化学总复习9检测与评估.docx

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化学总复习9检测与评估

专题七　化学反应速率、化学平衡及化学反应与能量的综合应用

非选择题

1.（2013·南通二模）在高温高压下CO具有极高的化学活性，能与多种单质或化合物反应。

（1）若在恒温恒容的容器内进行反应：

C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有　　　　（填字母）。

a.容器内的压强保持不变b.容器中H2的浓度与CO的浓度相等

c.容器中混合气体的密度保持不变d.CO的生成速率与H2的生成速率相等

（2）CO

空气燃料电池中使用的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-。

该电池负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。

（3）一定条件下，CO与H2可合成甲烷，反应的化学方程式为CO（g）+3H2（g）

CH4（g）+H2O（g）。

①一定条件下，该反应能够自发进行的原因是　　　　　　　。

②已知H2（g）、CO（g）和CH4（g）的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1、283.0kJ·mol-1和890.0kJ·mol-1。

写出CO与H2反应生成CH4和CO2的热化学方程式：

　。

（4）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，反应的热化学方程式如下：

CH3OH（g）+CO（g）

HCOOCH3（g）　ΔH=-29.1kJ·mol-1

科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是　　　　　。

②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是　。

2.（2013·南师附中等五校联考）尿素（H2NCONH2）是一种非常重要的高氮化肥，在工农业生产中有着非常重要的地位。

（1）工业上合成尿素的反应如下：

2NH3（l）+CO2（g）

H2O（l）+H2NCONH2（l）　ΔH=-103.7kJ·mol-1

下列措施中有利于提高尿素产率的是　　　　（填字母）。

A.采用高温　　　　B.采用高压　　　　C.寻找更高效的催化剂

（2）合成尿素的反应在进行时分为如下两步：

第一步：

2NH3（l）+CO2（g）

H2NCOONH4（氨基甲酸铵）（l）　　　ΔH1

第二步：

H2NCOONH4（l）

H2O（l）+H2NCONH2（l）　　　　　　ΔH2

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5L的密闭容器中投入4mol氨气和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如图1所示。

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第　　　　步反应决定，总反应进行到　　　　min时达到平衡。

②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图2所示，则ΔH2　　　　（填“>”、“<”或“=”）0。

图1图2

③已知：

N2（g）+O2（g）

2NO（g）　　　ΔH=+180.6kJ·mol-1

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）　ΔH=-92.4kJ·mol-1

2H2（g）+O2（g）

2H2O（g）　ΔH=-483.6kJ·mol-1

则4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）

4N2（g）+6H2O（g）

ΔH=　　　　kJ·mol-1。

（3）尿素燃料电池结构如图3所示。

其工作时负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

图3

3.（2013·徐州质检）火箭升空需要高能燃料，经常是用肼（N2H4）作为燃料，N2O4作氧化剂。

（1）已知：

N2（g）+2O2（g）

2NO2（g）　　　　　　　　　　ΔH=+67.7kJ·mol-1

N2H4（g）+O2（g）

N2（g）+2H2O（g）ΔH=-534.0kJ·mol-1

2NO2（g）

N2O4（g）ΔH=-52.7kJ·mol-1

请写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）一定条件下，在2L密闭容器中起始时投入2molNH3和4molO2，发生反应：

4NH3（g）+5O2（g）

4NO（g）+6H2O（g）　ΔH<0。

测得平衡时的数据如下表。

有关物质的物质的量/mol

n（NO）

n（H2O）

T1

1.6

2.4

T2

1.2

1.8

①在T1时，若经过10min反应达到平衡，则10min内反应的平均速率v（NH3）=　。

②T1和T2的大小关系是T1　　　　　　（填“>”、“<”或“=”）T2。

（3）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。

某种电化学装置可实现如下转化：

2CO2

2CO+O2，CO可用作燃料。

已知该装置的阳极反应式为4OH--4e-

O2↑+2H2O，则阴极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。

有人提出，可以设计反应：

2CO

2C+O2（ΔH>0）来消除CO的污染，请你判断该反应是否能自发进行并说明理由：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

