1、化学反应原理强化突破(一)1(2019杭州学军中学选考模拟).大气中CO2含量的增多会导致地球表面温度升高及海洋生态环境改变。已知：CO2(g)CaO(s)CaCO3(s)(1)某研究小组在实验室探究不同温度对CaO吸收CO2效率的影响。在体积相同的密闭容器中，均充入一定量的生石灰和足量CO2，在不同温度下，保持其他初始实验条件不变，发现如上平衡分别在t s时测定CO2的浓度(mol/L)如图。该反应在_条件下能自发进行。A较高温度B较低温度C任何温度D任何温度下均不能A、B、C、D、E五点中，达到化学平衡状态的点是_。(2)在恒定温度下，一个体积固定为1 L的容器中加入20 g CaO和一定
2、量的CO2气体，在10 min达平衡的过程中CO2浓度变化如下图所示，为提高CO2的吸收率，下列可以采取的措施有_。A缩小反应容器的容积B升高温度C平衡体系中及时分离出部分CaCO3D使用合适的催化剂若保持平衡时的温度不变，15 min时将体积迅速增大至2 L，在20 min时重新达到平衡，请在上图中补充体积变化后CO2浓度变化示意图。.在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(g)nB(g)pC(g)，在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表。压强p/Pa210551051106c(A)/(mol/L)0.080.200.44(3)当压强为1106 Pa时，此反应的平衡常
3、数表达式：_。.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是该方法处理污水的实验装置示意图，实验过程中，污水的pH始终保持在5.06.0之间。接通电源后，阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而除去，起到浮选净化作用；阳极产生的沉淀具有吸附性，吸附污物而沉积，起到凝聚净化作用。(4)阳极区生成沉淀的总电极反应式为_。解析：.(1)根据图像，T3时达到平衡，升高温度后，CO2的浓度增大，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，H0，该反应的S0，要使得GHTS0，需要在较低温度才行；A、B是建立平衡的过程中的点，C、D、E是达到化学平衡状态的点。(2)A.缩小反应容器的容积，平衡正向移动，CO2
4、的吸收率增大，故A正确；B.升高温度，平衡逆向移动，CO2的吸收率减小，故B错误；C.平衡体系中及时分离出部分CaCO3，碳酸钙为固体，平衡不移动，CO2的吸收率不变，故C错误；D.使用合适的催化剂，平衡不移动，CO2的吸收率不变，故D错误。若保持平衡时的温度不变，15 min时将体积迅速增大至2 L，二氧化碳浓度减小，平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数不变，最终二氧化碳浓度又增大至与原平衡相等，图像为。.(3)根据表格数据，压强由2105 Pa增大到5105 Pa，c(A)的浓度变成原来的2.5倍，又因为2.5，说明平衡未发生移动，即mnp，但当压强由5105 Pa增大到1106 Pa时，c
5、(A)的浓度变成原来的2.2倍2，说明平衡逆向移动，即B变成了非气态，因此当压强为1106 Pa时，此反应的平衡常数表达式K。.(4)根据题意，电解池的阳极材料为Fe，阴极材料为Al，金属做阳极时，电极称为活性电极，由于金属失电子能力强于溶液中的阳离子，所以阳极上是活性电极自身先失去电子，电解池的阳极放电顺序是活性电极AgHg2Fe3Cu2H等，因此阳极的电极反应有两个，分别是Fe2e=Fe2和2H2O4e=4HO2，生成的Fe2进入溶液中生成Fe(OH)2，Fe(OH)2易被氧气氧化，反应为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，因此阳极区生成沉淀的总电极反应式为Fe3e3H2O=F
