届高考化学二轮复习浙江专用无机化学与化学反应原理综合专题卷.docx

1、届高考化学二轮复习浙江专用无机化学与化学反应原理综合专题卷提升训练29无机化学与化学反应原理综合(第30题)1.(2018金华十校模拟)硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的剧毒气体,在生产、生活及科研中均有重要应用。(1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离出H2,发生的反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g)H已知:H2S(g)H2(g)+S(g)H12S(g)S2(g)H2则H=(用含H1、H2的式子表示)。(2)在容积2 L的恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S的分解:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。H2S的起始物质的量均为1 mol,实验过程中测得H2S的转化

2、率如图1所示。曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。图1反应2H2S (g)2H2(g)+S2(g)是放热反应还是吸热反应?判断并说理由:。随着H2S分解温度的升高,曲线b向曲线a逐渐靠近,其原因是。在985 时,该反应经过5 s达到平衡,则该反应的平衡常数为。在图2中画出985 时,06 s体系中S2(g)浓度随时间的变化曲线。图2图3(3)工业上常用NaOH溶液吸收H2S废气,吸收后所得溶液进行电解(装置如图3所示),在阳极区可生成,写出生成的电极反应式:。2.研究NOx、CO2的吸收利用对促进低碳社会的构建和环境保护具有重要意义。

3、(1)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H1CO2(g)+3H2(g)CH3OH (l)+H2O (l)H2H2O(g)H2O(l)H3求25 、101 kPa下,2 mol CH3OH(l)完全燃烧的H=(用含H1、H2、H3的式子表示)。(2)向1 L密闭容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH (l)+H2O (l)H2已知反应的H2K(T2)时丙烯腈的物质的量随时间变化的示意图。(3)图(b)为在相同压强下,经过相同反应时间测得的丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460 ,则高于46

4、0 时,丙烯腈的产率降低,可能的原因是:有副反应发生,。(4)恒容时,若按丙烯、氨、空气的体积比117.5投料,有利于提高C3H6转化为C3H3N平衡转化率的措施有。(填字母)A.使用催化剂B.投料比不变,增加反应物的浓度C.降低反应温度D.将产物液化,及时移走产物(5)己二腈是一种重要的化工原料,是制造尼龙的中间体。工业上通过电解丙烯腈()制己二腈,H3PO4-K3PO4等作为电解质溶液,控制pH在8.59.0范围内。写出该电解反应的总化学方程式:。4.研究含氮和含硫化合物的性质在工业生产和环境保护中有重要意义。(1)制备SO3可以有如下两种途径:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=

5、-198 kJmol-1SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)H=-41.8 kJmol-1若表示CO标准燃烧热的H为-283 kJmol-1,则1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO的能量变化示意图中E2=kJmol-1。(2)锅炉烟道气含CO、SO2,可通过如下反应回收硫:2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)。某温度下在2 L恒容密闭容器中通入2 mol SO2和一定量的CO发生反应,5 min后达到平衡,生成1 mol CO2。其他条件不变时SO2的平衡转化率随反应温度的变化如图A所示,请解释其原因:。第8分钟时,保持其他条件不变,将容器体积迅

6、速压缩至1 L,在10分钟时达到平衡,CO的物质的量变化了1 mol。请在图B中画出SO2浓度从611分钟的变化曲线。(3)已知某温度下,H2SO3的电离常数为K11.510-2,K21.010-7,用NaOH溶液吸收SO2,当溶液中HS、S离子浓度相等时,溶液的pH约为。(4)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)具有强还原性,废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根,进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放,连二亚硫酸根氧化为原料循环电解。产生连二亚硫酸根的电极反应式为,连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式为。5.氯化铵、甲醇、氧化铝都是重要化合物。(1)已知:.NH4Cl(

7、s)NH3(g)+HCl(g)H=+163.9 kJmol-1.HCl(g)+CH3OH(g)CH3Cl(g)+H2O(g)H=-31.9 kJmol-1.NH4Cl(s)+CH3OH(g)NH3(g)+CH3Cl(g)+H2O(g)反应在条件下能自发反应(填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”),理由是。图1是反应使用三种不同催化剂时得到的CH3Cl的产率与温度关系的变化图。已知:催化剂用量、催化剂粒数、的值、甲醇进料速度、反应时间等测试条件都相同。图1中a曲线CH3Cl产率先增大后减小的原因是。请在图2中画出其他条件都相同时,在370 下使用三种不同催化剂至反应平衡时,CH3Cl的产率与

