1、 0 30.化學(xué)反應(yīng)原理1.(一)以四甲基氯化銨(CH3)4NC1水溶液為原料，通過電解法可以制備四甲基氫氧化銨(CH3)4NOH，裝置如圖1所示。收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是(填a、b、c或d)。寫出電池總反應(yīng)。(二)乙酸乙酯一般通過乙酸和乙醇酯化合成：港硫戦、CH3COOH(1)+C2H5OH(1)CH3COOC2H5(l)+H2OAH=-2.7kJmo卜1已知純物質(zhì)和相關(guān)恒沸混合物的常壓沸點如下表：純物質(zhì)沸點/C恒沸混合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù))沸點/C乙醇78.3乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)70.4乙酸117.9乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯(0

2、.83)+乙醇(0.08)+水(0.09)70.2請完成：關(guān)于該反應(yīng)，下列說法不合理的是。反應(yīng)體系中硫酸有催化作用因為化學(xué)方程式前后物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之和相等，所以反應(yīng)的AS等于零因為反應(yīng)的AH接近于零，所以溫度變化對平衡轉(zhuǎn)化率的影響大因為反應(yīng)前后都是液態(tài)物質(zhì)，所以壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡的影響可忽略不計一定溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4.0O若按化學(xué)方程式中乙酸和乙醇的化學(xué)計量數(shù)比例投料，貝憶酸乙酯的平衡產(chǎn)率y=；若乙酸和乙醇的物質(zhì)的量之比為n:1,相應(yīng)平衡體系中乙酸乙酯的物質(zhì)的量第典迪圖2分?jǐn)?shù)為x,請在圖2中繪制x隨n變化的示意圖(計算時不計副反應(yīng))。工業(yè)上多采用乙酸過量的方法，將合成塔中乙酸、乙醇

3、和硫酸混合液加熱至110C左右發(fā)生酯化反應(yīng)并回流，直到塔頂溫度達(dá)到7071C,開始從塔頂出料?？刂埔宜徇^量的作用有。近年，科學(xué)家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+2H2(g)在常壓下反應(yīng)，冷凝收集，測得常溫下液體收集物中主要產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖3所示。關(guān)于該方法，下列推測合理的是。反應(yīng)溫度不宜超過300C增大體系壓強(qiáng)，有利于提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率在催化劑作用下，乙醛是反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物提高催化劑的活性和選擇性，減少乙醚、乙烯等副產(chǎn)物是工藝的關(guān)鍵(一)十氫萘是具有高儲氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“十氫萘(C10H18)f四氫萘(C10H12)f萘(C10H

4、8)”的脫氫過程釋放氫氣。已知：HAH20；C10H18fC10H12的活化能為Ea1，C10H12C10H8的活化能為Ea2，十氫萘的常壓沸點為192C；在192C，液態(tài)十氫萘的脫氫反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率約為9%。請回答：C10H18(l)C10H12(l)+3H2(g)H1,C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g)有利于提高上述反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的條件是。咼溫咼壓B.低溫低壓C.咼溫低壓D.低溫咼壓研究表明，將適量十氫萘置于恒容密閉反應(yīng)器中，升高溫度帶來高壓，該條件下也可顯著釋氫,理由是溫度335C，在恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行高壓液態(tài)十氫萘(1.00mol)催化脫氫實驗，測得C10H12和C10

5、H8的產(chǎn)率x1和x2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計)隨時間變化關(guān)系，如圖1所示。產(chǎn)率X0.50.4x(CH)2108(80.374)0.30.10.2(80.027)X1(C10H12)246810121416圖時間/h在8h時，反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的量為mol(忽略其他副反應(yīng))。X顯著低于x2的原因是在圖2中繪制“CgHfCgHfCgHJ的“能量反應(yīng)過程”示意圖。壓下可實現(xiàn)電化學(xué)合成氨。陰極區(qū)發(fā)生的變化可視為按兩步進(jìn)行，請補(bǔ)充完整。(二)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，以H2O和N2為原料，熔融NaOH-KOH為電解質(zhì)，納米Fe2O3作催化劑，在250C和常電極反應(yīng)式：和2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3。以氧化鋁為原

6、料，通過碳熱還原法可合成氮化鋁(A1N)；通過電解法可制取鋁。電解鋁時陽極產(chǎn)生的CO2可通過二氧化碳甲烷化再利用。請回答：(1)已知：2A12O3(s)=4A1(g)+3O2(g)AH=3351kJmoI12C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2=-221kJmoI12A1(g)+N2(g)=2A1N(s)AH3=-318kJmoI1碳熱還原A12O3合成A1N的總熱化學(xué)方程式是，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件?；省H4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。aa34M33504DO50055fl30廿SMI5.501502-5150SOT

7、25030013D町OO43&50055013P反應(yīng)I.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)AH4,反應(yīng)II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)些下列說法不正確的是。AH4小于零溫度可影響產(chǎn)物的選擇性C.D.CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減少其他條件不變，將CO2和H2的初始體積比改變?yōu)?：3，可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率350C時，反應(yīng)I在t1時刻達(dá)到平衡，平衡時容器體積為VL,該溫度下反應(yīng)I的平衡常數(shù)為(用a、V表示)350C下CH4物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖3所示。畫出400C下0t1時刻CH4物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。(3)據(jù)文獻(xiàn)報道，CO2可以在堿性水

