2020年高考化学提分攻略17 化学反应原理综合(含答案解析)
2020-2021高考化学压轴题专题复习—化学反应原理综合考查的综合附答案解析
2020-2021高考化学压轴题专题复习—化学反应原理综合考查的综合附答案解析一、化学反应原理综合考查1.(15分)甲烷水蒸气催化重整(SMR)是传统制取富氢混合气的重要方法,具有工艺简单、成本低等优点。
回答下列问题:(1)已知1000 K时,下列反应的平衡常数和反应热:①CH 4(g)C(s)+2H2(g) K1=10.2 ΔH1②2CO(g)C(s)+CO 2(g) K2=0.6 ΔH2③CO(g)+H 2O(g)CO2(g)+H2(g) K3=1.4 ΔH3④CH 4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) K4 ΔH4(SMR)则1000 K时,K4=____________;ΔH4=_________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3来表示)。
(2)在进入催化重整装置前,先要对原料气进行脱硫操作,使其浓度为0.5 ppm以下。
脱硫的目的为______________。
(3)下图为不同温度条件下电流强度对CH4转化率的影响。
由图可知,电流对不同催化剂、不同温度条件下的甲烷水蒸气催化重整反应均有着促进作用,则可推知ΔH4____0(填“>”或“<”)。
(4)下图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对H2产率的影响。
由图可知,随着温度的降低,电流对H2产率的影响作用逐渐____________(填“增加”“减小”或“不变”),600 ℃时,电流对三种催化剂中的____________(用图中的催化剂表示式回答)影响效果最为显著,当温度高于750 ℃时,无论电流强度大小,有无催化剂,H 2产率趋于相同,其原因是______________。
(5)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究,通常认为该反应分两步进行。
第一步:CH 4催化裂解生成H 2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如CH 4→C ads /[C(H)n ]ads +(2–2n)H 2;第二步:碳(或碳氢物种)和H 2O 反应生成CO 2和H 2,如C ads /[C(H)n ]ads +2H 2O→CO 2 +(2+2n)H 2。
2020届高三全国卷高考化学《化学反应原理》综合题分析及复习策略
(2)主观题——必考题
表3:2013—2017全国卷填空题(必考题)
编号 题型 数目
热点知识及出现次数
1 实验 12 (1)方程式书写及现象描述19处(2)基本操作(分离、除杂
综合 、洗涤、分液、稀释、检验等)17处(3)基本仪器(名称、选
施A是D _____(填标号)。A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是 活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n (氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因 是__H_2是__产__物_之__一_。,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大,平衡逆移,转化率减小。 (3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳 链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是: __升_高__温__度__有_利__于__反__应__向_吸__热__方__向_进__行___、__升__高__温_度__反__应__速_率__加__快__;_;590℃之后,丁烯产 率快速降低的主要原因可能是__丁__烯__高_温__裂__解__生_成__短__链__烃__类__。
ΔH3
则反应SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl−
(aq)的ΔH=______。
【2017课标III】 砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合 物,有着广泛的用途。回答下列问题:
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合经典题含答案解析
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合经典题含答案解析一、化学反应原理综合考查1.过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂,不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
常用于空气、器材的消毒,可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得,热化学方程式为:CH3COOH(aq)+H2O2(aq)⇌CH3CO3H(aq)+H2O(l) △H=-13.7K J/mol(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是____ 。
(2)利用上述反应制备760 9 CH3CO3H,放出的热量为____kJ。
(3)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀,在一定量硫酸催化下进行如下实验。
实验1:在25 ℃下,测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。
数据如图1所示。
实验2:在不同温度下反应,测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数,数据如图2所示。
