发布时间 : 星期三 文章三年高考(2017-2019)化学真题分项版解析——专题15 化学反应原理综合(解析版)更新完毕开始阅读
催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO 【解析】（1）将两个热化学方程式编号，
2NO2（g）+H2O（l）=HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=?116.1 kJ·mol?1（①式） 3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol?1（②式） 应用盖斯定律，将（①式kJ·mol?1）
3+②式）2得，反应3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g）ΔH=[（?116.1
2=-136.2kJ·mol?1。
3+75.9 kJ·mol?1]
（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。 （3）HNO2与（NH2）2CO反应生成N2和CO2，N元素的化合价由HNO2中+3价降至0价，N元素的化合价由（NH2）2CO中-3价价升至0价，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为2HNO2+（NH2）
2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O。
（4）①NH3与NO2的反应为8NH3+6NO27N2+12H2O，该反应中NH3中-3价的N升至0价，NO2中
mol。
+4价的N降至0价，生成7molN2转移24mol电子。生成1molN2时转移电子数为
②因为反应时间相同，所以低温时主要考虑温度和催化剂对化学反应速率的影响；高温时NH3与O2发生催化氧化反应。在50~250℃范围内，NOx的去除率迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大，温度升高催化剂活性下降。反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是NH3与O2反应生成了NO，反应的化学方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O。
点睛：本题以有效去除NOx为载体，考查盖斯定律的应用、电解原理、指定情境下方程式的书写，氧化还原反应中转移电子数的计算、图像的分析。主要体现的是对化学反应原理的考查，对化学反应原理的准确理解是解题的关键。
15．[2018浙江11月选考]（一）合成氨工艺（流程如图所示）是人工固氮最重要的途径。
2018年是合成氨工业先驱哈伯（P?Haber）获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：1/2N2（g）+3/2H2（g）
NH3（g）?H(298K)=-46.2KJ?mol-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为（*表示吸附态）
化学吸附：N2（g）→2N*；H2（g）→2H*； 表面反应：N*+H*脱附：NH3*
垐?NH*；NH*+H*噲?NH2* ；NH2*+H*
NH3*
NH3（g）
其中，N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答： （1）利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。
A．低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
θ（2）标准平衡常数K=pNH3/pθ?pN2/pθ??pH0.52/pθ?1.5105Pa），其中Pθ为标准压强（1×，pNH3、pN2和pH2
为各组分的平衡分压，如pNH3=xNH3p，p为平衡总压，xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。 ①N2和H2起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则
Kθ=_____________（用含w的最简式表示）
②下图中可以示意标准平衡常数Kθ随温度T变化趋势的是_______。
（3）实际生产中，常用工艺条件，Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0X105Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由________________________。 ②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_______。 A.合成氨反应在不同温度下的?H和?S都小于零
B.控制温度（773K）远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C.当温度、压强一定时，在原料气（N2和H2的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安
全事故发生。
（二）高铁酸钾（K2FeO4）可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究的合成，其原理如图所示。 接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，然后滴入含Fe3+的溶液，控制温度，可制得K2FeO4。
（1）请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________。 （2）请写出阳极的电极反应式（含FeO42-）___________________________________。 【答案】(一)（1）AD （2）4ω?2?ω?33?1???2 A
（3）原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率 ADE
（二）2Fe3+＋3C1O-＋10OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O或2Fe(OH)3+3C1O-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O Fe3++8OH—3e-=FeO42-＋4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-＋4H2O 【解析】(一)（1）由勒夏特列原理可知，根据反应
13N2（g）＋H2（g）22NH3（g）△H（298K）＝－
46.2kJ/mol，为了提高合成氨平衡产率，即平衡正向移动，低温和高压符合条件，答案选AD； （2）①
13N2（g）＋H2（g）22NH3（g）
起始量： 1 3 0 转化量： ? 3? 2? 平衡量： 1-? 3-3? 2? x(NH3)%=
K??2?1??3?3? ；x(N2)%=；x(H2)%=
4?2?4?2?4?2?2?p??4?2?p?4ω?2?ω??12??1???p???3?3??p???4?2???p????4?2???p??????????13NH3（g）△H（298K）＝－46.2kJ/mol为放热反应，温度T升高，平衡②反应N2（g）＋H2（g）
22?32，化简得33?1???2；
向逆反应方向移动，K0减小，InK0也减小，InK0与温度不成正比，故答案选A； （3）①由反应
13N2（g）＋H2（g）22NH3（g）可知，加过量氮气，有利于平衡正向移动，提高H2
的转化率以及氨气的产率，同时根据题干“N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。”可知，N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。②易知A选项正确；控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性，提高反应速率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率，B错误；恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，C错误；不断将氨气液化，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，D正确，当选；通过天然气和水蒸气转化制得的H2，由于含有CH4，CO等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此外CH4，CO可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必须经过净化处理，E正确。答案选ADE；
（二）（1）将一定量C12通入KOH溶液，生成KCl和KClO，KClO具有强氧化性，将Fe3+氧化为FeO42-，然后根据碱性环境，配平即可，得到2Fe3+＋3C1O-＋10OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O或2Fe(OH)3+3C1O-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O；
（2）阳极失电子，反应物为Fe3+产物为FeO42-，然后根据碱性环境及守恒规则，易写出Fe3++8OH- -3e-=FeO42-＋4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-＋4H2O。
16．[2017·新课标Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（1）画出砷的原子结构示意图____________。
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出
发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。 （3）已知：As(s)+
H2(g)+
3H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 21O2(g)=H2O(l) ΔH2 252As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3
2则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L?1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L?1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：
??AsO33(aq)+I2(aq)+2OH(aq)
???AsO3AsO34(aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c(4)与反应时间（t）的
关系如图所示。