化学反应原理强化突破(一)
1．(2019·杭州学军中学选考模拟)Ⅰ.大气中CO2含量的增多会导致地球表面温度升高及海洋生态环境改变。
已知：CO2(g)＋CaO(s)
CaCO3(s)
(1)某研究小组在实验室探究不同温度对CaO吸收CO2效率的影响。在体积相同的密闭容器中，均充入一定量的生石灰和足量CO2，在不同温度下，保持其他初始实验条件不变，发现如上平衡分别在t s时测定CO2的浓度(mol/L)如图。
①该反应在________条件下能自发进行。 A．较高温度 C．任何温度
B．较低温度 D．任何温度下均不能
②A、B、C、D、E五点中，达到化学平衡状态的点是____________。
(2)在恒定温度下，一个体积固定为1 L的容器中加入20 g CaO和一定量的CO2气体，在10 min达平衡的过程中CO2浓度变化如下图所示，为提高CO2的吸收率，下列可以采取的措施有________。
A．缩小反应容器的容积 B．升高温度
C．平衡体系中及时分离出部分CaCO3 D．使用合适的催化剂
若保持平衡时的温度不变，15 min时将体积迅速增大至2 L，在20 min时重新达到平衡，请在上图中补充体积变化后CO2浓度变化示意图。
Ⅱ.在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(g)＋nB(g)强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表。
pC(g)，在一定温度和不同压
- 1 -
压强p/Pa 2×10 0.08 55×10 0.20 51×10 0.44 6c(A)/(mol/L) 6(3)当压强为1×10 Pa时，此反应的平衡常数表达式：________________。
Ⅲ.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是该方法处理污水的实验装置示意图，实验过程中，污水的pH始终保持在5.0～6.0之间。接通电源后，阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而除去，起到浮选净化作用；阳极产生的沉淀具有吸附性，吸附污物而沉积，起到凝聚净化作用。
(4)阳极区生成沉淀的总电极反应式为___________________________________。 解析：Ⅰ.(1)①根据图像，T3时达到平衡，升高温度后，CO2的浓度增大，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，ΔH＜0，该反应的ΔS＜0，要使得ΔG＝ΔH－TΔS＜0，需要在较低温度才行；②A、B是建立平衡的过程中的点，C、D、E是达到化学平衡状态的点。(2)A.缩小反应容器的容积，平衡正向移动，CO2的吸收率增大，故A正确；B.升高温度，平衡逆向移动，CO2的吸收率减小，故B错误；C.平衡体系中及时分离出部分CaCO3，碳酸钙为固体，平衡不移动，CO2的吸收率不变，故C错误；D.使用合适的催化剂，平衡不移动，CO2的吸收率不变，故D错误。若保持平衡时的温度不变，15 min时将体积迅速增大至2 L，二氧化碳浓度减小，平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数不变，最终二氧化碳浓度又增大至与原平衡相等，图
像为。Ⅱ.(3)根据表格数据，压强由2×10 Pa增大到5×10 Pa，
－1
5
55
0.20 mol·L5×10 Pa
c(A)的浓度变成原来的2.5倍，又因为＝2.5，说明平衡未发生移－1＝5
0.08 mol·L2×10 Pa动，即m＋n＝p，但当压强由5×10 Pa增大到1×10 Pa时，c(A)的浓度变成原来的2.2倍1×10 Pa6
＞＝2，说明平衡逆向移动，即B变成了非气态，因此当压强为1×10 Pa时，此反55×10 Pa
6
5
6
cp（C）
应的平衡常数表达式K＝m。Ⅲ.(4)根据题意，电解池的阳极材料为Fe，阴极材料为Al，
c（A）
金属做阳极时，电极称为活性电极，由于金属失电子能力强于溶液中的阳离子，所以阳极上是活性电极自身先失去电子，电解池的阳极放电顺序是活性电极＞Ag＞Hg＞Fe＞Cu＞H
＋
＋
2＋
3＋
2＋
等，因此阳极的电极反应有两个，分别是Fe－2e===Fe和2H2O－4e===4H＋O2↑，生成的
－2＋－＋
- 2 -
Fe进入溶液中生成Fe(OH)2，Fe(OH)2易被氧气氧化，反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此阳极区生成沉淀的总电极反应式为Fe－3e＋3H2O===Fe(OH)3＋3H。