①实验1中,若反应混合液的总质量为mg,依据图1数据计算,在0—6h间,v(CH3CO3H)=____ g/h(用含m的代数式表示)。
②综合图1、图2分析,与20 ℃相比,25 ℃时过氧乙酸产率降低的可能原因是_________。
(写出2条)。
(4) SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒,粒径分别为40 nm和70 nm。
病毒在水中可能会聚集成团簇。
不同pH下,病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。
依据图3、图4分析,过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是______【答案】高浓度易爆炸(或不稳定,或易分解) 137 0.1m/6 温度升高,过氧乙酸分解;温度升高,过氧化氢分解,过氧化氢浓度下降,反应速率下降随着pH升高,SV-1的团簇粒径减小,与过氧化氢接触面积增大,反应速率加快【解析】【分析】(1)过氧乙酸(CH3CO3H)不稳定、易分解,高浓度易爆炸,为了安全市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%(2) 利用热化学方程式中各物质的系数代表各物质的物质的量来计算(3) 结合图象分析计算【详解】(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
备战高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)含详细答案
备战高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)含详细答案一、化学反应原理1.三草酸合铁酸钾K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 是一种绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇等有机溶剂,光照或受热易分解。
实验室要制备K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 并测定2-24C O 的含量。
请回答下列相关问题。
I .FeC 2O 4·2H 2O 的制备向烧杯中加入5.0g(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、15mL 蒸馏水、1mL3moL/L 的硫酸,加热溶解后加入25mL 饱和H 2C 2O 4溶液,继续加热并搅拌一段时间后冷却,将所得FeC 2O 4·2H 2O 晶体过滤、洗涤。
(1)制备FeC 2O 4·2H 2O 时,加入3mol /L 硫酸的作用是________________________。
II .K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 的制备向I 中制得的FeC 2O 4·2H 2O 晶体中加入10mL 饱和K 2C 2O 4溶液,水浴加热至40℃,缓慢加入过量3%的H 2O 2溶液并不断搅拌,溶液中产生红褐色沉淀,H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间,然后滴加饱和H 2C 2O 4溶液使红褐色沉淀溶解。
向溶液中再加入10mL 无水乙醇,过滤、洗涤、干燥。
(2)制备过程中有两个反应会生成K 3[Fe(C 2O 4)3],两个化学方程式依次是:______________________、2Fe(OH)3+3K 2C 2O 4+3H 2C 2O 4=2K 3[Fe(C 2O 4)3]+6H 2O 。
(3)H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。
III .2-24C O 含量的测定称取0.22g Ⅱ中制得的K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 晶体于锥形瓶中,加入50mL 蒸馏水和15mL3mol /L 的硫酸,用0.02000mol /L 的标准KMnO 4溶液滴定,重复3次实验平均消耗的KMnO 4溶液体积为25.00mL 。
高考化学综合题专题复习【化学反应原理】专题解析及详细答案
⾼考化学综合题专题复习【化学反应原理】专题解析及详细答案⾼考化学综合题专题复习【化学反应原理】专题解析及详细答案⼀、化学反应原理1.某校化学课外兴趣⼩组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
(1)⽤三⽀试管各取5.0 mL、0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,再分别滴⼊0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液,实验报告如下。
①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。
②表中V=_________mL。
(2)⼩组同学在进⾏(1)中各组实验时,均发现该反应开始时很慢,⼀段时间后速率会突然加快。
对此该⼩组的同学展开讨论:①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热,温度升⾼,速率加快。
②⼄同学认为随着反应的进⾏,因_________,故速率加快。
(3)为⽐较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该⼩组的同学⼜分别设计了如图甲、⼄所⽰的实验。
回答相关问题:①装置⼄中仪器A的名称为_________。
②定性分析:如图甲可通过观察反应产⽣⽓泡的快慢,定性⽐较得出结论。
有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是____________________________________。
