题意,首先写出方程式等号左右两边的反应物和生成物,即反应物有Ag2O2和Zn,生成物有2K2Zn(OH)4和Ag,这四种物质是涉及了化合价升降的物质,先把有化学价升降的元素配平,Ag由+2价变成0价,Zn由0价升到+2价,即Ag和Zn的原子个数要相同,因此可先配平Ag2O2、Zn、KOH、K2Zn(OH)4、Ag这5种物质,然后等式左边会少了氢和氧,那么一般电池中如果少了氢和氧就可以用水来配平,因此,在等式左边加上水再配平。
故正确答案为:
2H2O+Ag2O2+2Zn+4KOH=2Ag+2K2Zn(OH)。
点睛:
本题主要考查了原电池反应以及氧化还原方程式的配平,在原电池反应中可以根据化合价升降先写出方程式,然后再把涉及化合价升降的物质配平;若反应物或者生成物中少了氢和氧可以考虑用水来补上,因为通常题目中会隐含着一个条件就是消耗了或者生成了水。
4.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:
Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K=。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应。
反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图所示,则该反应的ΔH0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠKⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为。
当氨碳比
=3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为
。
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为。
【来源】2014届江苏省宿迁市高三上学期第一次摸底考试化学试卷(带解析)
【答案】
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=—28.5kJ·mol-1(2分)
(2)①
(2分)②<(2分)③>(2分)
(3)①2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O(2分)40%(2分)
②CO2+8e—+8H+=CH4+2H2O(2分)
【解析】
试题分析:
(1)反应①-②×3可得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=—28.5kJ·mol-1;
(2)②该图像是反应过程图,最高点前是未平衡时的变化,最高点后的是平衡变化,即温度升高平衡逆向进行,反应放热;③由图判断曲线Ⅱ对应的反应反应速率快,温度高,甲醇含量低,K值小;(3)①反应为2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O,设氨气的物质的量为3mol,则二氧化碳的量为1mol,有
2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O
始量3100
转化量1.20.60.60.6
平衡量1.80.40.60.6
则NH3的平衡转化率为1.2÷3=0.4
②根据信息,在酸性介质中反应为CO2+8e—+8H+=CH4+2H2O。
考点:
考查化学平衡中的有关常数、转化率及热化学方程式书写、电化学等有关问题。
5.
(1)在2L密闭容器中,起始投入4molN2和6molH2在一定条件下生成NH3,平衡时仅改变温度测得的数据如表所示(已知:
T1 ①则K1______K2,(填“>”、“<”或“=”)原因: _______。 ②在T2下,经过10s达到化学平衡状态,则0~10s内N2的平均速率v(N2)为______,平衡时H2的转化率为______。 若再同时增加各物质的量为1mol,该反应的平衡V正_____V逆,(>或=或<)平衡常数将_____(填“增大”、“减小”或“不变”) ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是___。 A.3v(H2)正=2v(NH3)逆B.容器内气体压强不变 C.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态D.△H保持不变 (2)已知下列化学键的键能写出工业上制氨的热化学方程式: 化学键 H-H N≡N N-H 键能/kJ·mol-1 430 936 390 热化学方程式: __________。 (3)下列是科研小组设计的一个氮氧化物原电池,两边的阴影部分为a,b惰性电极,分别用导线与烧杯的m,n相连接,工作原理示意图如图: ①a为___极,b极的电极反应式____________。 ②在标准状况下,通入112mL的O2,可观察到烧杯中n处有_____生成,(假设烧杯中的溶液的体积为200mL,体积不变)最后反应终止时烧杯中溶液的PH为______。 【来源】云南省陆良县2020届高三毕业班第一次摸底考试化学试题 【答案】>温度升高,nNH3在减小,平衡逆向移动,△H<0,温度升高K在减小0.05mol/mol/(L·s)50﹪>不变BCN2(g)+3H2(g) 2NH3(g),△H=-114kJ/mol正O2-+NO-2e-=NO2Cu1 【解析】 【详解】 (1)①根据题干描述,发生的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),已知: T1 >;温度升高,n(NH3)在减小,平衡逆向移动,△H<0,温度升高K在减小; ②在T2下,经过10s达到化学平衡状态。 根据“三段式”: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始(mol)460 变化(mol)132 平衡(mol)332 则0~10s内N2的平均速率v(N2)= =0.05mol/(L·s), 平衡时H2的转化率为= 。 若再同时增加各物质的量为1mol,体积不变的情况下,等于增大体系压强,平衡正向(气体体积缩小的方向)移动,V正>V逆;平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变; 答案为: 0.05mol/mol/(L·s);50﹪;>;不变; ③当反应中的变化量变为不变量时,已达到平衡状态据此分析: A.不同物质的正逆反应速率之比等于反应计量系数之比,反应达到平衡状态,v(H2)正: v(NH3)逆=3: 2即为2v(H2)正=3v(NH3)逆,故A错误; B.该体系为反应前后气体体积不相等的体系,当容器内气体压强不变,反应达到平衡状态,故B正确; C.该体系为反应前后气体的平均相对分子质量不相等的体系,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,反应达到平衡状态,故C正确; D.△H始终保持不变,不能作为判定平衡状态的标志,故D错误; 答案选BC。 (2)根据表格化学键的键能,工业上制氨的热化学方程式: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-114kJ/mol;答案为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-114kJ/mol; (3)①如图所示,氧气在电极a由0价变为-2价,化合价降低得电子,a为正极,b极中NO变为NO2,氮的化合价由+2价变为+4价,化合价升高失电子,b为负极,电极反应式: O2-+NO-2e-=NO2。 答案为: 正;O2-+NO-2e-=NO2; ②原电池负极与电解池阴极相连,b为负极,n为阴极,电解质CuSO4溶液中的Cu2+在阴极得电子转变为单质Cu,则可观察到烧杯中n处有Cu生成;向原电池中通入112mL的O2,O2物质的量为0.005mol,共转移电子0.02mol;电解池中,水在阳极失电子,电极式为: 2H2O-4e-==4H++O2↑,根据电极式,转移4mol电子生成4molH+,现共转移0.02mol电子,共生成0.02molH+,c(H+)=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L,烧杯中溶液的pH=-lgc(H+)=1。 答案为: Cu;1。 6.二氧化硫是大气的主要污染物之一。 催化还原SO2不仅可以消除SO2的污染,还可以得到工业原料S。 燃煤烟气中硫的回收反应为: 2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l)△H。 (1)已知: 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)△H1=-566.0kJ·mol-1 S(l)+O2(g)===SO2(g)△H2=-296.8kJ·mol-1 则硫的回收反应的△H=___________kJ·mol-1。 (2)其他条件相同、催化剂不同时,硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图所示。 260℃时,___________(填“La2O3”、“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。 La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高,不考虑价格因素,选择La2O3的主要优点是___________。 (3)一定条件下,若在恒压密闭容器中发生硫的回收反应,SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为___________;某温度下,若在恒容密闭容器中,初始时c(CO)=2amol·L-1,c(SO2)=amol·L-1,SO2的平衡转化率为80%,则该温度下反应的化学平衡常数为___________。 (4)某实验小组为探究烟气流速、温度对该反应的影响,用La2O3作催化剂,分别在两种不同烟气流量、不同温度下进行实验。 实验结果显示: 在260℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而减小,其原因是___________;在380℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而增大,其原因是___________。 (5)工业上常用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,将烟气通入1.0mol·L-1的N2SO3溶液,当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降此时溶液中c(HSO3-)c︰(SO32-)=___________。 (已知H2SO3的Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7) 【来源】云南省2019届高三下学期第二次复习统一检测理科综合化学试题 【答案】-269.2TiO2La2O3在相对较低温度对催化效率更高P1>P2>P3>P480/amol/L260℃时,催化剂活性不好,反应速率慢;烟气流速越大,气体和催化剂接触时间越短,SO2转化率越低380℃时,催化剂活性好,反应速率快;烟气流速越大,压强越大,反应正向进行越彻底,SO2转化率越高10 【解析】 【详解】 (1)根据盖斯定律可知ΔH=ΔH1-ΔH2=-566.0kJ·mol-1+296.8kJ·mol-1=-269.2kJ/mol。 (2)观察图1,260℃,TiO2作催化剂时,SO2的转化率高于其他,那么TiO2催化效率最高,继续观察图1,可发现La2O3在较低温度时就可以达到非常高的催化效率,因而优于NiO。 (3)观察反应2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l)可知该反应的反应前后气体计量数减小,保持温度不变,压强变大使得平衡向右移动,SO2转化率变大,因而P1>P2>P3>P4,SO2的平衡转化率为80%,说明SO2转化浓度为a×0.8mol/L=0.8amol/L,可用三段式计算平衡常数: 2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(l) 起2aa0 转1.6a0.8a1.6a 平0.4a0.2a1.6a K= = = (注意可不用写单位,但是一定要以平衡浓度代入求解。 ) (4)先分析温度的影响,260℃时La2O3催化效果很低,因而反应速率慢,烟气流速变快,气体与催化剂接触时间少,还来不及反应就移走了,因而SO2转化率降低,380℃恰恰相反,催化剂活性好,反应速率快;烟气流速越大,压强越大,反应正向进行越彻底,SO2转化率越高。 (5)pH=6,说明c(H+)=10-6mol/L,Ka2= ,可得 = =10。 7.甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下: 反应I: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ•mol-1 反应II: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)△H2 反应III: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H3=-90.77kJ•mol-1 回答下列问题: (1)反应II的△H2=_______,若反应I、II、III平衡常数分别为K1、K2、K3,则K2=_______(用K1、K3表示)。 (2)反应III自发进行条件是___________(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)。 (3)在一定条件下2L恒容密闭容器中
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 123 a19d530b765ce0508763231126edb6f1a7686