1、2020 年高考真题剖析与省市名校模拟好题同步训练:化学反应原理综合 真题再现 (2020 年高考新课标卷) 天然气的主要成分为 CH4, 一般还含有 C2H6等烃类, 是重要的燃料和化工原料。 (1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) H,相关物质的燃烧热数据如下表所 示: 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) 燃烧热 H/( kJ mol1) -1560 -1411 -286 H1=_ kJ mol1。 提高该反应平衡转化率的方法有_、_。 容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为 。反应 的平衡常
2、数 Kp=_(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 物质的量分数) 。 (2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4 高温 C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为: r=k 4 CH c,其中 k 为反应速率常数。 设反应开始时的反应速率为 r1,甲烷的转化率为 时的反应速率为 r2,则 r2=_ r1。 对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_。 A增加甲烷浓度,r 增大 B增加 H2浓度,r 增大 C乙烷的生成速率逐渐增大 D降低反应温度,k 减小 (3)CH4和 CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下 图所示: 阴极上的反应式为_。
3、若生成的乙烯和乙烷的体积比为 21,则消耗的 CH4和 CO2体积比为_。 【参考答案】 (1)137 升高温度 减小压强(增大体积) (1) p (2)(1) (2)1 AD (3)CO2+2e=CO+O2 65 【试题解析】(1)由表中燃烧热数值可知: C2H6(g)+ 7 2 O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l) H1= -1560kJmol-1;C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) H2= -1411kJmol-1; H2(g)+ 1 2 O2(g)=H2O(l) H3= -286kJmol-1; 根据盖斯定律可知, -得 C2H6(g) =C2H4(
4、g) + H2(g),则H= H1-H2-H3=( -1560kJmol-1)-( -1411kJmol-1)- ( -286kJmol-1)=137kJmol-1,故答案为 137; 反应 C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)为气体体积增大的吸热反应,升高温度、减小压强平衡都向正反应方向 移动,故提高该反应平衡转化率的方法有升高温度、减小压强(增大体积) ; 设起始时加入的乙烷和氢气各为 1mol,列出三段式, C2H6(g) C2H4(g) + H2(g) 起始(mol) 1 0 1 转化(mol) 平衡(mol) 1- 1+ 平衡时,C2H6、C2H4和 H2平衡分压分别为 1
5、 2 p、 2 p 和 1 2 p,则反应的平衡常数为 Kp= 1 21 () ()() ; (2) 根据 r=k 4 CH c ,若 r1= kc,甲烷转化率为时, 甲烷的浓度为 c(1-),则 r2= kc(1-),所以 r2=(1-)r1 ; A.增大反应物浓度反应速率增大,故 A说法正确; B.由速率方程可知,初期阶段的反应速率与氢气浓度无关,故 B 说法错误; C反应物甲烷的浓度逐渐减小,结合速率方程可知,乙烷的生成速率逐渐减小,故 C 说法错误; D化学反应速率与温度有关,温度降低,反应速率常数减小,故 D 正确。 答案选 AD。 (3) 由图可知,CO2在阴极得电子发生还原反应,
6、电极反应为 CO2+2e-=CO+O2-; 令生成乙烯和乙烷分别为 2体积和 1 体积,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量 之比,再根据得失电子守恒,得到发生的总反应为:6CH4+5CO2=2C2H4+ C2H6+5H2O+5CO,即消耗 CH4和 CO2的体积比为 6:5。故答案为:6:5。 【命题意图】本题以天然气为背景,考查化学反应原理的基本应用,较为注重学生学科能力的培养,难点 在于材料分析和信息提取,图像比较新,提取信息能力较弱的学生,会比较吃力。 【命题方向】化学反应原理综合题涉及的内容主要包括化学反应过程中的焓变、化学能与电能的相互转化、 电极反应式的书写、化