③定量分析:如图⼄所⽰,实验时以收集到40 mL⽓体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是_______________。
【答案】温度 4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作⽤分液漏⽃控制阴离⼦相同,排除阴离⼦的⼲扰收集40mL⽓体所需时间【解析】【分析】(1)①、②作对⽐实验分析,其他条件相同时,只有⼀个条件的改变对反应速率的影响;(2)探究反应过程中反应速率加快的原因,⼀般我们从反应放热,温度升⾼,另⼀个⽅⾯从反应产⽣的某种物质可能起到催化作⽤;(3)⽐较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,阳离⼦不同,尽量让阴离⼦相同,减少阴离⼦不同造成的差别,催化效果可以从相同时间内收集⽓体体积的多少或者从收集相同体积的⽓体,所需时间的长短⼊⼿。
2020年高考化学压轴答题高分攻略:化学反应原理综合题(一)(全国版含解析)
压轴大题07化学反应原理综合题(一)1.环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:回答下列问题:(l)反应的△H=_________kJ/mol。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是__________(填标号)。
A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.减小压强②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。
某温度下,通入总压为l00kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则pH2O=___kpa,平衡常数K p=____________kPa(K p为以分压表示的平衡常数)(3)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是______________________,②最佳的反应时间为________h。
活化能较大的是______________(填“氢化反应”或“副反应”)。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6×1012,副反应的平衡常数为2.0×10l2。
在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是______________________(不考虑环戊二烯的二聚反应)。
【答案】(1)-209.9(2)AD25960(3)降低环戊二烯浓度,减小二聚速率;稀释有利于平衡向解聚方向移动4副反应(4)先变小后变大(最后不变)【解析】(1)已知,,根据盖斯定律,由氢化反应+副反应得反应△H=-100.5kJ/mol-109.4kJ/mol=-209.9kJ/mol;(2)①提高双环戊二烯平衡转化率则平衡正向移动;A.升高温度,平衡向吸热反应的正反应方向移动,选项A符合;B.降低温度,平衡向放热反应的逆反应方向移动,选项B不符合;C.增大压强,平衡向气体体积缩小的逆反应方向移动,选项C不符合;D.减小压强,平衡向气体体积增大的正反应方向移动,选项D符合;答案选AD;②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。
高考化学热点题型:化学反应原理综合大题(解析版)
化学反应原理综合大题1.(2020·广东省清远市高三上学期期末教学质量检测)氮氧化物是形成酸雨、水体富营养化、光化学烟雾等环境问题的主要原因。
已知:反应Ⅰ.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH1=-112 kJ·mol-1;反应Ⅱ.2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-24.2 kJ·mol-1;反应Ⅲ.3O2(g) 2O3(g) ΔH3=+144.6 kJ·mol-1;(1)大气层中O3氧化NO的热化学方程式为3NO(g)+O3(g) 3NO2(g) ΔH4=____________________。
(2)某温度下,向1 L刚性容器中投入1 mol O2发生反应Ⅲ,5 min时压强变为原来的0.9倍后不再变化。
①5 min内O3的生成速率v(O3)=______________________。
②平衡时O2的转化率α(O2)________30%(填“>”“=”或“<”)。
(3)常温下,向压强为p kPa的恒压容器中充入2 mol NO和1 mol O2,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ。
平衡时NO和NO2的物质的量分别为0.2 mol和1 mol,则常温下反应Ⅱ的平衡常数K p=____________kPa-1(已知气体中某成分的分压p(分)=n(分)×p(总),用含p的式子表示)。
n(总)(4)工业上常用氨气去除一氧化氮的污染,反应原理为:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)。
测得该反应的平衡常数与温度的关系为:lg K p=5.0+200/T(T为开氏温度)。
①该反应ΔH _______________0(填“>”“=”或“<”)。
②一定温度下,按进料比n (NH 3)∶n (NO)=1∶1,匀速通入装有锰、镁氧化物作催化剂的反应器中反应。
反应相同时间,NO 的去除率随反应温度的变化曲线如上图。
NO 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_____________________________________________________;当反应温度高于380 ℃时,NO 的去除率迅速下降的原因可能是_________________________________________。
