(浙江選考)2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題9 溶液中的離子反應(yīng) 專項突破練(六)

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1、(浙江選考)2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題9 溶液中的離子反應(yīng) 專項突破練(六) 1.(2017·寧波市十校高三9月聯(lián)考)尿素(H2NCONH2)是目前含氮量最高的氮肥。國內(nèi)外主要以NH3和CO2為原料進(jìn)行合成。主要通過以下兩個反應(yīng)進(jìn)行: 反應(yīng)1:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH1=-117.2 kJ·mol-1 反應(yīng)2:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) ΔH2=21.7 kJ·mol-1 請回答: (1)已知:反應(yīng)3:NH3(l)NH3(g) ΔH3 =c kJ·mol-1?;痣姀S煙氣脫硝所使用的還原劑氨氣主

2、要來自于尿素水解。則反應(yīng)H2NCONH2(l)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)的ΔH4=_______kJ·mol-1 (用含c的式子表示),該反應(yīng)能在常溫下緩慢發(fā)生的主要原因是________________________________________________________________________。 (2)①一定條件下,n(NH3)/n(CO2)對H2NCOONH4的平衡轉(zhuǎn)化率會產(chǎn)生明顯的影響,如圖1所示。H2NCOONH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨n(NH3)/n(CO2)增大而上升,試分析其原因:_________________________________

3、_______________________________________。 圖1 ②恒溫密閉容器中,一定量的NH3和CO2反應(yīng)合成尿素,第10 min達(dá)到平衡。若相同條件下反應(yīng)1的速率要快于反應(yīng)2,請在圖中畫出0~15 min內(nèi),H2NCOONH4的物質(zhì)的量濃度隨時間變化曲線。 圖2 ③下圖表示不同條件下,反應(yīng):N2(g) +3H2(g)2NH3(g)的產(chǎn)物濃度隨時間的變化曲線。 圖3 下列有關(guān)說法中,正確的是________。 A.達(dá)到平衡時間最快的是Ⅱ B.反應(yīng)約10 min后,三個反應(yīng)均已達(dá)到平衡 C.Ⅰ條件下氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率大于Ⅱ D.三個反應(yīng)

4、的平衡常數(shù)一定相同 (3)用電化學(xué)方法可以實現(xiàn)低溫常壓合成氨。下圖是以含N3-熔融鹽為電解質(zhì),電解合成氨裝置的工作原理示意圖。陰極的電極反應(yīng)式為_________________________________________。 答案 (1)95.5+2c 該反應(yīng)是熵增反應(yīng),有利于正向進(jìn)行 (2)①過量的氨氣會和反應(yīng)2的產(chǎn)物水發(fā)生反應(yīng),使反應(yīng)2的化學(xué)平衡正向移動,從而使H2NCOONH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大 ② ③A  (3)N2+6e-===2N3- 解析 (1)根據(jù)蓋斯定律的計算,反應(yīng)3×2-(反應(yīng)1+反應(yīng)2)得出:ΔH4=(95.5+2c) kJ·mol-1;此反應(yīng)是熵增反應(yīng),

5、有利于反應(yīng)正向進(jìn)行。(2)本題考查勒夏特列原理的應(yīng)用, ①過量的氨氣會和反應(yīng)2的產(chǎn)物水發(fā)生反應(yīng),使反應(yīng)2的化學(xué)平衡正向移動,從而使H2NCOONH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大。②相同條件下,反應(yīng)1的速率快于反應(yīng)2,因此生成H2NCOONH4曲線比消耗H2NCOONH4曲線陡,在10 min時達(dá)到平衡,即10 min到15 min應(yīng)是平行于x軸的直線,根據(jù)平衡轉(zhuǎn)化率其圖像是 。 ③根據(jù)圖像,Ⅱ首先達(dá)到平衡,即Ⅱ的反應(yīng)速率最快,故A正確;反應(yīng)到10 min,Ⅰ和Ⅱ達(dá)到平衡,Ⅲ不知道10 min后的曲線,因此無法判斷Ⅲ是否達(dá)到平衡,故B錯誤;題目中沒有說明改變的條件,如果Ⅰ改變的條件是通入H2的量,雖然平