6、e(OH)33H。答案：.(1)BC、D、E(2)A .(3)K.(4)Fe3e3H2O=2Fe(OH)33H2(2019温州选考模拟)研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一。 (1)利用NH3的还原性可消除NOx的污染，其总反应为4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H。NH3被氧化过程中分别发生下列反应： 4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H2 则总反应的H_(用H1、H2表示)。(2)汽车内燃机工作时产生NO和CO等污染性气体，在汽车尾气排气管口加装催化剂可减少污染，发生反应：2NO(g)2
7、CO(g)N2(g)2CO2(g)H0。现模拟这个反应，在恒温恒容下，向2 L密闭容器中充入NO、CO各0.4 mol进行反应，测得NO的物质的量变化如图所示，5 min末达到平衡，该反应的平衡常数K_。第6 min继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，请在下图中画出610 min末NO的物质的量随时间的变化曲线。(3)电化学催化净化NO是一种新颖的脱硝方法。原理如图所示，固体电解质起到传导O2的作用。则通入NO的电极反应式为_。(4)某金属M单质在浓硫酸中钝化，M的最高价氧化物对应的水化物既能溶于酸又能溶于碱。M单质粉末在一定条件下
8、也能与NOx发生反应，生成无污染物质。写出M单质粉末与NOx反应的化学方程式：_。已知常温下电离常数：CH3COOHKa1.8105；H2CO3Ka14.3107Ka25.61011。实验编号甲乙丙0.1 molL1M的硫酸盐溶液20 mL20 mL20 mL加入5 mL 0.1 molL1盐溶液CH3COONaNH4ClNaHCO3混合后，甲、乙、丙中M离子浓度关系为_。A甲乙丙B乙甲丙C丙甲乙D乙丙甲解析：(1)将H1、H2对应的热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由2可得总反应的热化学方程式，故H2H2H1。(2)容器体积为2 L，NO、CO的初始浓度均为0.2 molL1。由题图知
9、达到平衡状态时，n(NO)0.2 mol，则c平(NO)0.1 molL1。根据反应可求得：c平(CO)0.1 molL1，c平(N2)0.05 molL1，c平(CO2)0.1 molL1，故平衡常数K5。第6 min继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，此时c(NO)0.2 molL1，c(CO)0.2 molL1，c(N2)0.2 molL1，c(CO2)0.2 molL1，则浓度商Qc5K，故平衡不发生移动，变化曲线应为一条直线，且第6 min时n(NO)0.4 mol。(3)由题图可知，阳极产物为氧气，阴极产物为N2，且固体
10、电解质可传导O2，故通入NO的电极反应式为2NO4e=N22O2。(4)由题意可知，金属M单质应为Al，与NOx反应生成的无污染产物为N2和Al2O3，则反应的化学方程式为4xAl6NOx3N22xAl2O3。CH3COO、HCO促进Al3水解，使其浓度降低，而NH抑制Al3水解，使其浓度增大，根据电离常数知，酸性：CH3COOHH2CO3，故HCO的促进作用大于CH3COO，故甲、乙、丙中Al3浓度的大小关系：乙甲丙。答案：(1)2H2H1(2)5(3)2NO4e=N22O2(4)4xAl6NOx3N22xAl2O3B3(2019浙江四地联考)碳和碳的化合物在生产、生活中有重要作用。(1)在
11、恒温容积可变的密闭容器中加入一定量的C和SO2，发生反应：2C(s)2SO2(g)S2(g)2CO2(g)。在不同时间测得S2的浓度如图所示。在30 min时减小压强，平衡发生移动，40 min时重新建立平衡。在20 min时，c(CO2)_。请在图中画出CO2从30 min到50 min的浓度变化曲线。(2)海水中CO2的吸收能力取决于溶解的碳酸盐和硼酸盐生成的CO和B(OH)浓度。已知：298 K时，硼酸(H3BO3)溶液中存在如下平衡：H3BO3(aq)H2O(l)B(OH)(aq)H(aq)Ka5.71010；碳酸的电离平衡常数Ka14.3107，Ka25.61011。相同浓度的碳酸钠
