2016届高三化学二轮复习热点题型突破二化学反应原理综合题作业

1化学反应原理综合题1．(2015·山东高考)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如下图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)ΔH1(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z＝__________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，2吸氢速率v＝__________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1__________0(填“＞”“＝”或“＜”)。(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)__________η(T2)(填“＞”“＝”或“＜”)。当反应(Ⅰ)处于上图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的__________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过__________或__________的方式释放氢气。(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为：________________________________已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1解析：(1)在反应(Ⅰ)中，zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)，由方程式两边氢原子个数守恒得zx＋2＝zy，z＝2y－x；温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v＝240mL2g×4min＝30mL·g－1·min－1。因为T1＜T2，温度升高，H2的压强增大，由平衡移动原理知，平衡向吸热方向移动，反应(Ⅰ)的逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以ΔH1＜0。(2)结合图象分析知，随着温度升高，反应(Ⅰ)向左移动，H2压强增大，故η随着温度升高而降低，所以η(T1)＞η(T2)；当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图象可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应(Ⅰ)可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应(Ⅰ)左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。(3)由题意知CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165kJ·mol－1①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1②应用盖斯定律，由②－①可得CO、H2合成CH4的热化学方程式为：CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－1。答案：(1)2y－x30＜(2)＞c加热减压(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－12．(2015·江门模拟)对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：(1)为减少SO2的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：3________________________________________________________________________。(2)已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH0，若1.0mol空气含0.80molN2和0.20molO2，1300℃时在1.0L密闭容器内经过5s反应达到平衡，测得NO为8.0×10－4mol。①5s内该反应的平均速率v(NO)＝___________________(保留2位有效数字)；在1300℃时，该反应的平衡常数表达式K＝________________________________________________________________________。②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是________________________________________________________________________。(3)汽车尾气中NO和CO的转化，当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。如下图表示在其他条件不变时，反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)中，NO的浓度c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。①该反应的ΔH________0(填“＞”或“＜”)。②若催化剂的表面积S1＞S2，在上图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线(并作相应标注)。解析：(1)①H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1②C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1根据盖斯定律可知②－①得焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1。(3)①从图象看，T2温度较高，NO的浓度较大，说明升高温度，有利于平衡向逆反应方向进行，则正反应为放热的，ΔH0。②催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但是不能影响化学平衡，作图时应注意到上述特点即可。答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1(2)①1.6×10－4mol/(L·s)c2（NO）c（N2）·c（O2）②温度升高，反应速度加快，平衡向右移动(3)①＜4②3．能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。Ⅰ.已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1则反应：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)的焓变ΔH＝________________kJ·mol－1。Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是__________(填序号)。A．C(s)＋CO2(g)===2CO(g)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)C．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)D．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应。负极：____________________________________________________________正极：______________________________。(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑(NCl3中氮元素为＋3价)。①写出电解时阴极的电极反应式____________________________________________________________________________________________________________________________________。②在阳极上放电的物质(或离子)是____________________________________________________________③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是____________________________________________________________(填序号)。A．碳酸钠溶液B．碱石灰5C．浓H2SO4D．水④在生产过程中，每生成1molClO2，需消耗________________molNCl3。解析：Ⅰ.①Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1②CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1③C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1由盖斯定律(③－②)×6－①×2得4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH＝6(c－b)－2akJ·mol－1Ⅱ.(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应；A.C(s)＋CO2(g)===2CO(g)是非自发进行的氧化还原反应，故A不选；B.NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，反应是复分解反应，不是氧化还原反应，故B不选；C.2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)，反应是非自发进行的氧化还原反应，故C不选；D.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)，是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池；故选D。D反应是甲烷燃料电池，在碱溶液中燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；负极：CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑，NCl3中氮元素为＋3价。①电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；②电解时阳极上是铵根离子失去电子生成NCl3，故答案为NH4Cl(NH＋4)；③A.ClO2易溶于水，不能利用碳酸钠溶液吸收氨气，故A错误；B.碱石灰不能吸收氨气，故B错误；C.浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO2，故C正确；D.ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨气，故D错误；故选C；④NCl3与NaClO2恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气，则该离子反应为NCl3＋3H2O＋6ClO－2===6ClO2↑＋3Cl－＋3OH－＋NH3↑，生产过程中，每生成1molClO2，需消耗1/6molNCl3。答案：Ⅰ.6(c－b)－2aⅡ.(1)DCH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)①2H＋＋2e－===H2↑②NH4Cl(NH＋4)③C④1/6mol4．(2015·长春模拟)某蓄电池反应为NiO2＋Fe＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2。(1)该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是________________________________________________________________________(填下列字母)，放电时生成Fe(OH)2的质量18g，则外电路中转移的电子数是________________________________________。A．NiO2B．FeC．Fe(OH)2D．Ni(OH)2(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与该蓄电池这样的直流电源的______________(填“正”或“负”)极相连。(3)以该蓄电池做电源，用下图所示装置，在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是____________