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查(大题培优 易错 难题)含答案解析
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查(大题培优易错难题)含答案解析一、化学反应原理综合考查1.近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。
因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
回答下列问题:(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。
下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数K(300℃)____________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。
设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=____________(列出计算式)。
按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。
进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+12Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1CuCl(s)+12O2(g)=CuO(s)+12Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCI的转化率的方法是______________。
(写出2种)(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有____________________(写反应方程式)。
2020届高考化学提分攻略 题型17 化学反应原理综合(含解析)
2020届高考化学提分攻略题型17 化学反应原理综合一、解题策略二、题型分类【典例1】【2019·课标全国Ⅰ,28】水煤气变换[CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题:(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H 2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H 2的物质的量分数为________(填标号)。
A .<0.25B .0.25C .0.25~0.50D .0.50E .>0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH ________0(填“大于”“等于”或“小于”)。
该历程中最大能垒(活化能)E 正=________eV ,写出该步骤的化学方程式________________________________。
(4)Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系(如图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的p H 2O 和p CO 相等、p CO 2和p H 2相等。
计算曲线a 的反应在30~90 min 内的平均速率v -(a)=________ kPa·min -1。
467 ℃时p H 2和p CO 随时间变化关系的曲线分别是________、________。
化学反应原理综合题--2024年高考化学压轴题专项训练(解析版)
压轴题化学反应原理综合题命题预测本专题考查类型主要涉及化学反应原理综合题是高考必考题型,题目通常结合图像、表格、数据等信息,围绕一个主题,以“拼盘”的形式呈现,每个小题有一定的相对独立性,主要考查盖斯定律的应用、化学反应速率和化学平衡分析、化学平衡常数的表达与计算、反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用、电化学等命题点,在近几年考题中,主要以“多因素影响”考查出现,要求考生具有较强的综合分析判断能力,信息量大,难度较高。
预计2024年后命题的情境通常为化工生产中的实际反应,然后对此反应从不同角度进行设问来达到覆盖化学反应原理考查点的目的,各小题之间有一定的独立性。
高频考法(1)热化学方程式与盖斯定律(2)反应速率和化学平衡(3)电化学等一、利用盖斯定律计算反应热将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式,反应热也作相应的加减运算。
流程如下:二、转化率、产率等计算与变化判断1.三段式突破平衡的有关计算 mA (g )+nB (g )pC (g )+qD (g )起始/(mol ·L -1)a b 0变化/(mol·L-1)mx nx px qx平衡/(mol·L-1)a-mx b-nx px qx(1)v A=mxΔt。
(2)转化率αA=mxa×100%。
(3)K=(px)p·(qx)q(a-mx)m·(b-nx)n。
(4)生成物的产率:实际产量占理论产量的百分数。
一般来说,转化率越高,原料利用率越高,产率越高。
产率=产物实际质量理论产量×100%。
(5)混合物中某组分的百分含量=平衡量平衡总量×100%。
2.平衡移动与转化率的关系在一恒容密闭容器中通入a mol A、b mol B发生反应aA(g)+bB(g)cC(g),达到平衡后,改变下列条件,分析转化率的变化情况:(1)再通入b mol B,α(A)增大,α(B)减小。
2020-2021备战高考化学培优(含解析)之化学反应原理及答案解析
