2016-2018年全国卷化学反应原理题
1. [2018·全国卷Ⅰ] 采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:
(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为 。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃ 时N2O5(g)的分解反应:
2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g)
2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:
t/min 0 ①已知:2N2O5(g)2NO2(g)
40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1
N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1
2NO2(g)+O2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
则反应N2O5(g)
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3× (kPa·min-1),t=62 min时,测得体系中 =2.9 kPa,则此时的 = kPa,v= kPa·min-1。
③若提高反应温度至35 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃) (填“大于”“等于”或“小于”)63.1 kPa,原因是 。 ④25 ℃时N2O4(g)留1位小数)。 (3)对于反应2N2O5(g)第一步 N2O5第三步 NO+NO3第二步 NO2+NO3
4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程: NO+NO2+O2 慢反应 2NO2 快反应 NO2+NO3 快速平衡
2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。 A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高
2. [2018·全国卷Ⅱ] CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)已知:C(s)+2H2(g)C(s)+O2(g)C(s)+ O2(g)
2CO(g)+2H2(g)。
CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1 CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH= kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是 (填标号)。
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2016-2018年全国卷化学反应原理题
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为 mol2·L-2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表: ΔH/(kJ·mol-1) 活化能/ (kJ·mol-1) 催化剂X 催化剂Y 积碳反应CH4(g)C(s)+2H2(g) 75 33 43 消碳反应CO2(g)+C(s)172 91 72 2CO(g) ①由上表判断,催化剂X (填“优于”或“劣于”)Y,理由是 。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图6所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。
图6
A.K积、K消均增加 B.v积减小、v消增加 C.K积减小、K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图7所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为 。
图7
3. [2018·全国卷Ⅲ] 三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式: 。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应: 2SiHCl3(g)3SiH2Cl2(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1 SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为 kJ·mol-1。
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K
则反应4SiHCl3(g)
(3)对于反应2SiHCl3(g)
时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图0所示。
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2016-2018年全国卷化学反应原理题
图0
①343 K时反应的平衡转化率α= %。平衡常数K343 K= (保留2位小数)。
②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是 ;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有 、 。
③比较a、b处反应速率大小:va (填“大于”“小于”或“等于”)vb。反应速率v=v正-v逆=k正 -k逆
正 逆
,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的= (保留1位小数)。
4． [2017·全国卷Ⅰ] 近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是________(填标号)。 A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
－
C．0.10 mol·L1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_______，制得等量H2所需能量较少的是________。
(3)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2
与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。
②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0。(填“>”“<”或“＝”)
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。 A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
5.． [2017·全国卷Ⅱ] 丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1
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