1、题型特训15第10题化学反应原理综合题A1.(2019河南六市高三第一次联考)工业上利用N2和H2可以实现合成氨气,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列有关问题:(1)已知N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180.5 kJmol-1N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJ. mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式为。(2)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),该反应的化学平衡常数K与温度t的关系如下表:t/K
2、298398498K4.1106K1K2比较K1、K2的大小:K1K2(填“”“=”或“”“”或“=”)v逆。再次平衡后,平衡常数为。(5)已知Ksp(AgCl)=1.810-10,若向50 mL 0.09 molL-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.10 molL-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为 molL-1。2.(2019山东青岛二中高三期末)C、S和Cl元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。请回答下列问题:(1)已知:.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq)H1.Cl2(g)+H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)H2.2HClO(
3、aq)2HCl(aq)+O2(g)H3SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)2HCl(aq)+H2SO4(aq)H4=(用含有H1、H2和H3的代数式表示)。(2)25 时,H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数()与溶液pH的变化关系如图甲所示。甲乙已知25 时,NaHSO3的水溶液pH”或“AD(3)NO+5e-+6H+NH4+H2O10-6(4)K2。2v正(H2)=3v逆(NH3),正、逆反应速率比等于计量数比,一定达到平衡状态,A正确;2v正(N2)=v逆(H2),正、逆反应速率比不等于计量数比,没有达到平衡状态,B错误;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在恒温恒压下反应,
4、压强是恒量,容器内压强保持不变,不一定达到平衡状态,C错误;根据=m(总)V(总),在恒温恒压下反应,气体总质量不变、容器体积变小,所以密度是变量,混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡,D正确。(3)阴极发生还原反应,根据示意图,NO在阴极得电子发生还原反应生成NH4+,所以阴极电极反应式为NO+5e-+6H+NH4+H2O。pH=6的NH4NO3溶液中,c(H+)=10-6molL-1,根据质子守恒可知,NH4NO3溶液中c(NH3H2O)+c(OH-)=c(H+)=10-6molL-1。(4)平衡常数K=1c2(NH3)c(CO2)=10.520.25=16。同温同压下,体积比等于物质的
5、量比,设T和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3molNH3,容器体积为V,4L0.5molL-14L+0.25molL-14L=V0.5molL-14L+0.25molL-14L+3mol,V=8L,此时Q=1(58)2(18)16,即QK,反应逆向进行,即v正v逆。(5)向50mL0.09molL-1的AgNO3溶液中加入50mL0.10molL-1的盐酸生成氯化银沉淀,盐酸有剩余,剩余c(Cl-)=(0.05L0.10molL-1-0.05L0.09molL-1)0.1L=0.005molL-1。Ksp(AgCl)=c(Cl-)c(Ag+)=1.810-10,c(Ag+)=(
6、1.810-10)0.005molL-1=3.610-8molL-1。2.答案 (1)(H1+2H2+H3)/2(2)由图中数据可以计算出Ka2(H2SO3)=10-7.2,Ka1(H2SO3)=10-1.9,所以HSO3-的水解常数是10-12.1,HSO3-电离程度大于水解程度,溶液显酸性(3)阳离子交换膜2Cl-2e-Cl2(4)0.03 mol(Lmin)-111.25(5)b升高温度解析 (1)利用盖斯定律可得H4=(H1+2H2+H3)/2。(2)根据图像pH=1.9的交点计算电离常数Ka1(H2SO3)=c(HSO3-)c(H+)c(H2SO3)=10-1.9,HSO3-的水解常
7、数Kh=KWKa1(H2SO3)=10-12.1,根据pH=7.2的交点计算Ka2=c(SO32-)c(H+)c(HSO3-)=10-7.2,由于HSO3-的水解常数Kh小于其电离常数Ka2,所以亚硫酸氢根离子电离程度大于水解程度,则NaHSO3的水溶液pH升高温度0.012 5 MPa该反应是气体分子数增加的反应,随着稀有气体比例的增加,总压强一定,降低了反应体系各气体的分压,相当于减压,从而促进反应向正反应方向进行,提高了丙烷脱氢的转化率(3)-136.5 kJmol-1解析 (1)根据方程式可知:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)起始量/mol200变化量/molxxx平衡量/mo
8、l2-xxx根据阿伏加德罗定律,等温等容条件下,气体压强之比等于物质的量之比,则2-x+x+x2=1.75,解得x=1.5。010min内丙烯的生成速率v(C3H6)=1.5mol10L10min=0.015mol(Lmin)-1,C3H8的平衡转化率为1.52100%=75%。气体总质量和容器容积不变,所以气体密度始终保持不变,故其密度保持不变不能说明达到平衡状态,A错误;c(C3H6)c(H2)/c(C3H8)是化学平衡常数表达式,若保持不变,则说明达到平衡状态,B正确;该反应的焓变是常量,焓变保持不变不能说明达到平衡状态,C错误;C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等表示正逆反应速率相等
9、,则说明达到平衡状态,D正确。(2)由图可知,温度一定时,p1时丙烷的物质的量分数大于p2时,由方程式可知,压强越大,平衡逆向移动,丙烷的物质的量分数越大,所以压强p1p2。由图可知,随着温度升高,丙烷的物质的量分数降低,说明升高温度平衡向正反应方向进行,反应速率和反应物的转化率都增大。假设起始时丙烷的物质的量为1mol,根据方程式可知:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)起始量/mol100变化量/molyyy平衡量/mol1-yyyQ点时丙烷的物质的量分数为50%,则1-y=0.5(1+y),解得y=13,则C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)平衡时的物质的量分数分别为:12、1
10、4、14,则Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=p(C3H6)p(H2)p(C3H8)=140.1MPa140.1MPa120.1MPa=0.0125MPa。由反应方程式C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)可知,该反应是气体分子数增加的反应,随着稀有气体比例的增加,总压强一定,降低了反应体系各气体的分压,相当于减压,从而促进反应向正反应方向进行,提高了丙烷脱氢的转化率。(3)将已知反应编号:C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)H2=+81.7kJmol-1C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)H3C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)H4=-54.8kJmol-1根据盖斯定律,由-可得反应,则H3=H4-H2=-54.8kJmol-1-81.7kJmol-1=-136.5kJmol-1。11
