全国各省市模拟试题汇编9化学反应原理.docx
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全国各省市模拟试题汇编9化学反应原理
专题九化学反应原理
1.钼（Mo）是一种难熔稀有金属，我国的钼储量居世界第二。
钼及其合金在冶金，农业、电器、化工、环保等方面有着广泛的应用。
（l）Mo可被发烟硝酸氧化，产物MoOF4 和MoO2F2物质的量比为1:
1，完成下列方程式:
Mo+HF+HNO3=MoO2F2+MoOF4+NO2↑+
（2）己知:
①2Mo（s）+3O2（g）=2MoO3（s）ΔH1
②MoS2（s）+2O2（g）=Mo（s）+2SO2（g）ΔH2
③2MoS2（s）+7O2（g）=2MoO3（s）+4SO2（g）ΔH3
则ΔH3=（用含ΔH1、ΔH2的代数式表示），在反应③中若有0.2molMoS2参加反应，则转移电子mol。
（3）密闭容器中用Na2CO3（s）作固硫剂，同时用一定量的氢气还原钼矿（MoS2）原理是:
MoS2（s）+4H2（g）+2Na2CO3（s）=Mo（s）+2CO（g）+4H2O（g）+2Na2S（s）ΔH
实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示
①由图可知，该反应的ΔH0 （填“>”或“<”）。
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达平衡，下列说法错误的是（选填编号）。
A.V正（H2）=V逆（H2O）
B.再加入MoS2，则H2转化率增大
C.容器内气体的密度不变时，一定达平衡状态
D.容器内压强不变时，一定达平衡状态
③由图可知M点时氢气的平衡转化率为（计算结果保留0.1%） 。
④平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压=气体总压×物质的量分数。
求图中M点的平衡常数KP=（MPa）2
2.Ⅰ：
Mo基催化剂的耐硫甲烷化反应会涉及WGS或者RWGS反应，主要反应式如下：
（1）CO和CO2甲烷化：
CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g）ΔH1=-206.2kJ/mol
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）ΔH2=-165.0kJ/mol
写出CO与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式。
（2）CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）ΔH
（3）现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。
，
①该反应的ΔH0（选填“<”、“>”或“=”）。
②在500℃条件下达平衡时CO的转化率为。
③计算在300℃条件下达平衡时K=。
④将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有。
Ⅱ：
某电解装置如图所示，X、Y均为惰性电极：
（4）若a溶液为滴有酚酞试液的NaNO3溶液，通电一段时间后X电极及周围溶液的现象是：
，Y电极的电极反应式为。
（5）若a溶液为饱和CuCl2溶液，当电路中有0.2mol的电子通过时，阴、阳两电极的质量之差是
g。
3.采用科学技术减少氮氧化物、SO2等物质的排放，可促进社会主义生态文明建设。
（1）采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气（含CO2、SO2、NO）可获得含CaCO3、CaSO4、Ca（NO2）2的副产品，工业流程如图1所示。
图1图2
①反应釜Ⅰ采用“气 液逆流”接触吸收法（如图2），其优点是。
②反应釜Ⅱ中CaSO3转化为CaSO4的化学反应方程式为。
图3
（2）为研究“CO还原SO2”的新技术，在反应器中加入0.10molSO2，改变加入CO的物质的量，反应后体系中产物随CO的变化如图3所示。
其中产物Y的化学式是。
（3）O2/CO2燃烧技术是指化石燃料在O2和CO2的混合气体中燃烧，通过该燃烧技术可收集到高纯度的CO2。
①与在空气中燃烧相比，利用O2/CO2燃烧技术时，烟气中NOx的排放量明显降低，其主要原因是。
②利用太阳能可实现反应：
2CO2（g）===2CO（g）+O2（g），该反应能自发进行的原因是。
图4
③700℃时，以Ni MgO/γ Al2O3作催化剂，向2L密闭容器中通入CO2和CH4各3mol，发生反应：
CO2（g）+CH4（g）
2CO（g）+2H2（g）。
当反应达平衡时测得CO的体积分数为40%，则CO2的转化率为。
④CO2在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料—甲酸。
其工作原理如图4所示，写出生成甲酸的电极反应式：
。
4.废水废气对自然环境有严重的破坏作用，大气和水污染治理刻不容缓。
（1）某化工厂产生的废水中含有Fe2+、Mn2+等金属离子，可用过硫酸铵[（NH4）2S2O8]氧化除去。
①过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2的离子方程式为。
②温度与Fe2+、Mn2+氧化程度之间的关系如图1所示：
图1
实验过程中应将温度控制在。
Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子，常加入活性炭处理，加入活性炭的目的为。
③H2O2也有较强氧化性，在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是。