8、时间关系的变化曲线,并用a、b、c标出对应的曲线。(2)25 时,在某浓度的NH4Cl溶液中滴加一定量的氨水至中性,此时测得溶液中c(Cl-)=0.36 molL-1,则混合溶液中c(NH3H2O)=molL-1。(25 时,NH3H2O的Kb=1.810-5)(3)多孔Al2O3薄膜可作为催化剂载体、模板合成纳米材料等用途。现以高纯铝片作为阳极,不锈钢作为阴极,一定溶度的磷酸溶液作为电解质溶液进行电解,即可初步制取多孔Al2O3膜。请写出该制取过程的阳极电极反应式:。6.液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池。已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=92.4 kJmol-

9、12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1NH3(l)NH3(g)H=23.4 kJmol-1(1)4NH3(l)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的H=,该反应的平衡常数表达式为。(2)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)能自发进行的条件是(填“高温”或“低温”);恒温(T1)恒容时,催化分解初始浓度为c0的氨气,得氨气的转化率(NH3)随时间t变化的关系如图曲线1。如果保持其他条件不变,将反应温度提高到T2,请在图中再添加一条催化分解初始浓度也为c0的氨气过程中(NH3)t的总趋势曲线(标注2)。(3)有研究表明,在温度大于70 、催化剂及碱性溶液中

10、,可通过电解法还原氮气得到氨气,写出阴极的电极反应式:。(4)25 时,将a molL-1的氨水与b molL-1盐酸等体积混合(体积变化忽略不计),反应后溶液恰好显中性,用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数为。7.高温下用H2还原CuCl制备活性铜,反应原理如下:2Cu(s)+Cl2(g)2CuCl(s)H1=-36 kJmol-1H2(g)+2CuCl(s)2Cu(s)+2HCl(g)H2有关物质的键能数据如下表:物质H2Cl2HCl键能/(kJmol-1)436243432(1)求H2= kJmol-1。(2)经测定反应制备活性铜的反应趋势大,原因是。(3)在某温度下,反应达到平衡状态

11、,在t1时,增加压强到原来的2倍(Cu的量足够),在图中画出Cl2浓度的变化趋势线。(4)白色不溶于水的CuCl可以由电解法制得,如下图所示:装置中用的交换膜为。A.阳离子交换膜B.阴离子交换膜C.质子交换膜D.氢氧根离子交换膜阳极的电极反应式为。(5)已知CuCl可溶解于稀硝酸,写出该反应的化学方程式:。(6)根据已学知识写出制取CuCl的一种方法,用化学方程式表示:。参考答案提升训练29无机化学与化学反应原理综合(第30题)1.答案: (1)2H1+H2(2)吸热反应,H2S的平衡转化率随温度的升高而逐渐增大温度升高,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短0.044(3)xS2-2(x-1)e

12、-或S2-2e-S,(x-1)S+S2-解析: (1)由盖斯定律知,2+得2H2S(g)2H2(g)+S2(g),则H=2H1+H2。(2)根据图像,随着温度的升高,H2S的转化率增大,根据勒夏特列原理,正反应为吸热反应;温度升高,化学反应速率加快,达到平衡所用时间缩短;列三段式如下:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)起始/mol 1 0 0转化/mol 0.4 0.4 0.2平衡/mol 0.6 0.4 0.2根据化学平衡常数的表达式K=0.044;S2的物质的量随着时间增加而增大,在5s时达到平衡,此时S2的浓度为=0.1molL-1,即图像为。(3)根据图3,电极b附近产生氢气,电极

13、反应式为2H+2e-H2,电极b为阴极,电极a为阳极,阳极上产生,电极a的电极反应式为xS2-2(x-1)e-。2.答案: (1)3H1-2H2+6H3(2)低温(3)B(4)2NOx+4xe-N2+2xO2-解析: (1)将已知方程式3-2+6即得25、101kPa下,2molCH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式:2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l),则H=3H1-2H2+6H3。(2)反应的H20,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)S0,要H-TS0,H0温度越高反应速率越快,因此随着温度升高,CH3Cl的产率逐渐增大,410 之后,随

