1、 1 化学反应原理综合题 1.1.“雾霾”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等“雾霾”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等 污染性物质。请回答下列问题：污染性物质。请回答下列问题： (1)(1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质(C(Cx xH Hy y) )催化还催化还 原尾气中的原尾气中的 NONO 气体，该过程的化学方程式为气体，该过程的化学方程式为 _。 (2)(2)冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经
2、研究发现将煤碳在冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤碳在 O O2 2/CO/CO2 2的气氛下的气氛下 燃烧，能够降低燃煤时燃烧，能够降低燃煤时 NONO 的排放，主要反应为的排放，主要反应为 2NO(g)2NO(g)2CO(g)2CO(g)N N2 2(g)(g)2CO2CO2 2(g)(g) H H。 已知：已知：N N2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2NO(g)2NO(g) H H1 1180.5 kJ180.5 kJmolmol 1 1 2CO(g)2CO(g)2C(s)2C(s)O O2 2(g)(g) H H2 2221 kJ221 kJmolm
3、ol 1 1 C(s)C(s)O O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g) H H3 3393.5 kJ393.5 kJmolmol 1 1 则则H H_。 (3)(3)某研究小组用某研究小组用 NaOHNaOH 溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的 NaNa2 2SOSO3 3溶液进行电解，其中阴、溶液进行电解，其中阴、 阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。 a a 表示表示_(_(填“阴”或“阳”填“阴”或“阳”) )离子交换膜。离子交换膜。A AE E 分别代表生产中的原料或产品，其分别代表生产中的
4、原料或产品，其 中中 C C 为硫酸，则为硫酸，则 A A 表示表示_，E E 表示表示_。 阳极的电极反应式为阳极的电极反应式为_。 (4)SO(4)SO2 2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中 SOSO2 2发生催化氧化的反应为发生催化氧化的反应为 2SO2SO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2SO2SO3 3(g)(g)。若在。若在T T1 1 、0.1 MPa0.1 MPa 条件下，往一密闭容器中通入条件下，往一密闭容器中通入 SOSO2 2和和 O O2 2 其其 中中n n(SO(SO2 2) )n n(O(O
5、2 2) )2 211，测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。，测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。 2 图中图中 A A 点时，点时，SOSO2 2的转化率为的转化率为_。 在其他条件不变的情况下，测得在其他条件不变的情况下，测得T T2 2 时压强的变化曲线如图二所示，则时压强的变化曲线如图二所示，则 C C 点的正反应速率点的正反应速率 v vC C( (正正) )与与 A A 点的逆反应速率点的逆反应速率v vA A( (逆逆) )的大小关系为的大小关系为v vC C( (正正)_()_(填“填“ ”“”“T T1 1，由，由 B B 到到 C C，温度升高，反应速率加快
6、，故，温度升高，反应速率加快，故 v vC C( (正正)v vB B( (正正) )v vB B( (逆逆)v vA A( (逆逆) )。设起始通入。设起始通入 2 2b b mol SOmol SO2 2，b b mol Omol O2 2，在，在 B B 点达到平衡时点达到平衡时 O O2 2转化转化 了了y y molmol，根据三段式法进行计算：，根据三段式法进行计算： 2SO2SO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2SO2SO3 3(g)(g) 起始起始(mol) 2(mol) 2b b b b 0 0 转化转化(mol) 2(mol) 2y y y y 2 2y y 平衡