（2）利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中NO、NO2，其反应机理如图2所示。
A包含物质的化学式为N2和。
图2图3
（3）工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收，反应过程中溶液组成变化如图3所示。
①吸收初期（图中A点以前）反应的化学方程式为。
②C点高于B点的原因是。
5.碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用，如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理，实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应：
CO2（g）+4H2（g）
CH4（g）+2H2O（g）；
水电解反应：
2H2O
（1）
2H2（g）+O2（g）。
（1）将原料气按n（CO2）:
n（H2）=1：
4置于密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O（g）的物质的量分数与温度的关系如图所示（虚线表示平衡曲线）。
①该反应的平衡常数K随温度降低而（填“增大”或“减小”）。
②在密闭恒温（高于100℃）恒容装置中进行该反应，下列能说明达到平衡状态的是。
A．混合气体密度不再改变B．混合气体压强不再改变
C．混合气体平均摩尔质量不再改变D.n（CO2）:
n（H2）=1:
2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算表达式为。
（不必化简，用平衡分，压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）
（2）Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高CO2转化率的是（填标号）。
A．适当减压B．合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热，后段冷却D.提高原料气中CO2所占比例
（3）一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2（g）+4H2（g）
C（s）+2H2O（g）代替Sabatier反应。
①已知CO2（g）、H2O（g）的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol，Bosch反应的△H=kJ/mol。
（生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热）
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是。
若使用催化剂，则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是。
6.缓冲和供氧是维持人体正常生理活动的两个重要平衡系统，回答下列问题：
Ⅰ.人体血液中存在平衡：
H2CO3（aq）
H+（aq）+HCO3-（aq）△H，该平衡可使血液的pH维持在一定范围内。
（1）已知：
CO2（g）
CO2（aq）△H1=akJ•mol-1；
CO2（aq）+H2O（l）
H2CO3（aq）△H2=bkJ•mol-1；
HCO3-（aq）
H+（aq）+CO32-（aq）△H3=ckJ•mol-1；
CO2（g）+H2O（l）
2H+（aq）+CO32-（aq）△H4=dkJ•mol-1。
则上述电离方程式中△H=（用含a、b、c、d的代数式表示）。
（2）若某人血液中c（HCO3-）：
c（H2CO3）=20：
1，pKa1（H2CO3）=6.1，则该人血液的,pH升高，则
=
（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）当有少量酸性物质进入血液后，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象：
。
Ⅱ.肌细胞石储存氧气和分配氧气时存在如下平衡：
Mb（aq）+O2（g）
MbO2（aq）。
肌红蛋白氧合肌红蛋白
（4）经测定动物体温升高，氧气的结合度[α（MbO2），氧合肌红蛋白的浓度占肌红蛋白初始浓度的百分数]降低，则该反应的△H（填“>”或“<”）0。
（5）温度为37℃时，氧气的结合度[α（MbO2）与氧气的平衡分压[p（O2）]关系如下图所示：
①利用R点所示数据，计算37℃时该反应的平衡常数K=（氧气的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替求算）。
②已知37℃时，该反应的正反应速率v（正）=k1c（Mb）×ρ（O2），逆反应速率v（逆）=k2c（MbO2），若k2=60s-1，则k1=。
7.I.硫和氮的氧化物直接排放会引发严重的环境问题，请回答下列问题：
（1）下列环境问题主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引发的是。
A.全球变暖B.酸雨C.水体富营养化（水华）D.白色污染
（2）SO2的排放主要来自于煤的燃烧。
常用石灰石脱硫，其产物可以做建筑材料。
已知：
CaCO3（s）=CO2（g）+CaO（s）△H=+178.2kJ/mol
SO2（g）+CaO（s）=CaSO3（s）△H=-402kJ/mol
2CaSO3（s）+O2（g ）=2CaSO4（s）△H=-234.2kJ/mol
写出石灰石脱硫的热化学反应方程式。
Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2 和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：