7、学反应速率的定性分析与定量计算、化学平衡移动原理在生产中的应用、化学平衡 常数的计算、反应条件的控制、弱酸弱碱的转化、pH 计算、离子浓度大小的比较、离子的共存、难溶物之 间的转化等问题。试题常以选择、填空、读图、作图、计算等形式出现。高考一般以与生产、生活联系紧 密的物质为背景材料出组合题,各小题之间有一定独立性。 预计 2021 年高考仍然将结合某个特定的工业生产过程,综合考查反应热、热化学方程式、化学反应速率和 化学平衡;考查从图像中获取有效信息,解答与化学反应速率和化学平衡有关的问题,如反应速率、反应 转化率、产率,提高转化率的措施等;考查从图表或图像中获取信息,计算转化率、平衡常数等
8、。 【得分要点】化学平衡图象解答原则化学平衡图象解答原则 (1)解题思路 (2)解题步骤 以可逆反应 aA(g)bB(g) cC(g)为例: (1)“定一议二”原则 在化学平衡图象中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量,确定横坐标所表示的量后,讨 论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系。如图: 这类图象的分析方法是“定一议二”,当有多条曲线及两个以上条件时,要固定其中一个条件,分析其 他条件之间的关系,必要时,作一辅助线分析。 (2)“先拐先平,数值大”原则 在化学平衡图象中,先出现拐点的反应先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图 A)或表 示的压
9、强较大(如图 B)。 图 A 图 B 图 A 表示 T2T1,正反应是放热反应。 图 B 表示 p1c。 省市名校模拟好题 1 (2020 届广东省佛山市质检)CoS2催化 CO 烟气脱硫具有广阔的工业化前景。回答下列问题: (1)已知: CoS2(s) +CO(g) CoS(s) +COS(g) H1 2COS(g) +SO2(g) 3S(s) +2CO2(g) H2 S(s) +CoS(S) CoS2 (s) H3 则 2CO(g)+ SO2(g) 催化剂 2CO2(g)+S(s) H4=_。 (用H1、 H2、H3表示) (2)在恒温、恒压的容器中模拟回收硫,加入 SO2起始量均为 1m
10、ol,测得 CO2的平衡体积分数随 CO 和 SO2的投料比变化如图 1: 当投料比为 2 时,t min 时测得 SO2转化率为 50%,则用 S 的生成速率表示的反应速率 v=_g min-1 。 当投料比为 3 时,CO2 的平衡体积分数对应的点是_。 (3)向体积均为 1L 的恒温、恒客密团容器通入 2 mol CO 和| mol SO2。反应体系总压强随时间的变化如图 2: 相对于 I,II 改变的外界条件是_。 SO2的平衡转化率为_,平衡常数 Kp =_(用平衡分压代替平衡浓度计算)。 (4)利用电解法处理 SO2尾气可制备保险粉 (Na2S2O4).电解装置如图,则 a_ b
11、(填“” “=”或“”),生成 S2O42-的电极反应式为_。 【答案】(1) 123 2H +H +2H (2) 16 t C (3) 使用 (或使用更高效) 催化剂 75% 0.675 (4) +-2- 3242 2H +2HSO +2e =S O+2H O 【解析】 (1) 21 CoSs +CO gCoS s +COS gH 222 2COS g +SOg3S s +2COgH 23 S s +CoS SCoSsH根据盖斯定律可知+2 2可得 22 2CO g + SOg2COg +S s 催化剂 4123 H =2H +H +2H,故答案为: 123 2H +H +2H ; (2)当
12、投料比为 2 时,t min 时测得 SO2转化率为 50%,则有 22 2CO g+ SOg2COg+S s 催化剂 起始值(mol)2100 变化值(mol)10.510.5 平衡值(mol)10.510.5 S 的生成速率 S0.5mol32g/mol16 v=g/min ttt 生成 的质量 ;当投料比为 3 时,相当于在投料 比为 2 达到平衡时充入 1mol 的 CO,平衡正移,根据勒夏特列原理可知达到平衡时,CO2的体积分数小于 投料比为 2 达到平衡时 CO2的体积分数,故答案为:16 t ;C; (3)由图像可知 I,II,达到平衡时压强不变,则平衡不移动,II 达到平衡时间
13、变短,则 II 使用(或使用 更高效) 催化剂; 恒温、 恒客密团容器中气体的压强与物质的量成正比, 设反应消耗 SO2物质的量为 xmol, 则有 22 2CO g+ SOg2COg+S s xxxx - x-xxx 催化剂 起始值(mol)2100 变化值(mol)22 平衡值(mol)2 212 3mol160kPa = (3-x)mol120kPa 则 x=0.75mol,SO2的平衡转化率为 0.75mol 100%=75% 1mol ,则平衡时 n(CO) =0.5mol,n(SO2)=0.25mol,n(CO2)=1.5mol,则平衡常数 2 2 2 2 mol a Kp (CO