2020-2021备战高考化学培优(含解析)之化学反应原理及答案解析一、化学反应原理1.为了证明化学反应有一定的限度,进行了如下探究活动:步骤1:取8mL0.11mol L -⋅的KI 溶液于试管,滴加0.11mol L -⋅的FeCl 3溶液5~6滴,振荡; 请写出步骤1中发生的离子反应方程式:_________________步骤2:在上述试管中加入2mLCCl 4,充分振荡、静置;步骤3:取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管,滴加0.11mol L -⋅的KSCN 溶液5~6滴,振荡,未见溶液呈血红色。
探究的目的是通过检验Fe 3+,来验证是否有Fe 3+残留,从而证明化学反应有一定的限度。
针对实验现象,同学们提出了下列两种猜想:猜想一:KI 溶液过量,Fe 3+完全转化为Fe 2+,溶液无Fe 3+猜想二:Fe 3+大部分转化为Fe 2+,使生成Fe (SCN )3浓度极小,肉眼无法观察其颜色为了验证猜想,在查阅资料后,获得下列信息:信息一:乙醚比水轻且微溶于水,Fe (SCN )3在乙醚中的溶解度比在水中大。
信息二:Fe 3+可与46[()]Fe CN -反应生成蓝色沉淀,用K 4[Fe (CN )6]溶液检验Fe 3+的灵敏度比用KSCN 更高。
结合新信息,请你完成以下实验:各取少许步骤2静置分层后的上层水溶液于试管A 、B 中,请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处:【答案】322222FeI Fe I +-++=+ 若液体分层,上层液体呈血红色。
则“猜想一”不成立 在试管B 中滴加5-6滴K 4[Fe (CN )6]溶液,振荡 【解析】【分析】【详解】(1) KI 溶液与FeCl 3溶液离子反应方程式322222Fe I Fe I +-++=+;(2)①由信息信息一可得:取萃取后的上层清液滴加2-3滴K 4[Fe (CN )6]溶液,产生蓝色沉淀,由信息二可得:往探究活动III 溶液中加入乙醚,充分振荡,乙醚层呈血红色,实验操作预期现象结论若液体分层,上层液体呈血红色。
2020届高考化学考前提分精练:化学反应原理综合题
2020年高考化学考前提分精练:化学反应原理综合题1.近几年科研工作者积极展开对氨气、甲醇和二氧化碳在新能源和精细化工方面应用的研究。
Ⅰ.在某密闭容器中投入一定量的氨气,发生反应3222NH (g)N (g)3H (g)0H +∆>ƒ,反应过程中3NH 的浓度随时间变化情况如图所示。
(1)曲线A 中,反应在前2 min 内氢气的平均反应速率为_______。
(2)保持其他条件相同,若改变某一条件,使该反应发生如图曲线B 的情况,该条件可能是改变______(填字母)。
A.浓度B.容器体积C.温度D.催化剂Ⅱ.甲醇水蒸气重整技术是制取氢气的重要途径。
反应如下:反应a(主):322211CH OH(g)H O(g)CO (g)3H (g) kJ mol 49H -++⋅∆=+ƒ 反应b(副):2222H (g)CO (g)CO(g)H O(g)H ++∆ƒ温度高于400℃会同时发生反应c:1323CH OH(g)CO(g)2H ( g)90kJ mol H -+∆=+⋅ƒ (3)计算反应b 的2H ∆=_______。
(4)在250℃时向2 L 恒容密闭容器中加入32.0 mol CH OH 和21.2 mol H O 充分反应(此条件下忽略反应c),平衡时测得2H 为3.0 mol,CO 为0.3 mol ,计算反应a 中3CH OH 的转化率为_______,反应b 的平衡常数为_______。
(5)向2 L 恒容密闭容器中充入22 mol CO 和2 mol H n ,在一定条件下发生反应222222CO (g)6H (g)CH CH (g)4H O(g)H +=+∆ƒ,2CO 的转化率与温度、投料比()()22H X=CO n n ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦的关系如下图所示。
1X ______(填“>”“<”或“=”,下同)2X ,平衡常数A K ______B K 。
US 是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO 2资源化,产生经济效益。
高考化学 化学反应原理综合试题附详细答案
高考化学 化学反应原理综合试题附详细答案一、化学反应原理1.水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。
某课外小组设计如图所示的实验装置(夹持装置略),采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧的含量。
实验步骤及测定原理如下:Ⅰ.取样、氧的固定a.用溶解氧瓶采集水样,记录大气压及水体温度。
b.向烧瓶中加入200mL 水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入41mLMnSO 无氧溶液(过量)和2mL 碱性KI 无氧溶液(过量),开启搅拌器,反应生成2MnO(OH),实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定d.搅拌,并向烧瓶中加入2mL 硫酸无氧溶液至2MnO(OH)被I -还原为2Mn +,溶液为中性或弱酸性。
e.在暗处静置5min 后,取一定量溶液,用223Na S O 标准溶液滴定生成的()22223246I 2S O I 2I S O ---+=+,记录数据。
f.⋯⋯g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:()1配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中的氧气的简单操作为________。
()2取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是________。
()3“步骤c”中“搅拌”的作用是________。
()4“氧的固定”中发生主要反应的化学方程式为________。
()5“步骤f”为________。
()6“步骤e”中,用amol/LNa 2S 2O 3标准溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,滴定终点的现象为________;若200mL 水样经处理后,共消耗223Na S O 标准溶液的体积为bmL ,则水样中溶解氧的含量为________(用含字母的式子表示)mg/L 。