反应a：
C（s）+2NO（g）
N2（g）+CO2（g）△H=-34.0kJ/mol
反应b：
2C（s）+2NO2（g）
N2（g）+2CO2（g）△H=-64.2kJ/mol
（3）对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：
时间（min）
浓度（mol·L-1）
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
n2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①0~10min内，NO的平均反应速率v（NO）=，当升高反应温度，该反应的平衡常数K（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是
（填字母）。
a.加入一定量的活性炭b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积d.加入合适的催化剂
（4）某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C 和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图
请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因
；在1100kPa时，NO2的体积分数为。
（5）用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作Kp）；在T2℃、1.1×105Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=（计算表达式表示）；已知：
气体分压（p分）=气体总压（p总）×体积分数。
（6）
8.2017年5月，中国对“可燃冰”试采成功。
“可燃冰”是天然气水合物，被称为未来新能源。
回答下列问题：
（1）用Cu2Al2O4作催化剂制备乙酸
已知：
CO2（g）+CH4（g）
CH3COOH（g）△H=akJ/mol，各物质相对能量大小如图。
①a=。
②反应物的活化分子浓度大小：
过程I过程Ⅱ（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）甲烷超干催化重整（DRM）制备CO
在Ni、CaO及Fe3O4的共同催化作用下，可以获得极高浓度的CO，其机理如下：
第①步：
Ni基催化
第②步：
Fe的还原
第③步：
CO2的捕获
第④步：
CO2的释放与还原
设计第②步与第③步反应有利于实现氢物种与的彻底分离，从勒夏特列原理的角度看，这也有利于；过程①中，当投料比
=时，才能保持催化剂组成不变。
（3）甲烷催化重整与压强的关系
已知：
CH4（g）+CO2（g）
2CO（g）+2H2（g），现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器，均已充入1molCH4（g）和1molCO2（g），三个容器的反应压强分别为P1atm、P2atm、P3atm，在其他条件相同的情况下，反应均进行到tmin时，CO2的平衡体积分数φ（CO2）如下左图，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是（填编号）；求该温度条件下反应的平衡常数Kp=（计算表达式）。
【已知：
Kp是用分压力代替各物质的浓度计算的平衡常数，任一组分B的分压p（B）等于总压p乘以它的体积分数y（B）】
（4）甲烷用于燃料电池
已知：
甲烷电池的工作原理如上有图，则负极反应方程式为；当A极消耗标况下44.8LCH4时，理论上B极转移电子的物质的量为mol。
9.
氮及氮的化合物在生产生活中有着重要的用途，NH3、HNQ3等是重要化工产品。
（1）合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料来制取的。
其主要反应是：
①2C+O2→2CO
②C+H2O（g）→CO+H2
③CO+H2O（g）→CO2+H2
某次生产中将焦炭、H2O（g）和空气（设空气中N2和O2的体积比为4:
1，下同）混合反应，所得气体产物经分析，组成如下表：
表中x＝m3，实际消耗了kg焦炭。
气体
CO
N2
CO2
H2
O2
体积（m3）（标准状况）
x
20
12
60
1.0
（2）一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
2CO（g）+SO2（g）
2CO2（g）+S
（1）ΔH<0。
若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应在不同条件下进行上述反应，反应体系总压强随时间的变化如图所示
①与实验a相比，c组改变的实验条件可能是。
②用P0表示开始时总压强，P表示平衡时总压强，.用α表示SO2的平衡转化率，则α表达式为。
（3）已知N2O4
2NO2，N2O4与NO2共存的温度是264-413K,低于溶点264K时，全部为无色的N2O4晶体，达到264K时N2O4开始分解，沸点294K时成为红棕色的混合气体，温度高与413K时，气体又变为无色。
（2NO2
2NO+O2）。
在1L的密闭容器中发生反应N2O4
2NO2达到平衡状态。
①若此时为标准状态下（273K、101KPa），再向其中加入4.6g纯的NO2，则达到平衡时混合物的颜色（和原平衡状态比，填选项字母，下同）
A.增大（加深）B.减小（变浅）C.不变D.不能确定
②若此时为25℃，101KPa下，再向其中加入4.6g纯的NO2，则达到平衡时混合物的颜色，混合物中NO2的体积分数。
（4）查阅资料可知：
常温下，Ksp[Ag（NH3）2-]=1.00×107。
Ksp[AgC1]=2.50×10-10.
