1、 二轮复习二轮复习 第第 1 页（共页（共 9 页）页） 化学作业化学作业 化学反应原理训练题化学反应原理训练题 1.甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为 CO、CO2和 H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的 反应如下: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2 CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) H3 (1)已知反应中相关化学键键能数据如下: 化学键 HH CO CO HO E/(kJ mol-1) 436 803 1076 465 由此计算 H2= kJ mol-1。已知 H3=+99 kJ
2、mol-1,则 H1= kJ mol-1。 图 Z15-1 (2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应 12 h。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的 关系如图 Z15-1 所示。 温度为 470 K 时,图中 P 点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态,490 K 之后,甲醇产率随温度升高而减 小的原因除了升高温度使反应平衡逆向移动以外,还有 、 。 一定能提高甲醇产率的措施是 。 A.增大压强 B.升高温度 C.选择合适催化剂 D.加入大量催化剂 (3)如图 Z15-2 为一定比例的 CO2+H2,CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。 图 Z15-2
3、490 K 时,根据曲线 a、c 判断合成甲醇的反应机理是 (填“”或“”)。 二轮复习二轮复习 第第 2 页（共页（共 9 页）页） 化学作业化学作业 .CO2COCH3OH .COCO2CH3OH+H2O 490 K 时,曲线 a 与曲线 b 相比,CO 的存在使甲醇生成速率增大,从平衡移动的角度,结合反应、分析原 因: 。 2.氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。请回 答下列问题: (1)已知:H2的燃烧热 H=-285.8 kJ mol-1。 N2(g)+2O2(g)2NO2(g) H=+133 kJ mol-1 H2O(g)H2O(
4、l) H=-44 kJ mol-1 则 H2和 NO2反应生成两种无污染的气体的热化学反应方程式为 。 (2)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),一段时间后达到平衡, 测得数据如下: 时间/s 20 40 60 80 100 c(NO2)/(mol L-1) 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30 040 s 内,v(NO2)= 。 升高温度时,气体颜色加深,则上述反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。 该温度下反应的化学平衡常数 K= 。 相同温度下,若开始时向该容器中充入 0.80 mol N2O4,则达到平衡后
5、 c(NO2) (填“”“=”或 “BC c.当 A 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 d.当 B 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 当 B 容器中保持平衡时,NO 所占体积分数为 25%。则相同温度下,A 容器中逆反应的平衡常数 K= 。 (3)利用反应 NO2+NH3N2+H2O(未配平)消除 NO2的简易装置如图 Z15-8 所示。 图 Z15-8 a 电极上的反应式为 。 常温下,若用该电池电解 0.6 L 饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水 pH 变为 13,则理论上 b 电极上消耗 B 气体的体积为 mL(标准状况;假设电解过程中溶液
6、体积不变)。 化学反应原理训练题答案与解析答案与解析 1.(1)+36 -63 二轮复习二轮复习 第第 6 页（共页（共 9 页）页） 化学作业化学作业 (2)不是不是 升高温度使反应升高温度使反应平衡正向移动平衡正向移动 催化剂活性降低催化剂活性降低 AC (3) CO促进反应促进反应逆向移动逆向移动,使反应使反应中中CO2和和 H2的量增加的量增加,水蒸气的量减少水蒸气的量减少,促进反应促进反应平衡正向平衡正向 移动移动 【解析】(1)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=反应物的总键能-生成物的总键能,带入数据,H2=803 kJ mol-1 2+436 kJ mol-
7、1-1076 kJ mol-1-465 kJ mol-1 2=+36 kJ mol-1;根据盖斯定律,反应=- ,H1=H2-H3=+36 kJ mol-1-99 kJ mol-1=-63 kJ mol-1。(2)P 点不处于平衡状态。在 490 K 之前,甲醇产率随 着温度升高而增大的原因是温度越高化学反应速率越快,没有达到平衡前,一直向平衡状态移动,产率一直增 大;在 490 K 之后,产率下降,从图中可以看出来,催化剂的活性降低,且由于温度升高,反应平衡逆向移动,此 外反应是吸热反应,温度升高,平衡正向移动,甲醇的产率也降低;要提高甲醇的产率需使反应正向移动,并 且反应催化剂活性要好,增
8、大压强,反应平衡正向移动,而反应逆向移动,有利于提高甲醇的产率,A 符合题 意;升高温度,从图可知,B 不符合题意;选择合适催化剂,选择生成甲醇,减少反应的发生,提高甲醇的产率,C 符合题意;加入大量催化剂,不一定能提高产率,D 不符合题意。 (3)490 K 时,从甲醇的生成速率比较,a 曲线大 于 c 曲线,即甲醇来源于 CO2和 H2,故 490 K 时,合成甲醇的机理为;490 K 时,曲线 a 与曲线 b 相比,CO 的 存在使甲醇生成速率增大,对反应,CO是生成物,CO促使反应平衡逆向移动,CO2和H2的量增加,水蒸气的 量减少,反应平衡正向移动,故 CO 的存在使甲醇生成速率增大
9、。 2.(1)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g) H=-1 100.2 kJ mol-1 (2)0.005 mol L-1 s-1 吸热吸热 1.8 BC,b 正确;根据 = (总) (总),总物质的量是变量,所以容器 内气体平均摩尔质量是变量,当A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,c正确;B容 器中保持恒温恒容,= (总) ,密度是恒量,当B容器内气体密度保持不变时,该反应不一定处于平衡状态,d错误。 2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) 开始(mol L-1) 2.5 2 0 0 转化(mol L-1) 2x 2x 2x x 平衡
10、(mol L-1) 2.5-2x 2-2x 2x x - . - - =0.25,x=0.5。 A 容器中逆反应的平衡常数 K= ( ) ( ) ( ) ( )= . . =4.5。 (3)电子由 a 流向 b,可知 a 是负极,a 极失电子发生氧化反应,电极反应式是 2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O; 常温下,若用该电池电解 0.6 L饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水 pH 变为 13,则生成氢氧化钠的物质的 量为 0.1 mol L-1 0.6 L=0.06 mol,电路中转移电子的物质的量是 0.06 mol,b 电极上 NO2得电子发生还原反应 2NO2+8e-+4H2ON2+8OH-,根据得失电子守恒,消耗 NO2在标准状况下的体积为 0.06 mol 4 22.4 L mol-1=0.336 L=336 mL。