14、着温度升高,催化剂活性降低,反应速率减小,因此CH3Cl的产率逐渐减小(2)210-3(3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+解析: (1)反应的焓变H=+163.9kJmol-1+(-31.9kJmol-1)=+132kJmol-1,H0;反应属于熵增大的反应,S0,故反应在较高温度条件下能自发反应;催化剂只是增大化学反应速率,对化学平衡不影响,故在370下使用三种不同催化剂至反应平衡时,CH3Cl的产率相同,由图1可知,370下,三种催化剂反应速率由大到小的顺序为cba,故图像为。(2)氯化铵溶液中加入氨水至溶液呈中性,则c(OH-)=c(H+)=110-7molL-1,根据电荷守

15、恒得:c(Cl-)=c(N)=0.36molL-1,结合氨水的电离方程式可知:K=1.810-5,c(NH3H2O)=2.010-3molL-1。(3)电解池中,阳极为活泼金属作电极时,活泼金属放电,即Al放电生成氧化铝,结合电解质溶液为酸性配平。故阳极的电极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。6.答案: (1)-1 172.4 kJmol-1K=(2)高温(3)N2+3H2O+6e-2NH3+6OH-(4)解析: (1)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=92.4kJmol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6kJmol-1,NH3(l)NH3(g

16、)H=23.4kJmol-1,由盖斯定律:2+3+4得到反应4NH3(l)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的H=92.4kJmol-12+(-483.6kJmol-1)3+23.4kJmol-14=-1172.4kJmol-1;根据化学平衡常数的含义,该反应的平衡常数表达式为K=。(2)已知2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=92.4kJmol-1,反应后气体的物质的量增大,则S0,而且H0,若要使H-TS0,则需在较高温度下,所以2NH3(g)N2(g)+3H2(g)能自发进行的条件是高温;将反应温度提高到T2,反应速率加快,到达平衡所用时间缩短,氨气的分解反应为吸热反应,升

17、高温度,平衡正向移动,氨气的转化率增大,则T2温度时分解初始浓度为c0的氨气过程中(NH3)t的总趋势曲线为。(3)根据题意,电解法还原氮气得到氨气,阴极是氮气,得电子发生还原反应生成氨气,1mol氮气得6mol电子,利用OH-平衡电荷,然后用原子守恒配平,则电极反应式为N2+3H2O+6e-2NH3+6OH-。(4)将amolL-1的氨水与bmolL-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,则溶液中c(H-)=c(OH-)=110-7molL-1,根据电荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),溶液中c(N)=c(Cl-)=molL-1,反应前c(NH3H2O)=molL-1,

18、则反应后c(NH3H2O)=molL-1,Kb=。7.答案: (1)-149(2)反应H0,是自发反应(3)(平衡线与原平衡线相平)(4)ACu+Cl-e-CuCl(5)6CuCl+8HNO33Cu(NO3)2+3CuCl2+2NO+4H2O(6)CuCl2+Cu2CuCl(其他合理答案也可)解析: (1)由表格中数据可以求解H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=436kJmol-1+243kJmol-1-2432kJmol-1-185kJmol-1。根据盖斯定律,H2=H-H1=-185kJmol-1-(-36kJmol-1)=-149kJmol-1。(2)由于该反应H20,所以反应能够

19、自发进行。(3)对于反应,压强增加到原来两倍的瞬间,Cl2的浓度增大到原来的两倍,随后平衡正向移动并最终建立新的平衡。平衡常数K=,温度不变时,K为定值,因此最终Cl2的浓度与原平衡相等。(4)由电解装置图可知,阳极Cu失去电子生成CuCl,反应原理为Cu+Cl-e-CuCl,电解过程中Cl-不断消耗。阴极Cu没有参加反应,溶液中H+得到电子生成H2,反应原理为2H+e-H2,H+来源于水的电离,电解过程中OH-浓度不断增大。如果采用阳离子交换膜,Na+向阴极迁移,维持两个装置电荷平衡,A正确;如果采用阴离子交换膜,OH-向阳极迁移,这样会导致CuCl中混入杂质,B错误;由于溶液中H+很少,质子交换膜基本不起作用,C错误;采用氢氧根离子交换膜时,阴极生成的OH-进入阳极会导致CuCl中混入杂质,D错误,所以选A。(5)CuCl与稀硝酸反应时,+1价Cu被氧化得到Cu(NO3)2,HNO3被还原生成NO。(6)CuCl2被Cu还原可以得到CuCl。