7、平衡(mol) 2(mol) 2b b2 2y y b by y 2 2y y 3 在恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比，故在恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比，故 2 2b bb b 2 2b b2 2y yb by y2 2y y 0.10.1 0.070.07， ， 解得解得y y0.90.9b b，故，故K Kp p p p 2 2 SOSO3 3 p p 2 2 SOSO2 2p pO O2 2 0.07 MPa0.07 MPa1.8 1.8b b 2.12.1b b 2 2 0.07 MPa0.07 MPa0.2 0.2b b 2.12.1b b 2 2 0.0
8、7 MPa0.07 MPa0.1 0.1b b 2.12.1b b 24 300(MPa)24 300(MPa) 1 1。 。 答案：答案：(1)4C(1)4Cx xH Hy y(8(8x x2 2y y)NO)NO=4=4x xCOCO2 2(4(4x xy y)N)N2 22 2y yH H2 2O O (2)(2)746.5 kJ746.5 kJmolmol 1 1 (3) (3)阳阳 NaOHNaOH 溶液溶液 氢气氢气 SOSO 2 2 3 32e2e H H2 2O O=2H=2H SOSO 2 2 4 4 (4)(4)45%45% 24 300(MPa)24 300(MPa) 1
9、 1 2.2.汽车尾气排放的汽车尾气排放的 COCO、NONOx x等气体是大气污染的主要来源等气体是大气污染的主要来源,NO,NOx x也是大雾天气的主要成因之一。也是大雾天气的主要成因之一。 (1)(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的科学家研究利用催化技术将尾气中有害的 NONO 和和 COCO 转变成无害的气体转变成无害的气体, ,其热化学方程式为其热化学方程式为 2CO(g)+2NO(g)2CO(g)+2NO(g)2CO2CO2 2(g)+N(g)+N2 2(g)(g) H H1 1= =- -746.5 kJ746.5 kJmolmol - -1 1。 。 已知已知:2C(s)
10、+O:2C(s)+O2 2(g)(g)2CO(g)2CO(g) H H2 2= =- -221.0 kJ221.0 kJmolmol - -1 1, , COCO2 2(g)(g)C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g) H H3 3=+393.5 kJ=+393.5 kJmolmol - -1 1。 。 C(s)C(s)的燃烧热的燃烧热H H= = 。 NO(g)NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为分解成两种气体单质的热化学方程式为 。 (2)(2)一定温度下一定温度下, ,向初始容积均为向初始容积均为 2 L2 L 的的 A A、B B、C C 三个容器中三个容器中, ,均投入均
11、投入 5 mol CO5 mol CO 气体和气体和 4 mol NO4 mol NO 气气 体发生如下反应体发生如下反应:2CO(g)+2NO(g):2CO(g)+2NO(g)2CO2CO2 2(g)+N(g)+N2 2(g)(g)。 4 如图表示该反应中如图表示该反应中 NONO 的平衡转化率的平衡转化率( () )随温度、压强变化的示意图随温度、压强变化的示意图, ,则则 X X 代表的物理量代表的物理量 是是 ,Y,Y1 1 Y Y2 2( (填“填“ ”或“”或“t tC C b.3b.3 个容器中个容器中 NONO 的平衡转化率的大小顺序为的平衡转化率的大小顺序为A A B B C
12、 C c.c.当当 A A 容器内气体平均摩尔质量不变时容器内气体平均摩尔质量不变时, ,说明该反应处于化学平衡状态说明该反应处于化学平衡状态 d.d.当当 B B 容器内气体密度保持不变时容器内气体密度保持不变时, ,说明该反应处于化学平衡状态说明该反应处于化学平衡状态 当当 B B 容器中保持平衡时容器中保持平衡时,NO,NO 所占体积分数为所占体积分数为 25%,25%,则相同温度下则相同温度下,A,A 容器中逆反应的平衡常数容器中逆反应的平衡常数K K= = ( (保留两位有效数字保留两位有效数字) )。 (3)(3)利用反应利用反应 NONO2 2+NH+NH3 3N N2 2+H+
