全国通用版2019版高考化学大一轮复习第35讲化学反应原理题的解题策略课时达标2.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时达标 第 35 讲 1二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。 (1)在太阳能的作用下，以 CO2 为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为 _CO2 = 或太阳能 FeO C O2_。 (2)CO2经过催化加氢合成低碳烯烃。其合成乙烯的反应为 2CO2(g) 6H2 2=CH2(g) 4H2O(g) H 几种物质的能量 (在标准状况下，规定单质的能量为 0，测得其他物质生成时所放出或吸收的热量 )如表所示： 物质 H2(g) CO2(g) CH2=CH2(g) H2O(g) 能量 /(kJmol 1) 0 394 52 242 则 H _ 12

2、8 kJmol 1_。 (3)在 2 L 恒容密闭容器中充入 2 mol CO2和 n mol H2，在一定条件下发生 (2)中的反应，CO2的转化率与温度、投料比 X n 2n2的关系如图所示。 X1_X2(填 “”“_KB。 若 B 点的投料比为 3，且从反应开始到 B 点需要 10 min，则 v(H2) _0.225 mol(Lmin) 1_。 (4)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能将 CO2转化为低碳烯烃，工作原理如图： b 电极的名称是 _正极 _。 产生丙烯的电极反应式为 _3CO2 18H 18e = CH3CH=CH2 6H2O_。 【 精品教育资源文库 】 解析 (1)由

3、图示可知 CO2 在 FeO 的催化下分解生成 C 和 O2。 (2) H 52 kJ/mol4( 242 kJ/mol) 2( 394 kJ/mol) 128 kJ/mol。 (3) 其他条件相同时，投料比越大， H2 的转化率越低、 CO2 的转化率越高，所以 X1X2；由 (2)可知，正反应为放热反应，且 TAKB； v(H2) 3v(CO2) 32 mol75%2 L10 min 0.225 mol/(Lmin) 。 (4) 与 a电极相连的电极上 CO2得到电子发生还原反应生成乙烯、丙烯等，所以该电极是电解池的阴极，与电源的负极相连，即 a 极是负极， b 极是正极； 丙烯是由 CO

4、2在酸性条件下得电子发生还原反应得到的。 2氮的氧化物 (如 NO2、 N2O4、 N2O5等 )应用很广，在一定 条件下可以相互转化。 (1)N2O5可通过电解或臭氧氧化 N2O4的方法制备。电解装置如图甲所示 (隔膜用于阻止水分子通过 )，其阳极反应式为 _N2O4 2HNO3 2e =2N2O5 2H _。 已知： 2NO(g) O2(g)=2NO2(g) H1 NO(g) O3(g)=NO2(g) O2(g) H2 2NO 2(g) N2O4(g) H3 2N 2O5(g)=4NO2(g) O2(g) H4 则反应 N2O4(g) O3(g)=N2O5(g) O2(g)的 H 12 H

5、1 H2 H3 12 H4 。 (2)N2O5在一定条件下发生分解 ： 2N2O5(g)=4NO2(g) O2(g)。某温度下测得恒容密闭容器中 N2O5浓度随时间的变化如下表 ： t/min 0 1 2 3 4 5 c(N2O5)/(molL 1) 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 设反应开始时体系压强为 p0，第 2 min时体系压强为 p，则 p p0 _1.75_； 1 3 min内， O2的平均反应速率为 _0.09 mol L 1 min 1_。 (3)N2O4与 NO2之间存在反应为 N2O4 2(g)。将一定量的 N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡

6、转化率 (N2O4) 随温度变化如图乙所示。 【 精品教育资源文库 】 图乙中 a点对应温度下，已知 N2O4的起始压强 p0为 108 kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数 Kp p 22p 2O4 4 2 2O41 2O4 p040.400 21 0.400108 kPa 115 kPa (用 平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压 物质的量分数 )。 由图乙推测 N2O4 2(g)是吸热反应还是放热反应，并说明理由： _吸热反应，温度升高， (N2O4)增加，说明平衡向正反应方向移动 _。若要提高 (N2O4)，除改变反应温度外，其他措施有 _减小体系压强，移出 NO2_(要求写出两条

7、)。 对于可逆反应 N2O4 2(g)，在一定条件下 N2O4与 NO2的消耗速率与自身压强间存在关系： v(N2O4) k1 p(N2O4)， v(NO2) k2 p(NO2)2，其中， k1、 k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率 压强关系如图丙所示：一定温度下， k1、 k2与平衡常数 Kp间的关系是 k1 12k2Kp ；在图丙标出的点中，指出能表示反应达到平衡状态的点并说明理由： _B点与 D点，满足平衡条件 v(NO2) 2v(N2O4)_。 解析 (1)根据图示，阳极上 N2O4失电子发生氧化反应，转化为 N2O5。由 12 12可得目标反应，根据盖斯定律， H 12 H1

8、H2 H3 12 H4。 (2)起始时c(N2O5) 1 mol/L，第 2 min 时 c(N2O5) 0.5 mol/L，根据化学方程式可知，第 2 min时 c(NO2) (1 0.5)2 1 mol/L， c(O2) (1 0.5) 12 0.25 mol/L，则 p p0 (0.5 1 0.25)1 1.75； 1 3 min 内， v(O2) 12v(N2O5) 12 2 min 0.09 molL 1min 1。 (3) 设起始时 N2O4为 1 mol，则平衡时 N2O4为 1 (N2O4) mol， NO2为 2 (N2O4) mol，【 精品教育资源文库 】 则平衡时压强