8、溶液中電解生成甲烷，生成甲烷的電極反應(yīng)式是。4.氯及其化合物在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。(1)已知：900K時，4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g),反應(yīng)自發(fā)。該反應(yīng)是放熱還是吸熱，判斷并說明理由在常壓、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和氣體(體積比1：4,總物質(zhì)的量amo1)進(jìn)行反應(yīng)，測得CO2轉(zhuǎn) 0 #900K時，體積比為4:1的HC1和02在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，HC1的平衡轉(zhuǎn)化率(HC1)隨壓強(qiáng)(P)變化曲線如圖。保持其他條件不變，升溫到TK(假定反應(yīng)歷程不變)，請畫出壓強(qiáng)在1.5x1054.5x105Pa范圍內(nèi)，HC1的平衡轉(zhuǎn)化率(HC1)隨壓強(qiáng)(P)變

9、化曲線示意圖。已知：Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)Hl=-102kJmo11H2=-422kJmo113C12(g)+6NaOH(aq)=5NaC1(aq)+NaC1O3(aq)+3H2O(1)寫出在溶液中NaClO分解生成NaC1O3的熱化學(xué)方程式：用過量的冷NaOH溶液吸收氯氣，制得NaClO溶液(不含NaC103),此時C1O的濃度為c0moLLr；加熱時NaClO轉(zhuǎn)化為NaClO3，測得t時刻溶液中ClO-濃度為ctmolLr,寫出該時刻溶液中CF濃度的表達(dá)式;c(Cl_)=moLL-i(用c0、ct表示)。有研究表明，生成NaCl

10、O3的反應(yīng)分兩步進(jìn)行：I.2C1O-=ClO2-+Cl-II.ClO2-+ClO-=ClO3-+Cl-常溫下，反應(yīng)II能快速進(jìn)行，但氯氣與NaOH溶液反應(yīng)很難得到NaClO3，試用碰撞理論解釋其原因：電解NaClO3水溶液可制備NaClO4。在電解過程中由于陰極上吸附氫氣，會使電解電壓升高，電解效率下降。為抑制氫氣的產(chǎn)生，可選擇合適的物質(zhì)(不引入雜質(zhì))，寫出該電解的總化學(xué)方程式5氨氣及其相關(guān)產(chǎn)品是基本化工原料，在化工領(lǐng)域中具有重要的作用。以Fe為催化劑，0.6mol氮氣和1.8mol氫氣在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應(yīng)生成氨氣，20min后達(dá)到平衡，氮氣的物質(zhì)的量為0.3mol。在第25

11、min時，保持溫度不變，將容器體積迅速增大至2L并保持恒容，體系達(dá)到平衡時N2的總轉(zhuǎn)化率為38.2%。請畫出從第25min起h2的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線。該反應(yīng)體系未達(dá)到平衡時，催化劑對逆反應(yīng)速率的影響是(填增大、減少或不變)。N2H4是一種高能燃料，有強(qiáng)還原性，可通過NH3和NaClO反應(yīng)制得，寫出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式N2H4的水溶液呈弱堿性，室溫下其電離常數(shù)K產(chǎn)1.0 xl0_6,則0.01molL-1N2H4水溶液的pH等于2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)(忽略n2h4的二級電離和h2o的電離)。已知298K和101kPa條件下：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)A

12、H2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH3,4NH3(g)+O2(g)=2N2H4(l)+2H2O(l)AH4則N2H4(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱AH=。(3)科學(xué)家改進(jìn)了NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的工藝(如虛框所示)，在較高的操作壓力下，提高N2O4/H2O的質(zhì)量比和O2的用量，能制備出高濃度的硝酸。實際操作中，應(yīng)控制N2O4/H2O質(zhì)量比高于5.11，對此請給出合理解釋由某精礦石(MCO3ZCO3)可以制備單質(zhì)M,制備過程中排放出的二氧化碳可以作為原料制備甲醇，取該礦石樣品1.84g，高溫灼燒至恒重，得到0.96g僅含兩種金屬氧化物的固體，其中m(M):m(Z)TOC o 1-5 h z=3:5，

13、請回答：(1)該礦石的化學(xué)式為。(2)以該礦石灼燒后的固體產(chǎn)物為原料，真空高溫條件下用單質(zhì)硅還原，僅得到單質(zhì)M和一種含氧酸鹽(只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物質(zhì)的量之比為2:1)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。單質(zhì)M還可以通過電解熔融MCl2得到。不能用電解MCl2溶液的方法制備M的理由是。一定條件下，由CO2和h2制備甲醇的過程中含有下列反應(yīng):反應(yīng)1：CO2(g)+H2(g)反應(yīng)2：CO(g)+2H2(g)、-CO(g)+H2O(g)CH3OH(g)反應(yīng)3：CO2(g)+3H2(g)亠CH3OH(g)+H2O(g)H1H2其對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為KK2、K3，它們隨溫度變化的曲線如圖1所示。貝9