13、H2 2O(O(未配平未配平) )消除用电器中消除用电器中 NONO2 2的简易装置如图所示。的简易装置如图所示。 a a 电极上的反应式为电极上的反应式为 。 常温下常温下, ,若用该电池电解若用该电池电解 0.6 L0.6 L 饱和食盐水饱和食盐水, ,一段时间后一段时间后, ,测得饱和食盐水测得饱和食盐水 pHpH 变为变为 13,13,则理论上则理论上 b b 电极上消耗电极上消耗 B B 气体的体积为气体的体积为 mL(mL(标准状况标准状况, ,假设电解过程中溶液体积不变假设电解过程中溶液体积不变) )。 5 答案答案 (1)(1)- -393.5 kJ393.5 kJmolmol
14、 - -1 1 2NO(g)2NO(g)N N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g) H H= =- -180.5 kJ180.5 kJmolmol - -1 1 (2)(2)压强压强 t tC C, ,正确正确;b.A;b.A 容器相当于对容器相当于对 B B 加压加压, ,增大压强增大压强, ,反应正向移动反应正向移动, ,转化率增大转化率增大,C,C 看作对看作对 B B 加加 热热, ,温度升高温度升高, ,平衡逆向移动平衡逆向移动, ,转化率减小转化率减小, ,故故 3 3 个容器中个容器中 NONO 的平衡转化率的大小顺序为的平衡转化率的大小顺序为A A B B C C, ,
15、 正确正确;c.A;c.A 容器中气体质量不变容器中气体质量不变, ,气体的总物质的量减小气体的总物质的量减小, ,则气体平均摩尔质量不变时则气体平均摩尔质量不变时, ,说明该反应处说明该反应处 于化学平衡状态于化学平衡状态, ,正确正确;d.B;d.B 容器中气体质量不变容器中气体质量不变, ,容器体积恒定不变容器体积恒定不变, ,则气体密度始终不变时则气体密度始终不变时, ,不能不能 说明该反应达到平衡状态说明该反应达到平衡状态, ,错误。向初始容积均为错误。向初始容积均为 2 L2 L 的的 B B 容器中容器中, ,投入投入 5 5 mol COmol CO 气体和气体和 4 mol
16、4 mol NONO 气体发生反应气体发生反应, ,设生成氮气物质的量为设生成氮气物质的量为x x, ,列三段式列三段式: : 2CO(g)2CO(g) + + 2NO(g)2NO(g)2CO2CO2 2(g)+N(g)+N2 2(g)(g) 起始起始/mol/mol 5 5 4 4 0 0 0 0 转化转化/mol/mol 2 2x x 2 2x x 2 2x x x x 6 平衡平衡/mol/mol 5 5- -2 2x x 4 4- -2 2x x 2 2x x x x 平衡时平衡时,NO,NO 所占体积分数为所占体积分数为 25%25%。 则则 =25%,=25%,解得解得x x=1,
17、=1,则则 B B 中平衡常数中平衡常数K K= = , ,相同温度下 相同温度下K K不变不变, ,则则 A A 容器中逆反应的容器中逆反应的 平衡常数平衡常数K K= = =4.5 =4.5。 (3)(3)根据图示可知根据图示可知,a,a 极失去电子发生氧化反应极失去电子发生氧化反应, ,则为氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮则为氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮 气的反应气的反应, ,电极反应式为电极反应式为 2NH2NH3 3- -6e6e - -+6OH +6OH - - N N2 2+6H+6H2 2O O。电解。电解 0.6 L0.6 L 饱和食盐水饱和食盐水, ,电解反应为电解
18、反应为 2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O2NaOH+H2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2, ,一段时间后一段时间后, ,测得饱和食盐水测得饱和食盐水 pHpH 变为变为 13,13,则溶液中则溶液中n n(OH(OH - -)=0.6 L )=0.6 L 0.1 mol0.1 molL L - -1 1=0.06 mol, =0.06 mol,则转移电子为则转移电子为 0.06 mol,0.06 mol,同一串联电路转移电子数相同。设消耗的同一串联电路转移电子数相同。设消耗的 NONO2 2 体积为体积为V V, ,根据根据 b b 极电极反应有极电极反应有: : 2NO2NO
