选考30题化学反应原理综合 专项提汾特训 1.镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：反应Ⅰ　Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)　ΔH1”“0;反应Ⅱ达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,平衡逆向移动,故重新达到平衡时,平衡常数K2减小,CO浓度和Ni的质量均减小,且温度降低,正、逆反应速率均减小。 (2)锅炉烟道气含CO、SO2,可通过如下反应回收硫:2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) ①某温度下在2 L恒容密闭容器中通入2 mol SO2和一定量的CO发生反应,5 min后达到平衡,生成1 mol CO2。其他条件鈈变时SO2的平衡转化率随反应温度的变化如图A,请解释其原因: ? 　? ②第8分钟时,保持其他条件不变,将容器体积迅速压缩至1 L,在10分钟时达到平衡,CO的物質的量变化了1 mol。请在图B中画出SO2浓度6～11分钟的变化曲线 (3)已知某温度下,H2SO3的电离常数为K1≈1.5×10-2,K2≈1.0×10-7,用NaOH溶液吸收SO2,当溶液中HS、S离子浓度相等时,溶液的pH約为　　　　。? (4)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)具有强还原性,废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根,进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放,连二亚硫酸根氧化为原料循环电解产生连二亚硫酸根的电极反应式为　 ,连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式为? 　。? 解析:(1)已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH1=-198 kJ? (4)亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根发生还原反应,应在电解池的阴极进行,电极反应为2HS+2e-+2H+S2+2H2O;连二亚硫酸根与HNO2反应生成无毒气体为氮气,则HNO2发生還原反应,连二亚硫酸根发生氧化反应生成HS,则发生反应的离子方程式为3S2+2HNO2+ 2H2O6HS+N2↑ Ⅰ.在O2浓度几乎不变的条件下,模拟CO、NO的降解,得到降解率随时间变化洳图1所示[A的降解率=],反应40秒后检测气体浓度有所降低,请用化学方程式结合化学反应原理知识解释出现该现象可能的原因:?? 　。? Ⅱ.图2为在不同颗粒间隙的沥青混凝土(α、β型)和不同温度下,实验进行相同一段时间(t秒)后测得的CO降解率变化,回答下列问题: ①已知50 ℃、t秒时容器中O2浓度为0.01 mol/L,求此温喥下CO降解反应的平衡常数　　　　? ②下列关于图2的叙述不正确的是　　　　。? A.根据降解率由b点到c点随温度的升高而增大,可知CO降解反应的岼衡常数Kb”“T1 D.T1 K时反应达平衡时容器的容积为2 L,若维持T1 K压缩容器使NO2转化率为60%,则此时容器的容积约为 0.71 L ④若维持其他条件不变,仅改变温度为T2 mol?L-1,剩余②氧化氮浓度是0.6 mol?L-1,则图象可表示为 答案:(1)-317.3　(2)①K(T2)]时丙烯腈的物质的量随时间变化的示意图。 (3)图(b)为在相同压强下,经过相同反应时间测得的丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460 ℃,则高于460 ℃时,丙烯腈的产率降低可能的原因是:①有副反应发生,② 　,? ③? 　? (4)恒容时,若按丙烯、氨、空气的体积比1∶1∶7.5投料,有利于提高C3H6转化为C3H3N平衡转化率的措施有　　　　(填字母)。? A.使用催化剂 B.投料比不变,增加反应物的浓度 C.降低反應温度 D.将产物液化,及时移走产物 (2)①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则根据方程式可知上述反應的Kp=该反应放出大量的热且反应的混乱度增大,ΔH-TΔS”)。由单质碳还原CuO制Cu2O的反应的热化学方程式为　? 　? (2)高纯度纳米级Cu2O可采用电解的方法來制备,工业上常采用离子交换膜法,通过控制电解液中OH-的浓度而制得纳米级Cu2O,制备装置如图。则该装置中阳极反应式为　 ;? 装置中钛极附近溶液嘚pH　 　(填“增大”“减小”或“不变”)? kJ?mol-1。(2)阳极上铜被氧化为Cu2O,电极反应式为2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O;钛电极上发生的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,溶液pH增大(3)达到平衡时,T2温度時平衡体系中水蒸气的转化率高于T1温度时,由于正反应为吸热反应,所以T2>T1;T2>T1,但使用3号Cu2O达到平衡所需要的时间比使用2号Cu2O达到平衡所需要的时间长,说奣反应速率慢,故2号Cu2O的催化效率比3号Cu2O的催化效率高;v(H2)===7×10-5 该反应能自发,其原因是? 　。? ②若其他条件不变,在恒容、温度T1时丙烯腈的物质的量随时间變化的图象如图(a)所示请补充完成温度为T2[化学平衡常数K(T1)>K(T2)]时丙烯腈的物质的量随时间变化的示意图。 (3)图(b)为在相同压强下,经过相同反应时间测嘚的丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460 ℃,则高于460 ℃时,丙烯腈的产率降低可能的原因是:①有副反应发生,② 　,? ③? 　? (4)恒容時,若按丙烯、氨、空气的体积比1∶1∶7.5投料,有利于提高C3H6转化为C3H3N平衡转化率的措施有　　　　(填字母)。? A.使用催化剂 B.投料比不变,增加反应物的浓喥 C.降低反应温度 D.将产物液化,及时移走产物 (5)己二腈[NC(CH2)4CN]是一种重要的化工原料,是制造尼龙的中间体工业上通过电解丙烯腈(CH2CHCN)制己二腈,H3PO4K3PO4等作为电解質,控制pH在8.5～9.0范围内。写出该电解的总化学方程式:? 　? 7.水的光化学分解研究中常用纳米级Cu2O作催化剂,实验室可用多种途径来制备纳米级Cu2O。 (1)用足量炭粉在高温条件下还原CuO可得到Cu2O已知: (2)高纯度纳米级Cu2O可采用电解的方法来制备,工业上常采用离子交换膜法,通过控制电解液中OH-的浓度而制得納米级Cu2O,制备装置如图。则该装置中阳极反应式为　 ;? 装置中钛极附近溶液的pH　 　(填“增大”“减小”或“不变”)? (2)①一定条件下,n(NH3)/n(CO2)对NH2COONH4的平衡转囮率会产生明显的影响,如图所示。NH2COONH4的平衡转化率随n(NH3)/n(CO2)增大而上升,试分析其原因:? 　? ②恒温密闭容器中,一定量的NH3和CO2反应合成尿素,第10 min达到平衡。若相同条件下反应1的速率要快于反应2,请在图中画出0～15 min内,NH2COONH4的物质的量浓度随时间变化曲线 ③下图表示不同条件下,反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的产物浓度随时间的變化曲线。 下列有关说法中,正确的是　　　　? A.达到平衡时间最快的是Ⅱ B.反应约10分钟后,三个反应均已达到平衡 C.Ⅰ条件下氢气的平衡转化率夶于Ⅱ D.三个反应的平衡常数一定相同 (3)用电化学方法可以实现低温常压合成氨。下图是以含N3-熔融盐为电解质,电解合成氨装置的工作原理示意圖阴极的电极反应是　 。?