大题题型集训(三) 化学反应原理
(建议用时：35分钟)
1．含氮化合物在生产、生命活动中有重要的作用。回答下列问题： (1)已知：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol
－
－
－1
4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋
6H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol1，H2O(l)===H2O(g) ΔH3＝＋c kJ·mol1，写出在298 K时，氨气燃烧生成N2的热化学方程式_____________________________________________________。
(2)肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)＋O2(g)
MbO2(aq)，其中k正和k逆分别
c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)。37 ℃时测得肌红蛋白的结合表示正反应和逆反应的速率常数，即v正＝k正·
度(α)与p(O2)的关系如下表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]：
p(O2) α(MbO2%) 0.50 50.0 1.00 67.0 2.00 80.0 3.00 85.0 4.00 88.0 5.00 90.3 6.00 91.0 ①计算37 ℃、p(O2)为2.00 kPa时，上述反应的平衡常数K＝________。 ②导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[p(O2)]之间的关系式α＝________(用含有k正、k
逆
的式子表示)。
2．甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)反应Ⅲ：CO(g)＋2H2(g)回答下列问题：
(1)反应Ⅱ的ΔH2＝________，若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3，则K2＝________(用K1、
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.58 kJ·mol1 CO(g)＋H2O(g) ΔH2
CH3OH(g) ΔH3＝－90.77 kJ·mol1
－
－
K3表示)。
(2)反应Ⅲ自发进行条件是________(填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”)。
(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2，仅发生反应Ⅰ，实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系，如下表所示。
温度(℃) CO2的平衡转化率 ①T________500 ℃(填“>”“<”“＝”)。 ②温度为500 ℃时，该反应10 min时达到平衡。用H2表示该反应的反应速率v(H2)＝________；该温度下，反应Ⅰ的平衡常数K＝________。
－电解(4)由CO2制备甲醇还需要氢气。工业上用电解法制取Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH=====
500 60% T 40% FeO2工作原理如图所示。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。4＋3H2↑，
1
－－
该室发生的电极反应式为______________________________________________________
_____________________________________________________。
3．甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)
HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋85.2 kJ·mol1
HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2 H2O(g)
－
1
反应Ⅱ：CH3OH(g)＋O2(l)
21
反应Ⅲ：H2(g)＋O2(l)
2ΔH3＝－241.8 kJ·mol1 副反应：
反应Ⅳ：CH3OH(g)＋O2(g)
－
CO(g)＋2H2O(g) ΔH4＝－393.0 kJ·mol1
－
(1)计算反应Ⅱ的反应热ΔH2＝_________________________________。 (2)750 K下，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g)
HCHO(g)＋H2(g)，若起始压强为p0，达到
平衡时转化率为α，则平衡时的总压强p平＝________(用含p0和α的式子表示)；当p0＝101 kPa，测得α＝50.0%，计算反应平衡常数Kp＝________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，忽略其它反应)。
(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下： 历程ⅰ：CH3OH―→·H＋·CH2OH 历程ⅱ：·CH2OH―→·H＋HCHO 历程ⅲ：·CH2OH―→3·H＋CO 历程ⅳ：·H＋·H―→H2
下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响，回答下列问题：
①从平衡角度解释550 ℃～650 ℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因
2
______________________________________________________
_____________________________________________________。 ②反应历程ⅰ的活化能________(填“>”“<”或“＝”)。CH3OH(g)
HCHO(g)＋H2(g)活化能。
③650 ℃～750 ℃，反应历程ⅱ的速率________(填“>”“<”或“＝”)反应历程ⅲ的速率。 (4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v＝0.042 3c mg·L1·h度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。
浓度(mg·L1) 吹脱时间(h) 则当甲醛浓度为2 000 mg·L－
－1－－
－1
表示(其中c为甲醛浓
10 000 0 8 000 7 4 000 23 －－2 000 39 1 000 55 时，其吹脱速率v＝______ mg·L1·h1，分析上表数据，起始浓度为10 000
－1
mg·L1，当甲醛浓度降为5 000 mg·L时，吹脱时间为________h。
4．当发动机工作时， 反应产生的NO尾气是主要污染物之一， NO的脱除方法和转化机理是当前研究的热点。请回答下列问题：
(1)已知：
2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝－113 kJ·mol1 6NO2(g)＋O3(g)===3N2O5(g) ΔH2＝－227 kJ·mol1 4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5(g) ΔH3＝－57 kJ·mol1
则 2O3(g)===3O2(g)是________反应 (填“放热”或“吸热”)，以上O3氧化脱除氮氧化物的总反应是NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g) ΔH4＝________ kJ·mol脱除。
(2)已知： 2NO(g)＋O2(g)步骤 Ⅰ Ⅱ 2NO(g)N2O2(g)＋O2(g)反应 N2O2(g)(快) 2NO2(g) (慢) 2NO2(g)的反应历程分两步：
活化能 Ea1 Ea2 正反应速率方程 v1正＝k1·c2(NO) v2正＝k3·c(N2O2)·c(O2) 逆反应速率方程 v1逆＝k2·c(N2O2) v2逆＝k4·c2(NO2) －1 －－－
最后将NO2与________剂反应转化为无污染的气体而
①表中k1、k2、k3、k4是只随温度变化的常数， 温度升高将使其数值________(填 “增大”或“减小” )。 ②反应Ⅰ瞬间建立平衡， 因此决定2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g)反应速率快慢的是反应Ⅱ， 则反应Ⅰ
与反应Ⅱ的活化能的大小关系为Ea1________Ea2(填“>”“<”或“＝”)，请依据有效碰撞理论微观探析其原因__________________________________________________________________。
③一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)k1、k2、k3表示)。
(3)将一定量的NO2放入恒容密闭容器中发生下列反应：2NO2(g)
2NO(g)＋O2(g) 测得其平衡转化
2NO2(g)的速率方程为v正＝k·c2 (NO)·c(O2) 则k＝________ (用
率α(NO2)随温度变化如图所示， 从 b 点到 a 点降温平衡将向________移动。图中 a点对应温度下， NO2的起始压强为160 kPa 该温度下反应的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算， 分压＝总压×物质的量分数)。
3
2020版高考化学突破二轮复习 大题题型集训3 化学反应原理(原卷)