19、2 2+8e+8e - -+4H +4H2 2O ON N2 2+8OH+8OH - - 44.8 L44.8 L 8 mol8 mol V V 0.06 mol0.06 mol 则则V V= = =0.336 L=336 mL=0.336 L=336 mL。 3.3.工业上利用工业上利用 N N2 2和和 H H2 2可以实现合成氨气可以实现合成氨气, ,而氨又可以进一步制备硝酸而氨又可以进一步制备硝酸, ,在工业上一般可进行连续生在工业上一般可进行连续生 产。请回答下列有关问题产。请回答下列有关问题: : (1)(1)已知已知 N N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2NO(g)
20、2NO(g) H H=+180.5 kJ=+180.5 kJmolmol - -1 1 N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH2NH3 3(g)(g) H H= =- -92.4 kJ. mol92.4 kJ. mol - -1 1 7 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g) H H= =- -483.6 kJ483.6 kJmolmol - -1 1 写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式 为为 。 (2)(2)在一定体积的密闭容器中在一定体积的密闭容器
21、中, ,进行化学反应进行化学反应 N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH2NH3 3(g),(g),该反应的化学平衡常数该反应的化学平衡常数K K与与 温度温度t t的关系如下表的关系如下表: : t t/K/K 298298 398398 498498 K K 4.14.11010 6 6 K K1 1 K K2 2 比较比较K K1 1、K K2 2的大小的大小: :K K1 1 K K2 2( (填“填“ ”“”“= =”或“”或“”“”“ ADAD (3)(3)NO+5eNO+5e - -+6H +6H + + N N +H +H2 2O O 1010 - -6
22、6 (4)K K2 2。2 2v v正正(H(H2 2)=3)=3v v逆逆(NH(NH3 3),),正、逆反应速率比等于计量数比正、逆反应速率比等于计量数比, ,一定达到平衡状态一定达到平衡状态,A,A 正正 确确;2;2v v正正(N(N2 2)=)=v v逆逆(H(H2 2),),正、逆反应速率比不等于计量数比正、逆反应速率比不等于计量数比, ,没有达到平衡状态没有达到平衡状态,B,B 错误错误;N;N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g) 2NH2NH3 3(g)(g)在恒温恒压下反应在恒温恒压下反应, ,压强是恒量压强是恒量, ,容器内压强保持不变容器内压强保持不变, ,不
23、一定达到平衡状态不一定达到平衡状态,C,C 错误错误; ;根根 据据= = 总 总 总总 , ,在恒温恒压下反应 在恒温恒压下反应, ,气体总质量不变、容器体积变小气体总质量不变、容器体积变小, ,所以密度是变量所以密度是变量, ,混合气体的密度混合气体的密度 保持不变说明反应达到平衡保持不变说明反应达到平衡,D,D 正确。正确。 9 (3)(3)阴极发生还原反应阴极发生还原反应, ,根据示意图根据示意图,NO,NO 在阴极得电子发生还原反应生成在阴极得电子发生还原反应生成 N N , ,所以阴极电极 所以阴极电极 反应式为反应式为 NO+5eNO+5e - -+6H +6H + + N N
24、+H +H2 2O O。pH=6pH=6 的的 NHNH4 4NONO3 3溶液中溶液中, ,c c(H(H + +)=10 )=10 - -6 6 mol molL L - -1 1, ,根据质子守恒可 根据质子守恒可 知知,NH,NH4 4NONO3 3溶液中溶液中c c(NH(NH3 3H H2 2O)+O)+c c(OH(OH - -)= )=c c(H(H + +)=10 )=10 - -6 6 mol molL L - -1 1。 。 (4)(4)平衡常数平衡常数K K= = =16 =16。同温同压下。同温同压下, ,体积比等于物质的量比体积比等于物质的量比, ,设设T T 和平