()7“步骤d”中加入硫酸溶液反应后,若溶液pH 过低,滴定时会产生明显的误差,写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个):________。
【答案】将溶剂水煮沸后冷却 使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差 使溶液混合均匀,快速完成反应 222O 2Mn(OH)2MnO(OH)+= 重复步骤e 中的滴定操作23~次 当滴入最后一滴时,溶液蓝色刚好褪去且半分钟内不复色 40ab223222H S O S SO H O +-+=↓+↑+,22224SO I 2H O 4H SO 2I +--++=++;2224H 4I O 2I 2H O +-++=+【解析】【详解】(1)溶液中氧气溶解度不大,且随温度升高溶解度减小,所以配制以上无氧溶液时需要通过煮沸溶剂后冷却,把溶剂水中溶解的氧气赶出得到;故答案为:将溶剂水煮沸后冷却;(2)取水样时扰动水体表面,这样操作会使氧气溶解度减小,为此,取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差;故答案为:使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差;(3)操作步骤中搅拌的作用是使溶液混合均匀,快速完成反应;故答案为:使溶液混合均匀,快速完成反应;(4) “氧的固定”中发生反应的化学方程式为:222O 2Mn(OH)2MnO(OH)+=; 故答案为:222O 2Mn(OH)2MnO(OH)+=;(5)为减少实验过程中的误差,滴定实验应重复进行滴定实验测定数值,取几次的平均值计算,步骤f 为重复步骤e 的操作2~3次;故答案为:重复步骤e 的操作2~3次;(6)用223Na S O 标准溶液滴定生成的2I ,发生反应22232462S O I S O 2I ---+=+,以淀粉作指示剂,随硫代硫酸钠溶液滴入,滴定过程中滴入最后一滴溶液蓝色变化为无色且半分钟不变说明反应达到终点;若200mL 水样经处理后,共消耗Na 2S 2O 3标准溶液的体积为bmL ,实验过程中依次发生的反应为2222Mn O 4OH 2MnO(OH)+-++=↓,2222MnO(OH)2I 4H Mn I 3H O -++++=++,22232462S O I S O 2I ---+=+,得到定量关系为:222223O 2MnO(OH)2I 4S O -~~~,1 4n (O 2) 31b 10L amol L --⨯⨯⋅n (O 2)=0.00025abmol ,质量为0.00025abmol 32g /mol 0.008abg 8abmg ⨯==, 氧气浓度8abmg 40abmg /L 0.2L==; 故答案为:当滴入最后一滴时,溶液蓝色刚好褪去且半分钟内不复色; 40ab ;()7硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应,生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化,同时空气中的氧气也能够将碘离子氧化,反应的离子方程式分别为:223222H S O S SO H O +-+=↓+↑+;22224SO I 2H O 4H SO 2I +--++=++;2224H 4I O 2I 2H O +-++=+,故答案为:223222H S O S SO H O +-+=↓+↑+,22224SO I 2H O 4H SO 2I +--++=++,2224H 4I O 2I 2H O(+-++=+任写其中2个)。
高考化学分类解析(十七)——氧族元素环境保护
高考化学分类解析(十七)——氧族元素环境保护考点阐释1.了解单质硫及硫的氧化物、氢化物的性质,掌握硫酸的化学性质。
2.以硫酸为例,了解化工生产化学反应原理的确定。
初步了解原料与能源的合理利用、“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题。
命题趋向与应试策略(一)重视基础形成知识规律1.硫及其化合物间的转化关系(1)硫和硫的化合物及不同价态的含硫物质是通过氧化还原规律联系在一起的。
低价态的硫元素通过氧化剂的氧化反应,可以变为较高价态的硫元素,高价态的硫元素通过还原反应,可以转变为较低价态的硫元素。
要能熟练写出H2S、S、SO2、H2SO4等含硫物质相互转化的化学方程式。
(2)相同价态的含硫化合物间,是通过酸碱反应规律联系在一起的:把上述含硫物质的氧化还原反应规律和酸碱反应规律结合在一起,便可从纵、横两个方面提示出硫及其化合物中的相互联系,形成科学的知识网络。
2.氧族元素(1)氧族元素的相似性①最外层都有6个电子,负化合价都为-2价,除氧外,最高正价为+6价。
(除H2O2、OF2及FeS2外)②气态氢化物通式为H2R,除H2O,对热稳定性都较差,如H2S 300℃以上即分解,H2Te 0℃即分解。
除氧外,都有氧化物(RO2、RO3),对应的水化物都是含氧酸。
(2)氧族元素的递变性①熔沸点:O2→Te逐渐升高②氧化性:O2>S>Se>Te③氢化物稳定性:H2O>H2S>H2Se>H2Te④含氧酸酸性:H2SeO4>H2SO4(特殊)(3)氧和硫的对比①Na2S与Na2O都呈碱性,CS2与CO2一样呈酸性。
碱性氧化物与酸性氧化物可反应生成盐,碱性硫化物与酸性硫化物亦可反应生成盐。
如:Na2S+CS2===Na2CS3②含氧酸盐中的氧可部分或全部被硫取代,如Na2S2O3可看作硫取代Na2SO4中的部分氧。
③在FeS2中S为-1价,在Na2O2、H2O2中O为-1价。
3.硫酸工业(1)硫酸的工业制法(接触法)系统地学习掌握某一物质的工业制法,一般要从所用原料、化学反应、适宜条件、生产过程、主要设备、环境保护等角度去分析理解。
高考化学化学反应原理综合考查(大题培优 易错 难题)及答案解析
高考化学化学反应原理综合考查(大题培优易错难题)及答案解析一、化学反应原理综合考查1.铁及铁的氧化物广泛应于生产、生活、航天、科研领域。
