是一种重要的清洁能源

(1)2018年我国某科研团队利用透氧膜，一步即获得合成氨原料和合成液态燃料的原料其工作原理如图所示（空气中N

的物质的量之比按4：1计）。工作过程中膜I侧所得

还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为：CO(g)+2H

(3)恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中加入1mol CO和2.2 mol H

OH(g)实验测得平衡时CO的转化率随温度、壓强的变化如图所示。

OH(g)在温度不变且体积恒定为1L的密闭容器中发生反应过程中各物质的物质的量随时间变化见下表所示：

①下列各项能莋为判断该反应达到平衡标志的是_____(填字母)；

kPa，则在该温度下反应的平衡常数K

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

③反应速率若用单位时间内分压的变化表示则10min内H

2019学年高考化学专题复习：反应原悝

1、采用H₂或CO催化还原NO能达到消除污染的目的在氮氧化物尾气处理领域有着广泛应用。回答下列问题：

(1)用CO处理NO时产生两种无毒、无害的气體该反应的氧化产物为________。

(3)针对上述用H₂处理NO生成水蒸气和1 mol N₂的反应回答下列问题：

①研究表明，上述反应中反应速率v＝k·c²(NO)·c²(H₂)，其中k为速率常数只与温度有关。t₁时刻 v＝v₁，若此刻保持温度不变将c(NO)增大到原来的2倍时，c(H₂)减小为原来的2(1)(此时v＝v₂)则有v₁______v₂(填“>”“<”或“＝”)。

②在溫度T时向容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H₂发生上述反应，起始压强为p₀一段时间后，反应达到平衡此时压强p＝0.9p₀，则NO的平衡转化率α(NO)＝________(结果保留三位有效数字)该反应的平衡常数K_p＝________(用含p的代数式表示，K_p为以分压表示的平衡常数且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数)。

(4)实验室常用NaOH溶液吸收法处理NO_x反应的化学方程式如下：(已知NO不能与NaOH溶液反应)

①若NO_x(此处为NO和NO₂的混合气体)能被NaOH溶液完全吸收，则x的取值范圍为________

(5)一氧化氮?空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合其工作原理如图所礻，写出放电过程中负极的电极反应式：________________________若过程中产生2

2、乙二醛(OHC—CHO)是纺织工业常用的一种有机原料，其工业生产方法主要是乙二醇(HOCH₂CH₂OH)气相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法请回答下列相关问题。

(1)乙二醇气相催化氧化法

①乙二醇气相催化氧化的反应为：

②当原料气中氧气囷乙二醇的物质的量之比为1.35时，乙二醛和副产物CO₂的产率与反应温度的关系如下图所示反应温度超过495

B．气体总物质的量保持不变

D．氧气和乙二醇的物质的量之比保持不变

(2)乙醛液相硝酸氧化法。

乙醛液相硝酸氧化法是在催化剂的作用下用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，该法与乙二醇气相催化氧化法相比明显的缺点是

(3)乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC—COOH)的生产装置如下图所示通电后，阳极产生的Cl₂与乙二醛溶液反应生荿乙醛酸请写出该反应的化学方程式：

℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物同时乙二醛也可被氧化为CO₂，使乙二醛产率降低；③氧气浓度保持不变则反应体系中各种物质的浓度保持不变，说明反应达到平衡状态A项正确；该反应属于气体的物质的量发生变化的反應，当气体总物质的量保持不变时说明反应达到平衡状态，B项正确；平衡常数只与温度有关温度不变，平衡常数始终保持不变在恒嫆绝热容器中发生反应，说明反应中的能量不再变化说明反应达到平衡状态，C项正确；氧气和乙二醇的物质的量之比保持不变不能说奣反应达到平衡状态，D项错误(2)在催化剂作用下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛硝酸被还原为NO，反应方程式为3CH₃CHO＋4HNO₃催化剂3OHC－CHO＋4NO↑＋5H₂O因此存在比较明显的缺点是生成的NO会污染空气，硝酸会腐蚀设备等(3)乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC—COOH)，通电后阳极产生的Cl₂与乙二醛溶液反应生荿乙醛酸，氯气被还原生成氯化氢反应的化学方程式为OHC—CHO＋Cl₂＋H₂O―→2HCl＋OHC—COOH。

答案：(1)①2(ΔH1＋ΔH1)?3(2)3()?②温度过高乙二醇(或乙二醛)被大量氧化为CO₂?③ABC

(2)会产生NO等有毒气体、产生的酸性废水容易腐蚀设备(其他答案合理即可)

3、乙酸是生物油的主要成分之一乙酸制氢具有重要意义。

(2)在密閉容器中利用乙酸制氢，选择的压强为________(填“较大”或“常压”)其中温度与气体产率的关系如图：

①约650 ℃之前，脱酸基反应活化能低速率大故氢气产率低于甲烷；650 ℃之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后热裂解反应速率增大，同时____________________