25、和平 衡时容器的压强不变衡时容器的压强不变, ,再向体积可变的容器中充入再向体积可变的容器中充入 3 mol NH3 mol NH3 3, ,容器体积为容器体积为 V V, , - - - - = = - - - - , ,V V=8 L, =8 L,此时此时Q Q= = 16,16,即即QKQK, ,反应逆向进行反应逆向进行, ,即即v v正正0)。 则则H H_kJ_kJmolmol 1 1( (用含 用含a a、b b、c c、d d的代数式表示的代数式表示) )。 (2)(2)用合成气制甲醇的反应为用合成气制甲醇的反应为 2H2H2 2(g)(g)CO(g)CO(g)CHCH3 3OH
26、(g)OH(g) H H，在，在 10 L10 L 的恒容密闭容的恒容密闭容 器中按物质的量之比器中按物质的量之比 1 12 2 充入充入 COCO 和和 H H2 2，测得，测得 COCO 的平衡转化率与温度和压强的平衡转化率与温度和压强 的关系如图所示。的关系如图所示。 10 H H_(_(填“填“ ”“”“”或“”或“ 升高温度升高温度 0.012 5 MPa0.012 5 MPa 该反应是气体分子数增加的反应该反应是气体分子数增加的反应, ,随着稀有气体比随着稀有气体比 例的增加例的增加, ,总压强一定总压强一定, ,降低了反应体系各气体的分压降低了反应体系各气体的分压, ,相当于减压
27、相当于减压, ,从而促进反应向正反应方向进从而促进反应向正反应方向进 行行, ,提高了丙烷脱氢的转化率提高了丙烷脱氢的转化率 (3)(3)- -136.5 kJ136.5 kJmolmol - -1 1 解析解析 (1)(1)根据方程式可知根据方程式可知: : C C3 3H H8 8(g)(g)C C3 3H H6 6(g)+H(g)+H2 2(g)(g) 起始量起始量/mol/mol 2 2 0 0 0 0 变化量变化量/mol/mol x x x x x x 平衡量平衡量/mol/mol 2 2- -x x x x x x 根据阿伏加德罗定律根据阿伏加德罗定律, ,等温等容条件下等温等容
28、条件下, ,气体压强之比等于物质的量之比气体压强之比等于物质的量之比, ,则则 =1.75,=1.75,解得解得 x x=1.5=1.5。 010 min010 min 内丙烯的生成速率内丙烯的生成速率v v(C(C3 3H H6 6)=)= =0.015 mol =0.015 mol(L(Lmin)min) - -1 1,C ,C3 3H H8 8的平衡转化率的平衡转化率 为为 100%=75%100%=75%。气体总质量和容器容积不变。气体总质量和容器容积不变, ,所以气体密度始终保持不变所以气体密度始终保持不变, ,故其密度保持不变故其密度保持不变 不能说明达到平衡状态不能说明达到平衡状
29、态,A,A 错误错误;c c(C(C3 3H H6 6) )c c(H(H2 2)/)/c c(C(C3 3H H8 8) )是化学平衡常数表达式是化学平衡常数表达式, ,若保持不变若保持不变, ,则说则说 明达到平衡状态明达到平衡状态,B,B 正确正确; ;该反应的焓变是常量该反应的焓变是常量, ,焓变保持不变不能说明达到平衡状态焓变保持不变不能说明达到平衡状态,C,C 错误错误;C;C3 3H H8 8分分 解速率与解速率与 C C3 3H H6 6消耗速率相等表示正逆反应速率相等消耗速率相等表示正逆反应速率相等, ,则说明达到平衡状态则说明达到平衡状态,D,D 正确。正确。 19 (2)
30、(2)由图可知由图可知, ,温度一定时温度一定时, ,p p1 1时丙烷的物质的量分数大于时丙烷的物质的量分数大于p p2 2时时, ,由方程式可知由方程式可知, ,压强越大压强越大, ,平平 衡逆向移动衡逆向移动, ,丙烷的物质的量分数越大丙烷的物质的量分数越大, ,所以压强所以压强p p1 1 p p2 2。由图可知。由图可知, ,随着温度升高随着温度升高, ,丙烷的物质的丙烷的物质的 量分数降低量分数降低, ,说明升高温度平衡向正反应方向进行说明升高温度平衡向正反应方向进行, ,反应速率和反应物的转化率都增大。假设起反应速率和反应物的转化率都增大。假设起 始时丙烷的物质的量为始时丙烷的物
31、质的量为 1 mol,1 mol,根据方程式可知根据方程式可知: : C C3 3H H8 8(g)(g)C C3 3H H6 6(g)+H(g)+H2 2(g)(g) 起始量起始量/mol/mol 1 1 0 0 0 0 变化量变化量/mol/mol y y y y y y 平衡量平衡量/mol/mol 1 1- -y y y y y y Q Q点时丙烷的物质的量分数为点时丙烷的物质的量分数为 50%,50%,则则 1 1- -y y=0.5(1+=0.5(1+y y),),解得解得y y= = , ,则 则 C C3 3H H8 8(g)(g)、C C3 3H H6 6(g)(g)、H H
