选考30题化学反应原理综合 专项提分特训 1.镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：反应Ⅰ Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH1<0 反应Ⅱ Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g) ΔH2 (1)在温度不变的情况下,要提高反应Ⅰ中Ni(CO)4的产率,可采取的措施有 、 。 (2)已知350 K下的2 L密闭容器中装有100 g粗镍(纯度98.5%,所含杂质不与CO反应),通入6 mol CO气体发生反应Ⅰ制备 Ni(CO)4,容器内剩余固体质量和反应时间的关系如图所示,10 min后剩余固体质量不再变化。 ①反应Ⅰ在0～10 min的平均反应速率v[Ni(CO)4]= 。? ②若10 min达到平衡,则反应Ⅰ的平衡常数K1= 。? (3)反应Ⅱ中ΔH2 0(填“>”“<”或“=”);若反应Ⅱ达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时 。? a.平衡常数K2减小 b.CO的浓度减小 c.Ni的质量增大 d.v逆[Ni(CO)4]增大 (4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为NiO(OH)+MH Ni(OH)2+M,电池充电时,阳极的电极反应式为? 。? 解析:(1)可采取的措施有增大CO浓度、加压等。 (2)①由图中数据可知,0～10 min镍反应了59 g,即 1 mol,由反应Ⅰ方程式可知,生成Ni(CO)4(g) 1 mol,故v[Ni(CO)4]==0.05 mol·L-1·min-1。 ②Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) n(起始)/mol 6 0 n(变化)/mol 1 4 1 n(平衡)/mol 2 1 c(平衡)/mol·L-1 1 0.5 K1===0.5。 (3)反应Ⅱ是反应Ⅰ的逆反应,故ΔH2>0;反应Ⅱ达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,平衡逆向移动,故重新达到平衡时,平衡常数K2减小,CO浓度和Ni的质量均减小,且温度降低,正、逆反应速率均减小。 (4)电池充电时,阳极失电子发生氧化反应,根据总反应式可写出阳极电极反应为Ni(OH)2+OH--e-NiO(OH)+H2O。 答案:(1)增大CO浓度 加压(合理即可) (2)①0.05 mol·L-1·min-1 ②0.5 (3)> ab (4)Ni(OH)2+OH--e-NiO(OH)+H2O 2.研究含氮和含硫化合物的性质在工业生产和环境保护中有重要意义 (1)制备硫酸可以有如下两种途径:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ· mol-1 SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ· mol-1 若CO的标准燃烧热为-283 kJ· mol-1,则1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO的能量变化示意图中E2= kJ· mol-1。? (2)锅炉烟道气含CO、SO2,可通过如下反应回收硫:2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)。 ①某温度下在2 L恒容密闭容器中通入2 mol SO2和一定量的CO发生反应,5 min后达到平衡,生成1 mol CO2。其他条件不变时SO2的平衡转化率随反应温度的变化如图A,请解释其原因: ? 。? ②第8分钟时,保持其他条件不变,将容器体积迅速压缩至1 L,在10分钟时达到平衡,CO的物质的量变化了1 mol。请在图B中画出SO2浓度6～11分钟的变化曲线。 (3)已知某温度下,H2SO3的电离常数为K1≈1.5×10-2,K2≈1.0×10-7,用NaOH溶液吸收SO2,当溶液中HS、S离子浓度相等时,溶液的pH约为 。? (4)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)具有强还原性,废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根,进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放,连二亚硫酸根氧化为原料循环电解。产生连二亚硫酸根的电极反应式为 ,连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式为? 。? 解析:(1)已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-198 kJ· mol-1,②SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH2=-41.8 kJ· mol-1,③CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH3=-283 kJ· mol-1,根据盖斯定律,由②+③-①×可得NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=(-41.8 kJ· mol-1)+(-283 kJ·mol-1)-(-198 kJ·mol-1)×=-225.8 kJ·mol-1,则E2=E1-ΔH=13 ... ...
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