6、衡向正反應(yīng)方向移動,但氫氣的轉(zhuǎn)化率降低,如果Ⅱ是增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,故C錯誤;如果Ⅱ是升高溫度,反應(yīng)速率加快,但化學(xué)平衡常數(shù)減小,Ⅰ是通入氫氣,溫度不變,平衡常數(shù)不變,則兩者平衡常數(shù)不相同,故D錯誤。(3)考查電解原理以及電極反應(yīng)式的書寫,根據(jù)裝置圖電子移動方向,電子從電源的負(fù)極流向陰極,從陽極流向電源的正極,所以通N2的一極為陰極,通氫氣的一極為陽極,陰極的電極反應(yīng)式為N2+6e-===2N3-。 2.(2017·金華市高三9月十校聯(lián)考)碳元素及其化合物與人類的生活、生產(chǎn)息息相關(guān),請回答下列問題: (1)綠色植物的光合作用吸收CO2釋放O2的過程可以描述為以

7、下兩步: 2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s)===4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- ΔH=1 360 kJ·mol-1 12(C3H6O3)+(s)+12e- ===C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) ΔH=-1 200 kJ·mol-1 則綠色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (2)工業(yè)煉鐵時有如下副反應(yīng):Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO

8、(g) ΔH>0,該反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行的原因是_________________________________________________________________。 某溫度時,把Fe和CO2放入體積固定的容器中,CO2 的起始濃度為2.0 mol·L-1,達(dá)到平衡后,CO的濃度為1.0 mol·L-1,則該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________________。如果平衡后,再通入一定量的CO,則CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)將____________________(填字母)。 A.增大   B.減少   C.不變 (3)已知反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+C

9、O(g) ΔH>0的逆反應(yīng)速率隨時間變化的關(guān)系如下圖,t1—升溫,t2—達(dá)到平衡,請在圖上畫出t1~t3時的v逆的變化曲線。 (4)用間接化學(xué)法除去CO的過程如下圖所示:已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~6之間,寫出陰極的電極反應(yīng)式:__________________________。 答案 (1)6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g) ΔH=2 880 kJ·mol-1 (2)ΔS>0,高溫條件可自發(fā)進(jìn)行 1.0 C (3) (4)2HSO+2e-+2H+===S2O+2H2O 解析 (1)①2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H1

10、0O4(s)===4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- ΔH=1 360 kJ·mol-1 ②12(C3H6O3)+(s)+12e- ===C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) ΔH=-1 200 kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,①×3+②得二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式:6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g) ΔH=2 880 kJ·mol-1。 (2)影響反應(yīng)方向的因素有焓變和熵變,該反應(yīng)吸熱,ΔH>0,所以該反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行的原因是ΔS>0,高溫條件可自發(fā)進(jìn)行;       Fe(s

11、)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) 開始/mol·L-1 2.0 0 轉(zhuǎn)化/mol·L-1 1.0 1.0 平衡/mol·L-1 1.0 1.0 反應(yīng)的平衡常數(shù)K===1.0; 平衡后再通入一定量的CO,平衡常數(shù)不變,CO、CO2的比例不變,所以CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變。(3)升溫正、逆反應(yīng)速率均突然增大,平衡正向移動,所以t1~t2之間逆反應(yīng)速率逐漸增大,t2達(dá)到平衡,t2~t3之間速率保持不變,圖像為 。 3.(2017·浙江省稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三8月