32、2 2(g)(g)平衡平衡 时的物质的量分数分别为时的物质的量分数分别为: : 、 、 、 、 , ,则 则Q Q点对应温度下该反应的平衡常数点对应温度下该反应的平衡常数K Kp p= = =0.012 5 MPa=0.012 5 MPa。由反应方程式。由反应方程式 C C3 3H H8 8(g)(g)C C3 3H H6 6(g)+H(g)+H2 2(g)(g)可知可知, ,该反应是气体分子该反应是气体分子 数增加的反应数增加的反应, ,随着稀有气体比例的增加随着稀有气体比例的增加, ,总压强一定总压强一定, ,降低了反应体系各气体的分压降低了反应体系各气体的分压, ,相当于减压相当于减压,
33、 , 从而促进反应向正反应方向进行从而促进反应向正反应方向进行, ,提高了丙烷脱氢的转化率。提高了丙烷脱氢的转化率。 (3)(3)将已知反应编号将已知反应编号: :C C3 3H H8 8(g)(g)C C2 2H H4 4(g)+CH(g)+CH4 4(g)(g) H H2 2=+81.7 kJ=+81.7 kJmolmol - -1 1 C C2 2H H4 4(g)+H(g)+H2 2(g)(g)C C2 2H H6 6(g)(g) H H3 3 C C3 3H H8 8(g)+H(g)+H2 2(g)(g)CHCH4 4(g)+C(g)+C2 2H H6 6(g)(g) H H4 4=
34、 =- -54.8 kJ54.8 kJmolmol - -1 1 根据盖斯定律根据盖斯定律, ,由由- -可得反应可得反应, ,则则H H3 3= =H H4 4- -H H2 2= =- -54.8 kJ54.8 kJmolmol - -1 1- -81.7 kJ 81.7 kJmolmol - -1 1= =- - 136.5 kJ136.5 kJmolmol - -1 1。 。 8.8.以含以含 1 1 个碳原子的物质个碳原子的物质( (如如 COCO、COCO2 2、CHCH4 4、CHCH3 3OHOH 等等) )为原料的碳一化学处于未来化学产业的核心，为原料的碳一化学处于未来化学产
35、业的核心， 成为科学家研究的重要课题。成为科学家研究的重要课题。 20 (1)(1)已知某反应的平衡常数的表达式为已知某反应的平衡常数的表达式为K K c c 2 2 CHCH3 3OHOH c c 2 2 CHCH4 4c cO O2 2 ，它所对应的化学方程式为，它所对应的化学方程式为 _。 (2)(2)已知已知 COCO、H H2 2、CHCH3 3OH(g)OH(g)的燃烧热分别为的燃烧热分别为 283.0 kJ283.0 kJmolmol 1 1、 、 285.8 kJ285.8 kJmolmol 1 1、 、764.5 kJ764.5 kJmolmol 1 1。则反应： 。则反应：
36、CO(g)CO(g)2H2H2 2(g)(g) CHCH3 3OH(g)OH(g) H H_；向密闭容器中，按；向密闭容器中，按n n(CO)(CO)n n(H(H2 2) ) 1 12 2 充入反应物，发生反应。充入反应物，发生反应。L L( (L L1 1、L L2 2) )、X X代表压强或温度，如代表压强或温度，如 图表示图表示L L一定时，平衡混合物中一定时，平衡混合物中 CHCH3 3OHOH 的体积分数随的体积分数随X X的变化关系。的变化关系。X X 表示表示_(_(填“温度”或“压强”填“温度”或“压强”) )，L L1 1_L L2 2( (填“填“ ”“”“” 或“或“L
37、 L2 2。(3)(3)正反应是气体分子数减小的反应，其他条件不变，增大压强平衡正向移动，正反应是气体分子数减小的反应，其他条件不变，增大压强平衡正向移动，COCO 的的 平衡转化率增大，则平衡转化率增大，则p p3 3 p p2 2 p p1 1。A A 点点 COCO 的平衡转化率为的平衡转化率为 0.60.6，COCO、H H2 2的起始浓度均为的起始浓度均为 1.5 mol1.5 molL L 1 1，依据转化率计算平衡物质的量浓度： ，依据转化率计算平衡物质的量浓度： 3CO(g)3CO(g) 3H3H2 2(g)(g)=CH=CH3 3OCHOCH3 3(g)(g)COCO2 2(