14、 ) Kp= molmolKp (CO)Kp(SO ) aa 2 2 1.5 (120KP ) 2.25mol 0.675 0.50.25 (120KP )120KP 2.25mol2.25mol , 故答案为: 使用 (或 使用更高效)催化剂;75%;0.675; (4) 由电解装置图可知, SO2发生氧化反应生成 H2SO4, 为阳极, 电极反应为: -2-+ 224 SO -2e +2H O=SO+4H, 则硫酸浓度增大; HSO3-发生还原反应生成 S2O42-, 为阴极, 电极反应为: +-2- 3242 2H +2HSO +2e =S O+2H O, 故答案为:K,所以平衡逆向移
15、动; (3)该反应中反应物有 P4、Ca(OH)2、Na2CO3等、生成物有 NaH2PO2、PH3等,据此可知该反应中 P 元 素化合价既升高又降低,发生歧化,升高 1 价,降低 3 价,则 NaH2PO2和 PH3的系数比为 3:1,再结合元 素守恒可知方程式为:2P4+3Ca(OH)2+3Na2CO3+6H2O= 6NaH2PO2+2PH3+3CaCO3; 次磷酸(H3PO2)是一元酸,1.0molL-1的 NaH2PO2溶液水解方程式为:H2PO2-+H2O=H3PO2+OH-,pH=8, 则 c(H+)=10-8mol/L,c(OH-)=c(H3PO2)=10-6mol/L,c(H2
16、PO2-)=(1.0-10-6)mol/L1mol/L, Ka= +- -8 22 -6 32 HH PO 101 = H PO10 cc c =1.0 10-2; 根据图示可知,产品室产生次磷酸,则电极 M 应为阳极电解水中的 OH-,剩余 H+通过交换膜 A 移向产品 室,所以交换膜 A 为阳离子交换膜;电极 N 为阴极电解 H+,电极 N 的电极反应式为 2H2O+2e-=H2+2OH-; 电路中流过 3.8528 105库仑电量时,转移的电子的物质的量为 5 -19 A 1 1.6 10 3.8528 10 N =4mol,次磷酸根带一个负 电荷, 氢离子带一个正电荷, 所以电解过程中
17、转移 1mol 电子生成 1mol 次磷酸, 则转移 4mol 电子时生成 4mol 次磷酸。 6 (2020 届河南省六市高三第二次联合调研)地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用 是当前的研究热点。人工固氮最主要的方法是 HaberBosch 法。通常用以铁为主的催化剂在 400500和 1030MPa 的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。 在 Fe 催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态) : 化学吸附:N2(g)2N* ;H2(g)2H*; 表面反应:N*+H*NH*;NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*; 脱附:NH3*NH3(g) 其中,N2的吸附分解反应活化能
18、高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。 请回答: (1)已知合成氨反应中生成 1 mol NH3放出 46kJ 热量,该反应的热化学方程式为_ (2)实际生产中,原料气中 N2和 H2物质的量之比为 1:2.8。分析说明原料气中 N2过量的理由_。 (3)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控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率 C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 D原料中 N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催化剂 中毒和
19、安全事故发生 (4)已知反应: 1 2 N2(g)+ 3 2 H2(g)NH3(g)标准平衡常数 2 22 1.5 () () NH NH p p K pp pp ,其中p为标准压强 (1 105Pa) , 3 NH p 、 2 N p 和 2 H p 为各组分的平衡分压,如: 3 NH p = 3 NH xp ,p 为平衡总压, 3 NH x 为平衡系 统中 NH3的物质的量分数。 若 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,N 2的平衡转化率为,则 K =_(用含的最简式表示) 。 (5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示: 阴极生成氨的电极反应式为_。