(1)铁氧化合物循环分解水制H2已知:H2O(l)===H2(g)+O2(g)ΔH1=+285.5 kJ/mol6FeO(s)+O2(g) ===2Fe3O4(s)ΔH2=-313.2 kJ/mol则:3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s)ΔH3=___________(2)Fe2O3与CH4反应可制备“纳米级”金属铁,其反应为: 3CH4(g) + Fe2O3(s) 2Fe(s) +6H2(g) +3CO(g) ΔH4①此反应的化学平衡常数表达式为_________________________________。
②在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量“纳米级”金属铁,然后分别充入a molCO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别保持T1、T2、T3,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图1所示,此时I、II、III三个容器中一定处于化学平衡状态的是___________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);制备“纳米级”金属铁的反应:ΔH4 _____ 0(填“>”或“<”)。
③在T℃下,向某恒容密闭容器中加入3molCH4(g)和2mol Fe2O3(s)进行上述反应,反应起始时压强为P0,反应进行至10min时达到平衡状态,测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍。
10 min内用Fe2O3(s)表示的平均反应速率为_______g·min-1; T℃下该反应的K p =_____________________;T℃下若起始时向该容器中加入2molCH4(g)、4mol Fe2O3(s)、1molFe(s)、2mol H2(g)、2molCO(g),则起始时v (正)______v (逆) (填“>”、“<”或“=”)。
高考化学化学反应原理的综合热点考点难点含答案
高考化学化学反应原理的综合热点考点难点含答案一、化学反应原理1.氨基磺酸(H2NSO3H)是一元固体强酸,俗称“固体硫酸”,易溶于水和液氨,不溶于乙醇,在工业上常用作酸性清洗剂、阻燃剂、磺化剂等。
某实验室用尿素和发烟硫酸(溶有SO3的硫酸)制备氨基磺酸的流程如图:已知“磺化”步骤发生的反应为:①CO(NH 2)2(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s) ΔH<0②H 2NCONHSO3H+H2SO42H2NSO3H+CO2↑发生“磺化”步骤反应的装置如图1所示:请回答下列问题:(1)下列关于“磺化”与“抽滤”步骤的说法中正确的是____。
A.仪器a的名称是三颈烧瓶B.冷凝回流时,冷凝水应该从冷凝管的B管口通入C.抽滤操作前,应先将略小于漏斗内径却又能将全部小孔盖住的滤纸平铺在布氏漏斗中,稍稍润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上,再转移悬浊液D.抽滤结束后为了防止倒吸,应先关闭水龙头,再拆下连接抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管(2)“磺化”过程温度与产率的关系如图2所示,控制反应温度为75~80℃为宜,若温度高于80℃,氨基磺酸的产率会降低,可能的原因是____。
(3)“抽滤”时,所得晶体要用乙醇洗涤,则洗涤的具体操作是____。
(4)“重结晶”时,溶剂选用10%~12%的硫酸而不用蒸馏水的原因是____。
(5)“配液及滴定”操作中,准确称取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待测液。
取25.00mL待测液于锥形瓶中,以淀粉-碘化钾溶液做指示剂,用0.08000mol•L-1的NaNO2标准溶液进行滴定,当溶液恰好变蓝时,消耗NaNO2标准溶液25.00mL。
此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2,NaNO2的还原产物也为N2。
①电子天平使用前须____并调零校准。
称量时,可先将洁净干燥的小烧杯放在称盘中央,显示数字稳定后按____,再缓缓加样品至所需质量时,停止加样,读数记录。
②试求氨基磺酸粗品的纯度:____(用质量分数表示)。
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查的综合热点考点难点附详细答案
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查的综合热点考点难点附详细答案一、化学反应原理综合考查1.铁的许多化合物在生产、生活中有着广泛的应用,如FeCl 3是重要的金属蚀刻剂、水处理剂;影视作品拍摄中常用Fe (SCN )3溶液模拟血液;FeS 可用于消除水中重金属污染等。
(1)已知:①3Cl 2(g )+2Fe (s )=2FeCl 3(s ) ΔH 1=akJ ·mol -1②2FeCl 2(s )+Cl 2(g )=2FeCl 3(s ) ΔH 2=bkJ ·mol -1 则2FeCl 3(s )+Fe (s )=3FeCl 2(s ) ΔH 3=____。
(2)将c (FeCl 3)=0.2mol ·L -1的溶液与c (KSCN )=0.5mol ·L -1的溶液按等体积混合于某密闭容器发生反应:FeCl 3+3KSCNFe (SCN )3+3KCl ,测得常温下溶液中c (Fe 3+)的浓度随着时间的变化如图1所示;测得不同温度下t 1时刻时溶液中c [Fe (SCN )3]如图2所示。
①研究表明,上述反应达到平衡后,向体系中加入适量KCl 固体后,溶液颜色无变化,其原因是___,根据图1分析,在t 1、t 2时刻,生成Fe 3+的速率较大的是____时刻。