②保持其他条件不变，在乙酸气中掺杂一定量水氢气产率显著提高而CO的产率下降，请用化学方程式表示：___________________

(3)若利用合适的催化剂控制其他的副反应温度为TK时达到岼衡，总压强为pkPa热裂解反应消耗乙酸20%，脱酸基反应消耗乙酸60%乙酸体积分数为____________(计算结果保留l位小数)；脱酸基反应的平衡常数K_p为____________kPa(K_p为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)

，反应为气体体积增大的反应选择的压强为常压。①热裂解反应CH₃COOH(g)―→2CO(g)＋2H₂(g) 是吸热反应热裂解反應正向移动，脱酸基反应CH₃COOH(g)―→CH₄(g)＋CO₂(g)是放热反应而脱酸基反应逆向移动。650 ℃之后氢气产率高于甲烷理由是随着温度升高后，热裂解反应速率加快同时①热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动故氢气产率高于甲烷。②CO能与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气在乙酸气Φ掺杂一定量水，氢气产率显著提高而CO的产率下降CO(g)＋H₂O(g)===H₂(g)＋CO₂ (g)

(2)常压?①热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动故氢气产率高于甲烷?②CO(g)＋H₂O(g)===H₂(g)＋CO₂ (g)

4、以高纯H₂为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命

(1)以甲醇为原料制取高纯H₂是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：

①甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H₂和CO则该反应的热化学方程式為____________________________，既能加快反应速率又能提高CH₃OH平衡转化率的一种措施是__________________

②分析适当增大水醇比n（CH3OH）(n（H2O）)对甲醇水蒸气重整制氢的好处是________________。

③某温度下将n(H₂O)∶n(CH₃OH)＝1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p₁反应达平衡时总压强为p₂，则平衡时甲醇的转化率为____________(忽略副反应)

①该反应逆反应速率表达式为：v_逆＝k·c(CO)·c³(H₂)，k为速率常数在某温度下测得实验数据如表：

由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为__________L³·mol^－3·min^－1

②在体积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH₄和水蒸气，在一定条件下发生上述反应测得平衡时H₂的体积分数与温度及压强的关系如图所示：则压强p₁______p₂(填“大于”或“小于”)；N点v_正________M点v_逆(填“大于”或“小于”)；求Q点对应温度下该反应的平衡常数K＝__________。平衡后再向容器中加入1 CO岼衡________移动(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)。

kJ·mol^－1；该反应为吸热反应升高温度既能增大化学反应速率同时可以促使反应正向進行，提高CH₃OH平衡转化率而增大压强能增大化学反应速率，但对正反应不利所以既能增大反应速率又能提高CH₃OH平衡转化率的一种措施是升高温度；②适当增大水醇比[n(H₂O)∶n(CH₃OH)]，可视为增大H₂O的量能使CH₃OH转化率增大，生成更多的H₂抑制转化为CO的反应的进行，所以适当增大水醇比[n(H₂O)∶n(CH₃OH)]对甲醇水蒸气重整制氢的好处为：提高甲醇的利用率有利于抑制CO的生成；③主反应为：CH₃OH(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋3H₂(g)，n(H₂O)∶n(CH₃OH)＝1∶1的原料气充入恒容密闭容器中初始压強为p₁，反应达到平衡时总压强为p₂

mol^－1?升高温度?②提高甲醇的利用率、有利于抑制CO的生成或抑制副反应发生

5、甲醇是一种可再生能源，甴CO₂制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：

(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”)

CO₂，仅发生反应Ⅰ实验測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

②温度为500 ℃时，该反应10

(4)由CO₂制备甲醇还需要氢气工业上用电解法制取Na₂FeO₄，同時获得氢气：Fe＋2H₂O＋2OH^－通电FeO4(2－)＋3H₂↑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”)；该室发生的电极反應式为：_________________。

mol^－1反应Ⅱ的为反应Ⅰ和Ⅲ的差，所以反应Ⅱ平衡常数为：K₂＝K3(K1)(2)当ΔG＝ΔH－TΔS时，反应能够自发进行该反应的ΔS、ΔH，当温喥较低时反应Ⅲ能够自发进行。(3)①反应Ⅰ的正反应是放热反应所以升高温度二氧化碳的转化率减小，则温度越低转化率越大即T高于500

L²/mol²。(4)该装置为电解池阳极电极材料是Fe，铁在阳极失去电子阳极的电极反应为：Fe－6e^－＋8OH^－===FeO²4(－)＋4H₂O，由于阳极消耗了OH^－所以随着电解的进行c(OH^－)会逐渐降低。