20、阳极产物只有 O2,电解时实际生成的 NH3的总量远远小于由 O2理论计算所得 NH3的量,结合电极反应 式解释原因:_。 【答案】 (1)N2(g)+3H2(g) 1040-30-500M0 Fe Pa, 2NH3(g) H=-92kJmol-1 (2)原料气中 N2:相对 易得,适度过量有利于提高 H2的转化率;N2在 Fe 催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体 反应速率。 (3) ACD (4) 2 4(2-) 3 3(1-) (5) N2+6H+6e-=2NH3 还可能发生 2H+2e-=H2, N2+8H+6e-=2NH4+ 【解析】 (1)已知合成氨反应中生成 1 mo
21、l NH3放出 46kJ 热量,则 2mol NH3放出 92 kJ 热量,该反应的热化学方程 式为 N2(g)+3H2(g) 1040-30-500M0 Fe Pa, 2NH3(g) H=-92kJmol-1 ,故答案为: N2(g)+3H2(g) 1040-30-500M0 Fe Pa, 2NH3(g) H=-92kJmol-1 ; (2)实际生产中,原料气中 N2和 H2物质的量之比为 1:2.8。原料气中 N2过量的理由原料气中 N2,相对 易得,适度过量有利于提高 H2的转化率;N2在 Fe 催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体 反应速率。故答案为:原料气中 N2,相对易
22、得,适度过量有利于提高 H2的转化率;N2在 Fe 催化剂上的吸 附是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率; (3)A合成氨反应是气体体积减小的放热反应,在不同温度下的 H 和 S 都小于零,故 A 正确; B控制温度远高于室温,是为了保证催化剂活性最高,故 B 错误; C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,减小生成物浓度,利于反应正向进行, 故 C 正确; D原料中 N2由分离液态空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催 化剂中毒和安全事故发生,故 D 正确; 故答案为:ACD; (4)若 N2和 H2起始物质的量之比为 1:3,反
23、应在恒定温度和标准压强下进行,N2的平衡转化率为, 223 13 Ng+HgNHg 22 0.51.5 0.51.5 0.5(1)1.5(1) mol mol mol 开始() 变化() 平衡() 平衡混合气体总物质的量=0.5 (1-a) +1.5 (1-a) +amol= (2-a) mol, p 为平衡时压强, p (N2) = 0.5(1) 2 p , p(H2)= 1.5(1) 2 p ,p(NH3)= 2 p , K= 3 1313 22 2222 1 2 110.5(1)1.5(1) ()()()() 22 P NH p P NP H pp ,则 K= 2 4(2-) 3 3(1
24、-) (用含的最简式 表示) 。故答案为: 2 4(2-) 3 3(1-) ; (5)阴极与电源负极相连,为 N2放电生成 NH3,阴极生成氨的电极反应式为 N2+6H+6e-=2NH3 ;故答 案为:N2+6H+6e-=2NH3 ; 电解时实际生成的 NH3的总量远远小于由 O2理论计算所得 NH3的量,原因是电解时,阴极除了 N2得电 子外,还可能发生 N2+8H+6e=2NH4,2H+2e=H2。故答案为:还可能发生 2H+2e-=H2, N2+8H+6e-=2NH4+。 7(2020 届四川省成都市第七中三诊模拟) 党的十九大报告中多次提及“绿色环保”、 “生态文明”, 而 CO 2
25、的 有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。 (1)某研究所的科研人员在新型纳米催化剂 NaFe3O4 和 HMCM22 的表面,以 CO2 为碳源,与电 解水产生的 H2 催化转化为高附加值的烃类化合物,其过程如图。 图中 CO2 转化为 CO 的反应为:CO2(g) + H2(g)=CO(g) + H2O(g) H1 = + 41 kJmol-1。已知:2CO2(g) + 6H2(g)=C2H4(g) + 4H2O(g) H2=128 kJmol-1。图中 CO 转化为 C2H4 的热化学方程式是 _ 。 (2) 甲醇是未来重要的绿色能源之一, 在工业中常用 CO、 H2 合成甲醇,
26、其反应为: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3 ”、“”或“=”,下同) 。 平衡常数 KB_KC。 若 B点时投料比 2 2 n(H ) n(CO ) =3,则平衡常数 KB=_(代入数据列出算式即可,不用化简) 。 其他条件不变时,能同时满足增大反应速率和提高 CO2转化率的措施是_。 A将产物从体系不断分离出去 B给体系升温 C给体系加压 D增大 H2的浓度 (4)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将 CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则 M极上的电 极反应式为_。 已知乙烯也能做燃料电池,当消耗标况下 2.24L乙烯时,导线中转移电子的数目为_。 【答案】 (1) (a
