2019高考满分之路搞定化学压轴题：化学反应原理综合题

化学反应原理综合题（2） 1、哈伯法合成氨技术的相关反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93kJ/mol （1）.试根据表中所列键能数据计算a 的数值为__________。 化学键 键能/KJ·mol-1 H—H 436 N—H a N≡N 945 （2）.在 600℃下,向 2L 密闭容器中充入一定量的反应物并开始上述反应,图表示 N2的物质 的量随时间的变化曲线。 用 H2表示 0~10min 内该反应的平均速率 v(H2)=__________,若该温度下 K=0.0016L /mol ,则 在 10min 时 c(H2)=__________ （3） .在哈伯合成法中,平衡时 NH3的体积分数与反应体系的压强(P)、 温度(T)的关系如图 B。 则 P1__________P2(选填¨大于”、 “小于”或¨不能确定”),其他条件相同,不同压强下在 刚开始反应时反应物活化分子浓度较大的是__________(选填“P1”、“P 2”、“P3”或“不 能确定”),在日本的合成氨工业中,选择合成温度为 700℃的较高温,试从化学动力学的角 度分析其理由是__________。 22 （4）.研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为v=kc(N2)c(H2) c(NH3) ,k 为速 率常数。能使合成氨的速率增大的措施是_____________。 A.使用更有效的催化剂 B.总压强一定,增大 n(N2 )/n(H2)的值 3/2-1 1 C.升高反应温度 D.按照原来比值增大反应物的浓度 E.将原容器中 NH3及时分离出来 5.如图是利用 NH3催化氧化释放出电能的电池结构示意图(氧化产物为无污染性气体),放电 时 O2应从_____________(填“a”或“b”)处通入,该电池负极的电极反应式为 _____________。 2、氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。回答下列问题: （1） .有人设想利用CO还原SO2。 已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJ·mol 、 283.0kJ·mol , 请写出 CO 还原 SO2的生成 CO2和 S(s)热化学方程式__________。 （2） .某科研小组研究臭氧氧化碱吸收法同时脱除 SO2和 NO 工艺,氧化过程反应原理及反 应热、活化能数据如下: 反应Ⅰ:NO(g)+O3(g) 反应Ⅱ:SO2(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g)ΔH1=-200.9kJ•mol-1 -1-1 E a =3.2kJ•mol 1 -1 SO3(g)+O2(g)ΔH2=-241.6kJ•mol E a =58kJ•mol 2 -1-1 已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g)3O2(g)。请回答:其它条件不变,每次向容积为 2L 的反应器中充入含 2.0mol NO、2.0mol SO2的模拟烟气和 4.0mol O3,改变温度,反应相同 时间 t 后体系中 NO 和 SO2的转化率如图所示: ①由图1可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因__________。 2 ②下列说法正确的是__________。 A.Q 点一定为平衡状态点 B.温度高于 200℃后,NO 和 SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零 C.其它条件不变,若扩大反应器的容积可提高NO 和 SO2的转化率 D.臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2,但后续步骤碱吸收可以有效脱硫 ③假设 100℃时 P、Q 均为平衡点,此时反应时间为 5min,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总 量的 10%,则体系中剩余 O3的物质的量是__________mol;SO2的平均反应速率为__________; 反应Ⅰ在此时的平衡常数为__________。 （3） .以连二硫酸根(S 2O4 )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: 2- ①ab 是_______离子交换膜(填“阳”或“阴”)。阴极区的电极反应式为_____________。 ②若 NO 吸收转化后的产物为NH 4 ,通电过程中吸收 4.48L NO(标况下),则阳极可以产生 ____mol 气体。 3、德国化学家哈伯发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来 源,从而使农业生产依赖土壤的程度减弱,解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。 因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了1918 年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模 拟工业制氨的过程,以探究外界条件对平衡的影响。查阅资料,获得以下键能数据: 化学键 键能/(kJ/mol) NN 946 H-H 436 N-H 391 2NH3(g) △H=__________kJ/mol（1）.计算工业合成氨反应的反应热:N2(g)+3H2(g) （2）.一定温度下,向一个恒压容器中充入N2 0.6mol、H2 0.5mol,在一定条件下进行反 应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),达到平衡时,N2的转化率为 1/6,此时容器的体积为 1L 3 ①该温度时容器中平衡体系的平衡常数是__________ ②若保持平衡时的温度和压强不变,继续向平衡体系中通入0.9mol N2,则平衡将 __________(填“正向“,“逆向“或“不“)移动 （3）.合成氨工业会产生大量副产物CO2,工业上常用高浓度的 K2CO3溶液吸收 CO2,得溶液 X, 再利用电解法使 K2CO3溶液再生,其装置如图所示: ①在阳极区发生的反应包括__________和 H +HCO3 ②简述 CO3在阴极区再生的原理__________ ③再生装置中产生的 CO2 和 H2 在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇。 已知:25℃,101kPa 下: I.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H1=-484kJ/mol 2CO2(g)+4H2O △H2=-1352kJ/mol 2- +- H2O+CO2↑ II.2CH3OH(g)+3O2(g) 写出 CO2和 H2反应生成 1mol CH3OH(g)的热化学方程式:__________ 4、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。 （1）.科学家提出由 CO2制取 C 的太阳能工艺如图所示 若“重整系统”发生的反应中 n(FeO) 6,则Fe xOy 的化学式为__________,“热分解系 n(CO2) 统”中每分解 1 mol FexOy转移电子的物质的量为__________ 4 （2） .二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃是目前研究的热门课题:在一个 1L 密闭恒容容器中分 别投入 1.5mol CO2、5.0molH2发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H;在不 同温度下,用传感技术测出平衡时H2,的物质的量变化关系如图所示 ①该反应的△H__________0(填““,“”“ ”、“”或“ 50%0.2mol/(L·min) ②增加 CO2的量、升高温度(填一种即可) 3.CH3OH-6e +H2O=CO2+6H ;1 解析： 6 答案及解析： -+ 1 0 答案