化学反应原理题精题例析.doc

可编辑版 Word完美格式 化学反应原理题精题例析 1．氨可用于制取氨水、液氮、氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等，因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中，是最重要的化工 产品之一。 (1) 工业上以氨气为原料制备硝酸的第一步的化学方程式____________。 (2) 以甲烷为原料可制得氢气。图1是一定条件下CH4(g)与H2O(g) 反应生成CO(g) 和2molH2(g)的能量变化示意图，写出其热化学方程式____________(△H用E1、E2、E3表示)。 (3) 已知N2(g)+3H2 (g)2NH3(g) △H =-94.4kJ/mol，在2L恒容密闭容器中，各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示，各时间段最终均达平衡状态。 ① 时段I 放出的热量为__________。 ②25min时采取的某种措施是__________。 ③时段Ⅲ条件下反应达平衡时平衡常数K数值为__________ (分数形式表示)。在该条件下，某时刻测得容器内有0.5molN2、1.5molH2、1.0mol NH3,此时v正(H2) _____V逆(H2) (填“”，“”或“=”)。 【答案】(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g) △H=+1.5(E2-E1)kJ/mo1 (3)①94.4kJ ②分离出产生的氨气 ③ ④= 【解析】(1)第一步反应为NH3的催化氧化，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，然后NO与O2反应生成NO2：2NO+O2=2NO2，最后制取硝酸：3NO2+H2O=2HNO3+NO。(2)生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应为吸热反应，生成2molH2(g)时吸收的能量为(E2-E1)kJ，则生成3 molH2(g)吸收的能量为1.5(E2-E1)kJ，故热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=?CO(g)+3H2(g)? △H=+1.5(E2-E1)kJ/mo1。(3) ①时段I氮气的浓度减少了0.5mol/L，所以反应的N2的物质的量为2L×0.5mol/L=1mol，根据N2(g)+3H2?(g)2NH3(g)? △H =-94.4kJ/mol可计算出放出的热量为1×94.4kJ= 94.4kJ。②25min时，N2、H2的浓度保持不变，而NH3的浓度降为0，所以采取的措施是分离出产生的氨气，使平衡正向移动，故答案为：分离出产生的氨气。③时段Ⅲ条件下反应达平衡时平衡常数K===；某时刻测得容器内有0.5molN2、1.5molH2、1.0mol?NH3，其对应的浓度分别为：0.25mol/L、0.75mol/L、0.5mol/L，浓度商Qc===K ，所以反应已达平衡，故v正(H2)=V逆(H2)。 2．氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，其开发利用是科学家们研究的重要课题。试回答下列问题： (1)与化石燃料相比，氢气作为燃料的优点是______(答出两点)。 (2)与氢气直接燃烧相比较，设计成镍氢电池可以大大提高能量的转换率，在镍氢电池充电过程中储氢合金(M)吸氢转化为MH2，总反应为：xNi(OH)2＋MxNiOOH＋MH2，试写出放电过程中负极反应式______。 (3)施莱辛(Sehlesinger)等人提出可用NaBH4与水反应制氢气：BH4－＋2H2O == BO2－＋4H2↑，已知NaBH4与水反应后所得溶液显碱性，溶液中各离子浓度大小关系为______，用离子方程式表示溶液显碱性的原因______。 (4)在容积均为V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中，分别放入a g的储氢合金(M)和b mol H2发生如下反应：2M(s)＋xH2(g)2MHx(s) ΔH＜0。三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到1min时M的质量如下图所示，此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是______。当三个容器反应都达到化学平衡时，H2转化率最大的反应温度是____。 (5)储氢还可以借助有机物，如利用乙苯与苯乙烯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：。维持体系总压恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝_____(用α等符号表示)。 【答案】 (1)原料来源广、燃烧热值高、污染小、可再生等(或其他合理答案给分) (2) MHx ＋xOH－－xe－=== M＋xH2O (3)c(Na＋)＞c(BO2－)＞c(OH－)＞c(H＋) BO2－＋2H2 OH3BO3＋OH－ (4)Ⅲ T1