12、溶液和硼酸钠溶液，pH较大的是_。CO2与B(OH)反应的离子方程式为_。(3)Na2CO3(s)2H(aq)=2Na(aq)CO2(g)H2O(l)H10写出NaHCO3(s)分解为Na2CO3(s)的热化学方程式：_。NaHCO3(s)与稀盐酸能自发反应的原因，可用下列图中的_解释。解析：(1)根据题给图像知，20 min时反应2C(s)2SO2(g)S2(g)2CO2(g)达到平衡，此时c(S2)0.3 molL1，故c(CO2)0.6 molL1。30 min时减小压强，c(CO2)减小，且减小压强，平衡正向移动，故40 min 重新建立平衡时，c(CO2)小于0.6 molL1。(2
13、)根据硼酸和碳酸的电离平衡常数，可知酸性：H2CO3H3BO3HCO，故碳酸钠的水解程度大于硼酸钠，相同浓度的碳酸钠溶液和硼酸钠溶液，pH较大的是碳酸钠溶液。根据强酸制弱酸，CO2与B(OH)反应的离子方程式为CO2B(OH)=HCOH3BO3。(3)将题给的两个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由2得：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)CO2(g)H2O(l)H2H2H1。因H20，故NaHCO3(s)与稀盐酸的反应为吸热反应，排除C、D项，又该反应能自发进行，说明反应所需的活化能较低，故A项符合题意。答案：(1)0.6 molL1如图所示(答案合理即可)(2)碳酸钠溶液CO2B
14、(OH)=HCOH3BO3(3)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)CO2(g)H2O(l)H2H2H1A4(2019杭州高三质检)硝酸工业是重要的无机化学工业。目前工业上均采用氨催化氧化法制硝酸。(1)合成氨的反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H91.4 kJmol1，图1表示500 、60.0 MPa条件下，恒温容器中NH3的物质的量随时间的变化关系。若起始条件不变，将反应置于绝热容器中进行，请在图1中画出NH3的物质的量随时间的变化关系。(2)氨的催化氧化，涉及的主要反应有主反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1907 kJmol1副反应：4NH3(g
15、)6NO(g)5N2(g)6H2O(g)H2；2NO(g)N2(g)O2(g)H3180 kJmol1已知：通常情况下，H越小，平衡常数越大。反应的H2_kJmol1。氨和空气混合气体按一定流速通过催化剂网表面发生反应，测得数据如图2。混合气与催化剂网接触时间过短(8.0104s)，NO的产率也低的原因是_。(3)硝酸工业尾气中存在NO、NO2等氮氧化物，必须进行脱硝处理。工业上可以用NaClO进行脱硝处理，写出向过量的NaClO溶液中通入NO2进行脱硝的离子方程式：_。(4)Shilov等发现，在温度大于70 、催化剂及碱性溶液中，可通过电解法还原氮气得到氨气，写出阴极的电极反应式：_。解析
16、：(1)合成氨反应为放热反应，反应容器绝热，所以随着反应的进行，反应体系的温度逐渐升高，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，且达到平衡时n(NH3)小于恒温容器中反应达到平衡时n(NH3)。(2)根据盖斯定律，可得反应5反应反应，则H25H3H15(180 kJmol1)(907 kJmol1)1 807 kJmol1。接触时间过短，NH3来不及反应，导致NO的产率低。因为H2比H1小得多，所以反应的平衡常数大，接触时间过长，反应的进行程度大，导致NO的产率低。(3)ClO与NO2发生氧化还原反应生成Cl和NO，根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒配平离子方程式。(4)阴极上N2得电子生成NH3，电极反应式为N26H2O6e=2NH36OH。答案：(1)如图所示(2)1 807接触时间过短，NH3来不及反应H2比H1小得多，反应的平衡常数大，接触时间过长，反应进行程度大(3)3ClO2NO2H2O=2NOCl2HClO(4)N26H2O6e=2NH36OH- 8 -