27、-b)或者-(b-a) (2)803 (3) 1 2 2 3 0.3751.5 0.25 0.75 CD (4)2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 1.2NA 【解析】 (1)H=生成物总能量-反应物总能量,根据图中信息,可知H 为(a-b)kJ/mol 或为-(b-a)kJ/mol; 故答案为: (a-b)或者-(b-a) ; (2)H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,实验测得上述反应的H=-76kJ/mol,带入表中化学键的键 能数据,H= x 1 2 +3436-612+4144 +4464 2 ,解得 x=803,故答案为:803; (3)可逆反应 CO2(g)+3H
28、2(g) 1 2 C2H4(g)+2H2O(g) H0,正反应是气体体积减小的反应,增大压 强,平衡正向移动,CO2转化率增大,则根据图中 A、B两点可判断 P1KC; 平衡常数 KB=2 1 2 2 3 2 42 2 )O(C H(H (CO(H ) ) cc cc ,若 B 点时投料比 2 2 n(H ) n(CO ) =3,可列三段式如下: COgHgC HgH O g 22242 + 初始浓度1300 变化浓度0.752.250.3751.5 平衡浓度0.250.750.37 1 2 5 3 2 51. 则平衡常数 KB= 1 2 2 3 0.3751.5 0.25 0.75 ,故答案
29、为: 1 2 2 3 0.3751.5 0.25 0.75 ; 其他条件不变时,能同时满足增大反应速率和提高 CO2转化率的措施 A将产物从体系不断分离出去 ,反应速率减慢,不符合题意; B给体系升温,平衡逆向移动,减小 CO2转化率,不符合题意; C给体系加压 ,平衡正向移动,反应速率也加快,符合题意; D增大 H2的浓度平衡正向移动,反应速率也加快,符合题意; 故答案为:CD (4)由图可知,M极消耗 CO2,产生 C2H4,发生还原反应;N 极上产生 O2,发生氧化反应,所以 M极作电解池 阴极,N极作电解池阳极,已知稀硫酸为电解质溶液,所以 M极上的电极反应式为 2CO2+12e-+1
30、2H+=C2H4+4H2O, 故答案为:2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ; 当消耗标况下 2.24L乙烯时, 由上题分析可知 C2H4 12e-, 则导线中转移电子的数目为 1.2NA, 故答案为: 1.2NA。 9 (云南省曲靖市第一中学 2020 届高三二模)消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。 (1)用活性炭还原法:某研究小组向某密闭容器中加入足量的活性炭和 NO,发生反应:C(s)2NO(g) N2(g)CO2(g) HQ kJ mol1 在 T1下,反应进行到不同时间测得各物质的浓度部分数据如下: 时间(min) 浓度 mol/L 0 10 20 30 40 50 N
31、O 1.00 0.40 0.20 0.30 0.30 N2 0 0.40 0.60 0.60 CO2 0 0.60 0.60 010 min 内,N2的平均反应速率 (N2)=_,T1时,该反应的平衡常数 K=_。 30 min 后,若只改变一个条件,反应重新达到平衡时各物质的浓度如上表所示,则改变的条件可能是 _ (填字母) a. 加入一定量的活性炭 b. 改变反应体系的温度 c. 缩小容器的体积 d. 通入一定量的 NO 若 30 min 后升高温度至 T2,重新达到平衡时,容器中 NO、N2、CO2的浓度之比为 733,则该反 应的H_0(填“” 、 “ ” 、或“” ) (2)NH3催
32、化还原法:原理如图所示 若烟气中 c(NO2): c(NO)=11,发生如图甲所示的脱氮反应时,反应过程中转移 1.5mol电子时放出的 热量为 113.8 kJ,则发生该脱氮反应的热化学方程式为_ 。 图乙是在一定时间内,使用不同催化剂 Mn和 Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳 催化剂和相应温度分别为_;使用 Mn 作催化剂时,脱氮率 ba段呈现如图变化的可能原因是_。 (3)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用 6的稀硝酸吸收 NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电 解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。 图中 b应连接电源的_ (填“正极”或“负极”) 。 将石墨电极