答案：Ⅰ.(1)①B ②C、D、E
－
＋
2＋
(2)A
cp（C）
Ⅱ.(3)K＝m c（A）
Ⅲ.(4)Fe－3e＋3H2O===2Fe(OH)3＋3H
2．(2019·温州选考模拟)研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一。
(1)利用NH3的还原性可消除NOx的污染，其总反应为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH。NH3被氧化过程中分别发生下列反应：
4NH3(g)＋5O2(g) 4NH3(g)＋3O2(g)
4NO(g)＋6H2O(g) ΔH1 2N2(g)＋6H2O(g) ΔH2
催化剂
－
＋
则总反应的ΔH＝______________________________________________(用ΔH1、ΔH2
表示)。
(2)汽车内燃机工作时产生NO和CO等污染性气体，在汽车尾气排气管口加装催化剂可减少污染，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0。现模拟这个反应，在恒温
恒容下，向2 L密闭容器中充入NO、CO各0.4 mol进行反应，测得NO的物质的量变化如图所示，5 min末达到平衡，该反应的平衡常数K＝______。第6 min继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，请在下图中画出6～10 min末NO的物质的量随时间的变化曲线。
(3)电化学催化净化NO是一种新颖的脱硝方法。原理如图所示，固体电解质起到传导O的作用。则通入NO的电极反应式为____________________________。
2－
- 3 -
(4)某金属M单质在浓硫酸中钝化，M的最高价氧化物对应的水化物既能溶于酸又能溶于碱。M单质粉末在一定条件下也能与NOx发生反应，生成无污染物质。
①写出M单质粉末与NOx反应的化学方程式：___________________。
②已知常温下电离常数：CH3COOH Ka＝1.8×10；H2CO3 Ka1＝4.3×10 Ka2＝5.6×10
11
－5
－7
－
。
实验编号 0.1 mol·LM 的硫酸盐溶液 加入5 mL 0.1 mol·L盐溶液 －1－1甲 20 mL 乙 20 mL 丙 20 mL CH3COONa NH4Cl NaHCO3 混合后，甲、乙、丙中M离子浓度关系为______。 A．甲＞乙＞丙 C．丙＞甲＞乙
B．乙＞甲＞丙 D．乙＞丙＞甲
解析：(1)将ΔH1、ΔH2对应的热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由2×②－①可得总反应的热化学方程式，故ΔH＝2ΔH2－ΔH1。(2)容器体积为2 L，NO、CO的初始浓度均为0.2 mol·L。由题图知达到平衡状态时，n(NO)＝0.2 mol，则c平(NO)＝0.1 mol·L
－1
－1
。根据反应可求得：c平(CO)＝0.1 mol·L，c平(N2)＝0.05 mol·L，c平(CO2)＝0.1 mol·L
－1－1
－1
c2（CO2）·c（N2），故平衡常数K＝2＝5。第6 min继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2
c（NO）·c2（CO）
－1
－1
mol CO2和0.3 mol N2，此时c(NO)＝0.2 mol·L，c(CO)＝0.2 mol·L，c(N2)＝0.2 mol·L
－1
c2（CO2）·c（N2）
，c(CO2)＝0.2 mol·L，则浓度商Qc＝2＝5＝K，故平衡不发生移动，变
c（NO）·c2（CO）
－1
化曲线应为一条直线，且第6 min时n(NO)＝0.4 mol。(3)由题图可知，阳极产物为氧气，阴极产物为N2，且固体电解质可传导O，故通入NO的电极反应式为2NO＋4e===N2＋2O。(4)①由题意可知，金属M单质应为Al，与NOx反应生成的无污染产物为N2和Al2O3，则反应的化学一定条件－－3＋
方程式为4xAl＋6NOx=====3N2＋2xAl2O3。②CH3COO、HCO3促进Al水解，使其浓度降低，而NH4抑制Al水解，使其浓度增大，根据电离常数知，酸性：CH3COOH＞H2CO3，故HCO3的促进作用大于CH3COO，故甲、乙、丙中Al浓度的大小关系：乙＞甲＞丙。
答案：(1)2ΔH2－ΔH1
－
3＋
＋
3＋
－
2－
－
2－
- 4 -
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