9、为 1 (N2O4)p0，平衡时 N2O4 的物质的量分数为 1 2O41 2O4， NO2 的物质的量分数为 2 2O41 2O4，故平衡常数 Kp ? ?1 2O4 p02 2O41 2O42 1 (N2O4)p0 1 2O41 2O4 422O41 2O4 p040.400 21 0.400108 kPa 115 kPa。 由图可知，升高温度， N2O4的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应；减小压强、移出 NO2均可以使平衡正向移动， N2O4的转化率提高。 达到平衡 2v(N2O4) v(NO2)，即2k1 p(N2O4) k2 p(NO2)2， p 22p 2O

10、4 2k1k2 ，故 Kp2k1k2 ， k112k2Kp；根据图示， B点与 D点， v(NO2) 2v(N2O4)，反应达到平衡。 3消除氮氧化物污染对优化空气质量至关重要。 (1)用 CH4催化还原 NOx消除氮氧化物污染发生的反应有： CH4(g) 4NO2(g)=4NO(g) CO2(g) 2H2O(g) H 574 kJmol 1 CH4(g) 4NO(g)=2N2(g) CO2(g) 2H2O(g) H 1 160 kJmol 1 若用 0.2 mol CH4将 NO2还原为 N2，则整个过程中放出的热量为 _173.4_kJ(假设水全部以气态形式存在 )。 (2)用活性炭可处理

11、大气污染物 NO。在 2 L 密闭容器中加入 NO 和活性炭 (无杂质 )，生成气体 E和 F。当温度分别为 T1 和 T2 时，测得反应达到平衡时各物质的物质的量如表所示： 物质 n/mol T/ 活性炭 NO E F 初始 2.030 0.100 0 0 T1 2.000 0.040 0.030 0.030 T2 2.005 0.050 0.025 0.025 请结合表中数据，写出 NO与活性炭反应的化学方程式： _C 2 CO2_。 T1 时，上述反应的平衡常数的值为 _0.562 5_。如果已知 T2 T1，则该反应正反应的 H_0.01_。 (4)某课题组利用如图所示装置 ，探究 N

12、O2和 O2化合生成 N2O5形成原电池的过程。物质 Y的名称为 _五氧化二氮 _，该电池正极的电极反应式为 _O2 2N2O5 4e =4NO3 _。 解析 (1)根据盖斯定律，将题给的两个热化学方程式相加得 2CH4(g) 4NO2(g)=2CO2(g) 2N2(g) 4H2O(g) H 1 734 kJmol 1，则用 0.2 mol CH4将 NO2还原为 N2，放出热量 173.4 kJ。 (2) 根据各物质的物质的量的变化量之比等于系数之比及质量守恒，可知发生 的反应为 C 2 CO2。 T1 达到平衡时， c(NO) 0.020 molL 1， c(N2) c(CO2) 0.01

13、5 molL 1，故平衡常数 K 0.0150.0150.0202 0.562 5；根据题表中数据可知，温度由T1 升高到 T2 时，平衡逆向移动，所以 H0.01。 (4)由题意和装置图可知，物质 Y为 N2O5，正极发生还原反应，故通入 O2的一极为正极，正极的电极反应式为 O2 2N2O5 4e =4NO3 。 4目前，燃煤脱硫是科研工作者研究的重要课题之一，主要脱硫方法有以下几种。 .CO 还原法 【 精品教育资源文库 】 原理为 2CO(g) SO2 2CO2(g)，将 CO(g)和 SO2(g)按物质的量之比为 2： 1的关系充入容积为 10 L的恒容绝热密闭容器中，反应过程中

14、CO 的物质的量随时间变化如图甲所示。 (1)下列说法中可以说明可逆反应已达到平衡状态的是 _abd_(填字母 )。 a容器内压强不再变化 b容器中温度不再变化 c混合气体的平均相对分子质量不再变化 d CO的 质量分数不再变化 (2) 在 T 时反应达到平衡状态，该化学反应的平衡常数 K _64_，平衡时，保持其他条件不变，再向其中充入 CO(g)、 SO2(g)、 S(g)、 CO2(g)各 1 mol，此时 v 正 _v 逆 (填“ ”“ ” 或 “ ”) 。 甲图中 a、 b 分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中 n(CO)的变化曲线，其中表示催化剂

15、表面积较大的曲线是 _a_(填 “a” 或“b”) 。 . 氧化锌吸收法 (3)该法发生的主要反应为 ZnO(s) SO2(g)=ZnSO3(s)， 纯 ZnO的悬浮液的 pH约为 6.8，脱去 SO2的过程中，测得 pH 随时间 t的变化如图乙所示，已知硫原子总量一定的 SO23 、 HSO3 、H2SO3的混合溶液中各组分的含量与 pH 的关系如图丙所示。 充分吸收 SO2后的混合体系中硫元素的主要存在形式是 _HSO3 _。 结合图乙与图丙分析， bc 段发生的主要反应的化学方程式是 _ZnSO3 SO2H2O=Zn(HSO3)2_。 . 氢氧化钠溶液吸收法 (4)用 NaOH溶液充 分吸收 SO2得到 NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理【 精品教育资源文库 】 示意图如图丁。请写出开始时阳极反应的电极反应式： _HSO3 H2O 2e =SO24 3H _。 解析 (1)根据方程式可知该反应是一个气体分子数不变的反应。 a项，由于是恒容绝热容器，反应一定伴有热量变化，故若反应未达平衡，气体分子数不变，温度一定变化，容器中压强一定会变，则压强不变反应到达平衡，正确； b项，容器内温度不变，