14、Ah2Ah3(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是。在溫度T時，使體積比為3:1的h2和co2在體積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。T溫度下甲醇濃度隨時間變化曲線如圖2所示；不改變其他條件，假定t時刻迅速降溫到t2,一段時間后體系重新達(dá)到平衡。試在圖2中畫出t時刻后甲醇濃度隨時間變化至平衡的示意曲線。2 0 #(1)氮化鋁(A1N)是一種人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在溫度高于1500C時，通過碳熱還原法制得。實驗研究認(rèn)為，該碳熱還原反應(yīng)分兩步進(jìn)行：Al2O3在碳的還原作用下生成鋁的氣態(tài)低價氧化物X(X中Al與O的質(zhì)量比為6.75:2)；在碳存在下，X與N2反應(yīng)生成A1N。請回答：(1)X的化學(xué)

15、式為。碳熱還原制備氮化鋁的總反應(yīng)化學(xué)方程式為：A12O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)在溫度、容積恒定的反應(yīng)體系中，CO濃度隨時間的變化關(guān)系如下圖曲線甲所示。下列說法不正確的是。從a、b兩點坐標(biāo)可求得從a到b時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率c點切線的斜率表示該化學(xué)反應(yīng)在t時刻的瞬時速率在不同時刻都存在關(guān)系：v(N2)=3v(CO)維持溫度、容積不變，若減少N2的物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng)，曲線甲將轉(zhuǎn)變?yōu)榍€乙該反應(yīng)在高溫下自發(fā)進(jìn)行，則隨著溫度升高，反應(yīng)物Al2O3的平衡轉(zhuǎn)化率將，(填“增大”、“不變”或“減小”)，理由是一定溫度下，在壓強(qiáng)為p的反應(yīng)體系中，平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為a

16、，CO的物質(zhì)的量濃度為c；若溫度不變，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)減小為0.5p，則N2的平衡轉(zhuǎn)化率將a(填“”、“=”或“”)，平衡時CO的物質(zhì)的量濃度。A.小于0.5cB.大于0.5c，小于cC.等于cD.大于c(3)在氮化鋁中加入氫氧化鈉溶液，加熱，吸收產(chǎn)生的氨氣，進(jìn)一步通過酸堿滴定法可以測定氮化鋁產(chǎn)品中氮的含量。寫出上述過程中氮化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。2016杭州G20峰會期間，中美兩國共同交存參加巴黎協(xié)定法律文書，展示了應(yīng)對全球性問題的雄心和決心。其中燃煤、汽車、工業(yè)尾氣排放等途徑產(chǎn)生的CO、NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。請根據(jù)題目提供信息回答相關(guān)問題。I.已知：N2(g)+

17、O2(g)=2NO(g)AH=+180.5kJmol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=-393.5kJmol-1(1)汽車尾氣轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的反應(yīng)為：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，此反應(yīng)的AH=2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-221.0kJmol-1汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO,有人設(shè)想選擇合適的催化劑按下列反應(yīng)除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g),則該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行并說明理由：。AH10AH30反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(3)為探究溫度及不同催化劑對反應(yīng)的影響，分別在不同溫度、不同催化劑下，保持其它初始條件不變重復(fù)實

18、驗，在相同時間內(nèi)測得N2濃度變化情況如右圖所示。下列說法正確的是。A.在催化劑甲的作用下反應(yīng)的平衡常數(shù)比催化劑乙時大反應(yīng)在N點達(dá)到平衡，此后N2濃度減小的原因可能是溫度升高，平衡向左移動M點后N2濃度減小的原因可能是溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)M點后N2濃度減小的原因可能是溫度升高催化劑活性降低了右圖中虛線為反應(yīng)在使用催化劑條件下，起始O2、NO投料比和NO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖。當(dāng)其他條件完全相同時，用實線畫出不使用催化劑情況下，起始O2、NO投料比和NO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系示意圖。由NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如下圖所示，在使用過程中石墨I(xiàn)電極反應(yīng)生成一種氧化物Y,請寫出石墨I(xiàn)I極的電極反應(yīng)式:2 #0 #2 #0 #5. 0 #30.化學(xué)反應(yīng)原理參考答案：1-(一)d2(CH3)4NCl+2H2O通電2(CH3)4NOH+H2f+Cl2f(二)(1)BC(2)0.67(或67%)提高乙醇轉(zhuǎn)化率；提高反應(yīng)溫度，從而加快反應(yīng)速率；有利于后續(xù)產(chǎn)物分離ACD2-(一)(1)C(2)溫度升高，加快反應(yīng)速率；溫度升高使平衡正移的作用大于壓強(qiáng)增大使平衡逆移的作用。1.95催化劑顯著降低了C10H12C10H8的活化能，反應(yīng)生成的c10h12快速轉(zhuǎn)化為c10h8o作圖：(二)Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-AH=1026kJmol-1高溫(1