12、聯(lián)考)對CO2及氮氧化物的研究具有重大的意義: (1)CO2與H2可用來合成可再生能源甲醇,已知CH3OH(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH=-726.5 kJ·mol-1、H2(g)的熱值為142.9 kJ·g-1,則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)的ΔH=________。 (2)用NH3催化還原NOx時包含以下反應(yīng)。 反應(yīng)Ⅰ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH1<0 反應(yīng)Ⅱ:4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g) + 6H2O(l) ΔH2>0 反應(yīng)Ⅲ:2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH3<0

13、 ①反應(yīng)Ⅰ在容積固定密閉容器內(nèi)進(jìn)行,選用不同的催化劑,反應(yīng)產(chǎn)生N2的量隨時間變化如圖1所示。下列說法正確的是__________。 圖1 A.該反應(yīng)的活化能大小順序是Ea(A)>Ea(B)>Ea(C) B.增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快,是因為增加了活化分子百分?jǐn)?shù) C.單位時間內(nèi)H—O鍵與N—H鍵斷裂的數(shù)目相等時,說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡 D.若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),當(dāng)K值不變時,說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡 ②將物質(zhì)的量之比為2∶1的NO、O2混合氣體置于恒溫密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,正、逆反應(yīng)速率隨時間變化曲線如圖2所示。在t1時,保持容器壓強(qiáng)不變,充入一定量的NO2,t2時建立新的

14、平衡,請在圖上畫出t1~t3正、逆反應(yīng)速率隨時間變化曲線。 圖2 (3)常溫常壓下,空氣中的CO2溶于水,達(dá)到平衡時碳酸分子的濃度為1.5×10-5 mol·L-1,溶液的pH=5.6,(已知10-5.6=2.5×10-6)。 弱酸 HClO H2CO3 電離常數(shù) Ka=4.7×10-8 Ka1;Ka2=5.6×10-11 ①Ka1=________(忽略碳酸的二級電離), 向NaClO溶液中通入少量CO2,反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________

15、 ________________________________________________________________________; ②熔融碳酸鹽(傳導(dǎo)CO)電解技術(shù)是一種吸收空氣中CO2的新方法,其工作原理如圖3所示,寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式:__________________________________________________。 圖3 答案 (1) -130.9 kJ·mol-1 (2)①CD ② (3)①4.2×10-7 CO2+ClO-+H2O===HCO+HClO?、?CO2+4e-===C+2CO 解析 (2)①相同時間內(nèi)生

16、成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量越多,則反應(yīng)速率越快,活化能越低,所以該反應(yīng)的活化能大小順序是Ea(A)<Ea(B)<Ea(C),A錯誤;增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快,是因為增大了單位體積內(nèi)活化分子數(shù),而活化分子百分?jǐn)?shù)不變,B錯誤;單位時間內(nèi)H—O鍵斷裂表示逆反應(yīng)速率,N—H鍵斷裂表示正反應(yīng)速率,單位時間內(nèi)H—O鍵與N—H鍵斷裂的數(shù)目相等時,該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,C正確;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),恒容絕熱的密閉容器中,反應(yīng)時溫度會升高,則K會減小,當(dāng)K值不變時,說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,D正確;②在t1時,保持容器壓強(qiáng)不變,充入一定量的NO2,相當(dāng)于將物質(zhì)的量之比為2∶1的NO、O2混合氣體置于恒溫密閉容器中發(fā)生反應(yīng),因此平衡是等效的,所以t1~t3正、逆反應(yīng)速率隨時間變化曲線為 。 (3)①平衡時氫離子濃度與碳酸氫根離子的濃度幾乎相等,則Ka1=≈4.2×10-7;根據(jù)電離常數(shù)可知碳酸的酸性強(qiáng)于次氯酸,但次氯酸的酸性強(qiáng)于碳酸氫根,則向NaClO溶液中通入少量CO2,反應(yīng)的離子方程式為CO2+ClO-+H2O===HCO+HClO;②電解時陰極是二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳和碳酸根,因此陰極的電極反應(yīng)式為3CO2+4e-===C+2CO。

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