①银氨溶液中存在平衡：
Ag+（aq）+2NH3（aq）
Ag（NH3）2+（aq），该反应平衡常数的表达式为K稳=；
②计算得到可逆反应AgCl（s）+2NH3（aq）
Ag（NH3）2+（aq）+Cl－（aq）的化学平衡常数K=，1L1mol/L氨水中最多可以溶解AgClmol（保留2位有效数字）
10.
甲醇是一种重要的有机化工原料，C02与H2在催化剂CZZA（普通铜基催化剂）作用下合成甲醇，相关反应如下：
反应ⅠCO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-49.2kJ·mol-1
反应ⅡCO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）△H2
已知：
①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H20（g）=H20（l）△H3=-44.0kJ·mol-1
请回答：
（1）反应Ⅱ的△H2=kJ·mol-1。
（2）研究表明：
在其他条件相同的情况下，将催化剂CZZA换成新型催化剂（CZZA/rGO），可以显著提高甲醇的选择性，试用过渡态理论解释其原因：
。
（3）以CZZA/rGO为催化剂，在一定条件下，将物质的量之比为1:
3（总量为amol）的C02与H2通入恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率（甲醇的选择率：
转化的C02中生成甲醇的物质的量分数）随温度的变化趋势如下图1所示：
图1图2
①在553K时，反应体系内甲醇的物质的量为mol。
②随着温度的升高，C02的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因：
。
（4）将CO2与H2按物质的量之比为1:
3通入恒温恒容密闭容器中，控制条件，使其仅仅按反应Ⅰ进行，得到甲醇的体积分数与时间的关系如上图2所示。
保持其它条件不变，t1时再向容器中加入一定量物质的量之比为1:
3的CO2与H2混合气，t2时再次达到平衡，请在图2中画出t1～t3时间内甲醇体积分数随时间的变化曲线。
（5）在催化剂作用下，以NaOH溶液为电解液，将甲烷气体通入石墨复合电极，电解产生甲醇。
写出阳极反应的电极反应式。
（6）
11.CO（NH2）2（尿素）在制备氢气，碳酸二甲酯及烟气脱硫、脱硝等方面有着广泛的应用。
回答下列问题：
（1）电解尿素的碱性溶液制备氢气的装置如右图所示，a极是；通电时,阴极周围溶液的pH（填“增大”或“减小”）；阳极的电极反应式为。
（2）尿素合成碳酸二甲酯的相关反应及平衡常数的对数值与温度的关系如下：
（Ⅰ）2CH3OH（l）+CO（NH2）2
（1）
CH3OCOOCH3（l）+2NH3（g）△H1
（Ⅱ）CH3OH（l）+CO（NH2）2（l）
CH3OCONH2（l）+NH3（g） △H2
（Ⅲ）CH3OCONH2（l）+CH3OH（l）
CH3OCOOCH3（l）+NH3（g） △H3
①△H1=（用△H2和△H3表示）;平衡常数的对数lnK（Ⅰ）=[用lnK（Ⅱ）和lnK（Ⅲ）表示]。
②对于反应（Ⅱ）,升高温度，化学平衡向（“正”或“逆”）反应方向移动。
③为提高CH3OCOOCH3的产率,可采取的措施有（列举2点）。
（3）尿素中添加NaClO2所得混合溶液可用于烟气脱硫、脱硝。
用含NO和SO2的混合烟气进行实验。
混合液中NaClO2的质量分数与NO和SO2的脱除率关系如图所示。
①含SO2的烟气（含O2）通过尿素溶液得到的盐为；NO2与尿素溶液反应。
生成N2和另外两种氧化物，写出该反应的化学方程式：
。
②若用纯尿素溶液，则NO的脱除率仅约为15%,说明NaClO2的作用是。
③SO2的脱除率总是比NO的大,其原因是（列举2点）。
12.
