1、专练44化学反应原理综合题12019全国卷环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：(1)已知：(g)=(g)H2(g)H1100.3 kJmol1H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g)H3_kJmol1。(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数KP_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_(填标号)。A通入惰性气体 B提高温度C增加环戊烯浓度 D增加碘浓度(3)
2、环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1(4)环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2，结构简式为，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。22020全国卷硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫
3、酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化： SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJmol1。回答下列问题：(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为_。(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550时的_ ，判断的依据是_。 影响的因素有_。(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(
4、g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为，则SO3压强为_ ，平衡常数Kp_ (以分压表示，分压总压物质的量分数)。(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：vk0.8(1n)式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；为SO2平衡转化率，为某时刻SO2转化率，n为常数。在0.90时，将一系列温度下的k、值代入上述速率方程，得到vt曲线，如图(c)所示。曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是_。3NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)用水吸收NO
5、x的相关热化学方程式如下：2NO2(g)H2O(l)=HNO3(aq)HNO2(aq)H116.1 kJmol13HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJmol1反应3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)的H_kJmol1。(2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：_。(3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：_。(4)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N
6、2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为_mol。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50250 范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_；当反应温度高于380 时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_。42019全国卷近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)O2
7、(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)：c(O2)分别等于1：1、4：1、7：1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300 )_K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)：c(O2)1：1的数据计算K(400 )_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)：c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)Cl2(g)H183 kJmol1CuCl(s)O2
8、(g)=CuO(s)Cl2(g)H220 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJmol1则4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的H_ kJmol1。(3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_。(写出2种)(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。52020全国卷化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工
9、原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许_离子通过，氯气的逸出口是 _(填标号)。(2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数(X)，X为HClO或ClO与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为_。(3)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为_。(4)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为
10、NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_mol；产生“气泡”的化学方程式为_。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是_(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为_kg(保留整数)。1(1)89.3(2)40%3.56104BD(3)CD(4)Fe电极水会阻碍中间物Na的
11、生成；水会电解生成OH，进一步与Fe2反应生成Fe(OH)22(1)2V2O5(s)2SO2(g)=2VOSO4(s)V2O4(s) H351 kJmol1(2)0.975该反应气体分子数减少，增大压强，提高。5.0 MPa2.5 MPap2，所以p15.0 MPa温度、压强和反应物的起始浓度(组成)(3)p(4)升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。ttm后，k增大对v的提高小于引起的降低解析：(1)V2O5和SO2反应生成VOSO4和V2O4的化学方程式为2V2O52SO2=2VOSO4V2O4。由题图(a)可得以下两个热化学方程式：V2O4(s)2SO3(g)=2VOSO4(
12、s)H1399 kJmol1，V2O4(s)SO3(g)=V2O5(s)SO2(g)H224 kJmol1，将2可得：2V2O5(s)2SO2(g)=2VOSO4(s)V2O4(s)H351 kJmol1。(2)该反应的正反应是气体分子数减少的反应，压强增大，平衡正向移动，SO2的平衡转化率变大，故在相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率越高，则p15.0 MPa，由题图可知在550 、5.0 MPa时，0.975；由该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应可知，影响的因素有压强、温度和反应物的起始浓度等。(3)设充入气体的总物质的量为100 mol，则SO2为2m mol，O2为m mol
13、，N2为(1003m) mol，SO2的转化率为，列三段式为：SO2(g)O2(g)SO3(g)n(起始)/mol 2m m 0n(转化)/mol 2m m 2mn(平衡)/mol 2m2m mm 2m故平衡时容器中的气体的总物质的量为(2m2mmm2m1003m)mol(100m)mol。各物质的分压分别为p(SO2)p，p(O2)p，p(SO3)p，故Kp。(4)由反应的速率方程可知，当0.90时，(1n)是常数，温度大于tm后，温度升高，k增大，而v逐渐下降，原因是SO2(g)O2(g)SO3(g)是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，减小，0.8减小，k增大对v的提高小于引起的降低。3(
14、1)136.2(2) HNO22eH2O=3HNO(3)2HNO2(NH2)2CO=2N2CO23H2O(4)迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大，上升缓慢段主要是温度升高引起NOx去除反应速率增大但催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO4(1)大于O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低(2)116(3)增加反应体系压强、及时除去产物(4)Fe3e=Fe2，4Fe2O24H=4Fe32H2O5.65(1)Naa(2)107.5(3)2Cl2HgO=HgCl2Cl2O(4)1.25NaHCO3NaHSO4=CO2Na2SO4H2O(5)ClOCl
15、2H=Cl2H2O203解析：(1)阳极发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，Cl2从a口逸出；阳极室排出淡盐水，故Na透过离子膜进入阴极室。(2)Ka(HClO)，由图(b)可知c(HClO)c(ClO)时，溶液pH7.5，故Ka(HClO)107.5。(3)HgO与Cl2的反应为歧化反应，Cl2既是氧化剂又是还原剂，汞元素与氧元素化合价不变，故HgO与Cl2反应生成Cl2O的同时还生成HgCl2，依据得失电子守恒可知，生成HgCl2与Cl2O的物质的量之比为1：1。(4)由题意可知NaClO2生成ClO2的反应为歧化反应，故，依据得失电子守恒可得，生成ClO2与NaCl的物质的量之比为4：1，依据氯原子守恒可得，NaClO2与ClO2的物质的量之比为5：4，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为1.25 mol；ClO2易溶于水，故“气泡”的成分只能是CO2，NaHSO4与NaHCO3反应生成Na2SO4、H2O和CO2。(5)酸性条件下ClO与Cl可发生氧化还原反应生成Cl2和H2O；设反应前NaOH溶液的质量为a kg，消耗氯气的质量为x kg，则xa1 000；反应消耗NaOH的质量为(0.3a1 0001%) kg(0.3a10)kg，由化学方程式Cl22NaOH=NaClNaClOH2O可知：，与xa1 000联立可求出x203。