38、g)(g) 起始起始(mol(molL L 1 1) ) 1.51.5 1.51.5 0 0 0 0 变化变化(mol(molL L 1 1) ) 1.51.50.60.6 1.51.50.60.6 0.30.3 0.30.3 平衡平衡(mol(molL L 1 1) ) 0.60.6 0.60.6 0.30.3 0.30.3 (CO)(CO)(H(H2 2) ) 0.60.6 0.60.60.60.60.30.30.30.3 1 1 3 3 (CH(CH3 3OCHOCH3 3) )(CO(CO2 2) ) 0.30.3 0.60.60.60.60.30.30.30.3 1 1 6 6 分压
39、为分压为p p(CO)(CO)6 MPa6 MPa1 1 3 3 2 MPa2 MPa，p p(H(H2 2) )6 MPa6 MPa1 1 3 3 2 MPa2 MPa，p p(CH(CH3 3OCHOCH3 3) )6 MPa6 MPa1 1 6 6 1 MPa1 MPa， p p(CO(CO2 2) )6 MPa6 MPa1 1 6 6 1 MPa1 MPa K Kp pp p CHCH3 3OCHOCH3 3p pCOCO2 2 p p 3 3 COCOp p 3 3 H H2 2 1 MPa1 MPa1 MPa1 MPa 2 2 3 3 MPaMPa 3 3 2 2 3 3 MPaM
40、Pa 3 3 1 1 6464(MPa) (MPa) 4 4。 。 (4)(4) COCO2 2(g)(g) 3H3H2 2(g)(g)CHCH3 3OH(g)OH(g)H H2 2O(g)O(g) 起始量起始量(mol)(mol) a a b b 0 0 0 0 变化量变化量(mol)(mol) x x 3 3x x x x x x 平衡量平衡量(mol)(mol) a ax x b b3 3x x x x x x (CO(CO2 2) ) a a a ab b a ax x a ab b2 2x x x x 2 2x x 1 1 2 2，则有 ，则有a ab b。 答案：答案：(1)2CH
41、(1)2CH4 4(g)(g)O O2 2(g)(g)2CH2CH3 3OH(g)OH(g) (2)(2)90.1 kJ90.1 kJmolmol 1 1 温度 温度 22 (3)(3)p p3 3 1 1 6464(MPa) (MPa) 4 4 (4) (4)a ab b 9.9.合成氨工业是基础化学工业的重要组成部分。合成氨工业是基础化学工业的重要组成部分。 (1)(1)以以 NHNH3 3与与 COCO2 2为原料可合成化肥尿素。为原料可合成化肥尿素。 已知：已知：2NH2NH3 3(g)(g)COCO2 2(g)(g)=NH=NH2 2COCO2 2NHNH4 4(s)(s) H H1
42、 1159.5 kJ159.5 kJmolmol 1 1； ； NHNH2 2COCO2 2NHNH4 4(s)(s)=CO(NH=CO(NH2 2) )2 2H H2 2O(l)O(l) H H2 228.5 kJ28.5 kJmolmol 1 1 H H2 2O(l)O(l)=H=H2 2O(g)O(g) H H3 344.0 kJ44.0 kJmolmol 1 1。 。 则则NHNH3 3(g)(g)与与COCO2 2(g)(g)合成合成CO(NHCO(NH2 2) )2 2(s)(s)和和H H2 2O(g)O(g)的热化学方程式为的热化学方程式为 _。 (2)(2)工业合成氨在合成塔
43、中进行，测得合成塔入口气体体积之比工业合成氨在合成塔中进行，测得合成塔入口气体体积之比V V(N(N2 2) )V V(H(H2 2) )V V(NH(NH3 3) )6 618181 1， 出口气体体积之比为出口气体体积之比为V V(N(N2 2) )V V(H(H2 2) )V V(NH(NH3 3) )9 927278 8，则，则 H H2 2的转化率为的转化率为_。 (3)(3)为降低合成氨工业废水的氨氮浓度，在厌氧氨氧化菌的催化作用下，使铵盐与亚硝酸盐反应生为降低合成氨工业废水的氨氮浓度，在厌氧氨氧化菌的催化作用下，使铵盐与亚硝酸盐反应生 成成N N2 2，该反应的离子方程式是，该反应的离子方程式是 _。 (4)(4)犹他大学化学家发明了犹他大学化学家发明了 N N2 2/H/H2 2生物燃料电池，以质子交换膜为隔膜，在室温条件下合成了氨的生物燃料电池，以质子交换膜为隔膜，在室温条件下合成了氨的 同时还提供了电同时还提供了电 能能 ( ( 工 作 原 理 如 图 甲 所 示工 作 原 理 如 图 甲 所 示 ) ) 。 该 生 物 燃 料 电 池 中 ， 正 极 电 极 反 应 式 为。 该 生 物 燃 料 电 池 中 ， 正 极 电 极 反 应 式 为 _