游离态碳在自然界存在形式有多种，在工业上有着重要用途。
请回答下列问题：
（1）我国四大发明之一的黑火药由木炭与硫黄、硝酸钾按一定比例混合而成。
黑火药爆炸时生成硫化钾、氮气和二氧化碳。
其爆炸的化学方程式为。
（2）高级碳粉可由烃类高温分解而制得，已知几个反应的热化学方程式：
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O
（1）△H2=-571.6kJ•mol-1
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O
（1）△H3=-890.3kJ•mol-1
则由天然气生产高级碳粉的热化学方程式为。
（3）活性炭可以用来净化气体和液体。
①用活性炭还原氮氧化物，可防止空气污染。
向1L闭容器加入一定量的活性炭和NO，某温度下发生反应C（s）+2NO（g）
N2（g）+CO2（g），测得不同时间内各物质的物质的量如下表：
时间/min
物质的量/mol
NO
N2
CO2
0
0.200
0
0
10
0.116
0.042
0.042
20
0.080
0.060
0.060
30
0.080
0.060
0.060
此温度下，该反应的平衡常数K=（保留两位小数）。
10-20min内，NO的平均反应速率为；若30min后升高温度，达到新平衡时，容器中c（NO）∶c（N2）∶c（CO2）=2∶1∶1，则该反应的ΔH=0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②活性炭和铁屑混合可用于处理水中污染物。
在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率，结果如图所示。
当混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是；当混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是。
13.中国首台静默移动发已站MFC30正式问世，MFC30是基于甲醇重整制氢燃料电池发电技术。
已知甲醇制氢方式主要有以下三种：
方法Ⅰ甲醇水蒸气重整制氢：
CH3OH（g）+H2O（g）
CO2（g）+3H2（g）ΔH1=+49.4kJ/mol
方法Ⅱ甲醇氧化亘整制氡:
CH3OH（g）+
O2（g）
CO2（g）+2H2（g）ΔH2=-192.4kJ/mol
方法Ⅲ甲醇分解制氢：
CH3OH（g）
CO（g）+2H2（g）ΔH3
（1）已知CO的燃烧热△H=-283.0kJ/mol，清结合方法Ⅱ的热化学方程式计算△H3=，该反应在条件（“高温”，“低温”或“任意温度”）下自发进行。
（2）实验室模拟方法Ⅰ制氢，当合成气组成n（CH3OH）∶n（H2O）=1∶1时，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图甲所示。
①温度为250℃、压强为P2时，反应达平衡时H2的体积分数为；
②图中的压强由小到大的顺序是，理由是。
（3）方法Ⅲ制H2的能量变化曲线如图乙所示。
图中由曲线a变化到曲线b应采取的措施是。
恒温恒容时，下死选项能说明该反应达到平衡状态的是。
a.v正（CO）=2v逆（H2）b.体系的平均摩尔质量不再改变
c.H2的浓度保持不变d.△H不再改变
（4）甲醇会对水质造成一定的污染，有一种电化学方法可以消除这种污染，原理是在通电的条件下将酸性溶液中的Co2+'氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。
请写出Co3+去除甲醇的离子方程式。
（5）MFC30燃料电池是以氢气为燃料、熔融Li2CO3与K2CO3混合物为电解质的高温型燃料电池，其负板的电极反应式为。
14.
燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2，PM2.5（可入肺颗粒物），冬季空气污染严重也跟冬季燃煤密切相关。
SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
（1）PM2.5是指大
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