33、设置成颗粒状的目是_。 阳极的电极反应式为_。 【答案】 (1)0.03mol L-1 min-1 4 c d (2)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) H=-455.2kJ/mol Mn,200 ba 段,温度 较低,催化剂活性较低,脱氮反应速率较慢,反应还没达到化学平衡(反应限度) ,随着温度升高反应速率 变大,一定时间参与反应的氮氧化物变多,导致脱氮率逐渐升高 (3) 负极 增大吸收液与电极的接触面积, 提高电解反应的效率 H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+(或 NO2-+H2O-2e-=NO3-+2H+) 【解析】 (1)由图可得 11 1.0
34、0mol/0.40/ NO0.06mol Lmin 10min Lmol L v ,由同一反应中,物 质的速率之比等于化学方程式中相应的化学计量数之比,可知 11 11 2 0.06mol Lmin N0.03mol Lmin 2 v ;由题给表格可知,20min 时 N2的浓度为 0.40mol/L, 则 NO的浓度为 1.00mol/L-0.40mol/L 2=0.20mol/L,30min 时 NO的浓度为 0.20mol/L,则 2030min 时反应 保持平衡状态,此时平衡常数 K= 22 22 NCO0.4 0.4 4 NO0.20 cc c 。故答案为:0.03mol L-1 m
35、in-1;4; 分析表中数据,30min 后若只改变一个条件,反应重新达到平衡时各物质的浓度均为原平衡的 1.5倍,据 此进行分析: a活性炭为固体,加入一定量的活性炭,平衡不移动,a 项不可能; b改变体系温度,平衡会移动,但不会导致 NO、N2、CO2的浓度均增大,b项不可能; c缩小容器体积,反应前后是气体体积不变的反应,平衡不移动,但物质的浓度都变大,c 项可能; d通入一定量的 NO,平衡向正反应方向移动,由于反应前后是气体体积不变的反应,达平衡后 NO、N2、 CO2的浓度均成比例增大,d项可能; 答案为:cd; 设 T2后重新达到平衡时,NO的浓度为 7x,则此时的平衡常数 K2
36、= 22 22 NCO3x3x 0.184 NO 7x cc c ,说明升高温度反应向逆反应方向移动,则反应的H0,故 答案为:; (2)由图知 NH3催化还原法中,NH3被 NO、NO2氧化成 N2,NO、NO2做氧化剂,故反应方程式为: 2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g),每 2molNH3反应过程中转移 6mol电子,根据“反应过程中转移 1.5mol 电子时放出热量为 113.8kJ”可知,转移 6mol电子,放出热量= 6 113.8455.2kJ 1.5 mol kJ mol ,故该脱 氮反应的热化学方程式为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g
37、)2N2(g)+3H2O(g) H=-455.2kJ/mol;答案为: 2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) H=-455.2kJ/mol; 由图乙可知,Mn 作催化剂,在 200时的脱氮率最高。Cr 作催化剂,在 450左右脱氮率最高,相比 Mn 做催化剂更节约能源,由此可知工业使用的最佳催化剂和相应温度为 Mn,200;脱氮率 ba 段呈现如图 变化的可能原因是开始温度较低,催化剂的活性较低,故脱氮反应速率较慢,随着温度升高,反应速率变 大,一定时间参与反应的氮氧化物变多,导致脱氮率逐渐升高,故答案为:Mn,200;ba段,温度较 低,催化剂活性较低,脱氮反
38、应速率较慢,反应还没达到化学平衡(反应限度) ,随着温度升高反应速率变 大,一定时间参与反应的氮氧化物变多,导致脱氮率逐渐升高; (3)由题意可知,在电解槽中亚硝酸发生氧化反应转变为硝酸,则生成气体的反应为还原反应,即 b 电 极处发生还原反应,根据电解池原理,可知发生还原反应的为电解池的阴极,与电源的负极相连,故答案 为:负极; 增大反应物的接触面积能加快反应速率,故石墨电极为颗粒状,可增大接触面积,提高电解效率,答案 为:增大吸收液与电极的接触面积,提高电解反应的效率; 电极的阳极为氧化反应,即亚硝酸被氧化成硝酸,故电极反应方程式为:H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+(或 NO2-+H2O-2e-=NO3-+2H+) ,答案为:H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+(或 NO2-+H2O-2e-=NO3-+2H+) 。
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