4.（2013·盐城二模）铅及其化合物在工业生产及日常生活中都具有非常广泛的用途。

（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下：

2PbS（s）+3O2（g）

2PbO（s）+2SO2（g）　　　　ΔH=akJ·mol-1

PbS（s）+2PbO（s）

3Pb（s）+SO2（g）ΔH=bkJ·mol-1

PbS（s）+PbSO4（s）

2Pb（s）+2SO2（g）ΔH=ckJ·mol-1

则3PbS（s）+6O2（g）

3PbSO4（s）　ΔH=　　　　　　kJ·mol-1（用含a、b、c的代数式表示）。

（2）还原法炼铅，包含反应：

PbO（s）+CO（g）

Pb（s）+CO2（g）　ΔH，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表。

温度/℃

300

727

1227

lgK

6.17

2.87

1.24

①该还原反应的ΔH　　　　（填“<”、“>”或“=”）0。

②当lgK=1且起始时只通入CO（PbO足量），达平衡时，混合气体中CO的体积分数为　　　　。

（3）引爆导弹、核武器的工作电源通常是Ca/PbSO4热电池，其装置如右图所示，该电池正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）铅易造成环境污染，水溶液中铅的存在形式主要有6种，它们与pH关系如图1所示;含铅废水用活性炭进行处理，铅的去除率与pH关系如图2所示。

图1图2

①常温下，pH=67时，铅形态间转化的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。

②用活性炭处理，铅的去除率较高时，铅主要应该处于　　　　（填铅的一种形态的化学式）形态。

5.（2013·南京、盐城一模）多晶硅是太阳能光伏产业的重要原料。

（1）由石英砂可制取粗硅，其相关反应的热化学方程式如下：

SiO2（s）+C（s）

SiO（s）+CO（g）　　　ΔH=akJ·mol-1

2SiO（s）

Si（s）+SiO2（s）ΔH=bkJ·mol-1

则SiO2（s）+2C（s）

Si（s）+2CO（g）的ΔH=　　　　kJ·mol-1（用含a、b的代数式表示）。

（2）粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl制得SiHCl3，经提纯后再用H2还原：

SiHCl3（g）+H2（g）

Si（s）+3HCl（g）。

不同温度及不同

时，反应物X的平衡转化率关系如图1。

①X是　　　　（填“H2”或“SiHCl3”）。

②上述反应的平衡常数K（1150℃）　　　　（填“>”、“<”或“=”）K（950℃）。

图1图2

（3）SiH4（硅烷）法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。

用粗硅作原料，熔盐电解法制取硅烷原理如图2，电解时阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

6.（2012·南方凤凰台百校大联考）钢铁生产中的尾气易造成环境污染，清洁生产工艺可消减污染源并充分利用资源。

已知：

①3Fe2O3（s）+CO（g）

2Fe3O4（s）+CO2（g）　　　　ΔH1=-47kJ·mol-1

②Fe2O3（s）+3CO（g）

2Fe（s）+3CO2（g）ΔH2=-25kJ·mol-1

③Fe3O4（s）+CO（g）

3FeO（s）+CO2（g）ΔH3=+19kJ·mol-1

（1）试计算反应：

FeO（s）+CO（g）

Fe（s）+CO2（g）的ΔH=　　　　。

已知1092℃时该反应的平衡常数为0.357，则1200℃时该反应的平衡常数　　　　（填“>”、“=”或“<”）0.357。

在1L的密闭容器中，投入7.2gFeO和0.1molCO加热到1092℃时并保持该温度，反应达平衡后，气相中CO气体所占的体积分数为　　　　　　　。

（2）炼钢尾气净化后，可直接作熔融碳酸盐燃料电池（工作原理如右图）的燃料，则负极的电极反应式为　。

7.（2012·扬泰南苏中三市二模）乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理如下：

2CO（g）+4H2（g）

CH3CH2OH（g）+H2O（g）　　　ΔH=-256.1kJ·mol-1

已知：

H2O（l）

H2O（g）　　　　　　　　ΔH=+44kJ·mol-1

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）ΔH=-41.2kJ·mol-1

（1）以CO2（g）与H2（g）为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：

2CO2（g）+6H2（g）

CH3CH2OH（g）+3H2O（l）　ΔH=　　　　　　　　。

（2）CH4和H2O（g）在催化剂表面发生反应：

CH4+H2O

CO+3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表。

温度/℃

800

1000

1200

1400

平衡常数

0.45

1.92

276.5

1771.5

①该反应是　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。

②T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1molH2O（g），平衡时c（CH4）=0.5mol·L-1，该温度下反应CH4+H2O

CO+3H2的平衡常数K=　　　　。

（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。

某研究小组在实验室以Ag

ZSM

5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化的情况如右图。

若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为　　　　　　　　　　　;在

=1的条件下，应控制的最佳温度在　　　　左右。

（4）乙醇

空气燃料电池中使用的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子。

该电池负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。