文档介绍：化学反应原理(四)
——反应能量、电化学
1、(2014年汕头二模,31) (17分) 减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1) 为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=- kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2=- kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是(填序号):
(OH)2
(2) CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
① M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为
n(M)总:n(N)总= 。
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为。
(3) 催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中***盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为。
通电
②电化学降解NO的原理如右图所示,电源正极为(填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+====5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为。
2、(2014年汕头一模,31) 一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中反应:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。
(1) 该反应的平衡常数表达式K= ;
根据右图,升高温度,K值将(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2) 500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是
(用nB、tB表示)。
(3) 判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是(填字母)。
a、CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化 b、混合气体的密度不再改变
c、混合气体的平均相对分子质量不再改变 d、 v生成(CH3OH)= v消耗(CO)
(4) 300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是
(填字母)。
a、c(H2)减少 b、正反应速率加快,逆反应速率减慢
c、CH3OH 的物质的量增加 d、重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
(5) 根据题目有关信息,请在右下坐标图中标示出该化学反应过程的能量变化(标明信息)。
(6) 以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为:2CH3OH +3O2+4OH- = 2CO32- + 6H2O,该电池中负极上的电极反应式是2CH3OH–12e-+16OH-=2CO32-+ 12H2O ,则正极上发生的电极反应为: 。
3、(2014年肇庆一模第31题) (16分)工业合成氨与制备***一般可连续生产,流程如下:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃时,往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=·L-1。则该温度下此反应的平衡常数K=__________________(填计算结果)。
T/℃
T1
300
T2
K
×107
×105
×103
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____300℃(填“>”、“<”或“=”)。
反应温度/K
NO
转
化
率
(%)
▲ CO剩余百分率
○无CO时NO转化为N2的产率
□ n(NO)/n((CO)=1条件下NO转化为N2的转化率
(3)氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水,科学家利用此原理,设计成“氨气-氧气”燃料电池,则通入氨气的电极是______(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生
反应的电极反应式为____________________。
(4)用氨气氧化可以生产***,但尾气中的NOx会污染空气。
目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原
为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。
(5)某研究小组在实验室以“