②常温下Fe 3++3SCN -Fe (SCN )3的平衡常数的值约为___,其它条件不变时,若向容器中加适量蒸馏水,则新平衡建立过程中v (正)___v (逆)(填“>”“<”或“=”)。
③根据图2判断,该反应的ΔH ___0(填“>”或“<”),图中五个点对应的状态中,一定处于非平衡态的是___(填对应字母)。
(3)利用FeS 可除去废水中的重金属离子,如用FeS 将Pb 2+转化为PbS 可消除Pb 2+造成的污染,当转化达到平衡状态时,废水中c (Fe 2+)=___c (Pb 2+)[填具体数据,已知K sp (PbS )=8×10-28,K sp (FeS )=6×10-18]。
2020-2021全国备战高考化学化学反应原理综合考查的综合备战高考真题汇总及答案
2020-2021全国备战高考化学化学反应原理综合考查的综合备战高考真题汇总及答案一、化学反应原理综合考查1.过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂,不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
常用于空气、器材的消毒,可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得,热化学方程式为:CH3COOH(aq)+H2O2(aq)⇌CH3CO3H(aq)+H2O(l) △H=-13.7K J/mol(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是____ 。
(2)利用上述反应制备760 9 CH3CO3H,放出的热量为____kJ。
(3)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀,在一定量硫酸催化下进行如下实验。
实验1:在25 ℃下,测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。
数据如图1所示。
实验2:在不同温度下反应,测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数,数据如图2所示。
①实验1中,若反应混合液的总质量为mg,依据图1数据计算,在0—6h间,v(CH3CO3H)=____ g/h(用含m的代数式表示)。
②综合图1、图2分析,与20 ℃相比,25 ℃时过氧乙酸产率降低的可能原因是_________。
(写出2条)。
(4) SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒,粒径分别为40 nm和70 nm。
病毒在水中可能会聚集成团簇。
不同pH下,病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。
依据图3、图4分析,过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是______【答案】高浓度易爆炸(或不稳定,或易分解) 137 0.1m/6 温度升高,过氧乙酸分解;温度升高,过氧化氢分解,过氧化氢浓度下降,反应速率下降随着pH升高,SV-1的团簇粒径减小,与过氧化氢接触面积增大,反应速率加快【解析】 【分析】(1)过氧乙酸(CH 3CO 3H)不稳定、易分解,高浓度易爆炸,为了安全市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%(2) 利用热化学方程式中各物质的系数代表各物质的物质的量来计算 (3) 结合图象分析计算 【详解】(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是不稳定、易分解,高浓度易爆炸。
高考化学大题逐空突破系列(全国通用)化学反应原理综合题型集训之催化剂、活化能与反应历程(附答案解析)
化学反应原理综合题型研究之催化剂、活化能与反应历程1.合成氨是目前最有效工业固氮的方法,可解决数亿人口生存问题。
回答下列问题:(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示由图可知合成氨反应12N 2(g)+32H 2(g)NH 3(g)的ΔH =________kJ·mol -1。
该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为__________________(2)工业合成氨反应为N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g),当进料体积比V (N 2)∶V (H 2)=1∶3时平衡气体中NH 3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:①500℃时,反应平衡常数K p (30MPa)____________K p (100MPa)。
(填“<”“=”或“>”)②500℃、30MPa 时,氢气的平衡转化率为________(保留两位有效数字),K p =________(MPa)-2(列出计算式)(3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观示意图如下,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂①阴极区生成NH 3的电极反应式为_____________________________②下列说法正确的是________(填标号)A .三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性B .该装置用金(Au)作催化剂的目的是降低N 2的键能C .选择性透过膜可允许N 2和NH 3通过,防止H 2O 进入装置2.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。
回答下列问题:(1)德国化学家F.Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3。
在1.01×105Pa、250℃时,将1mol N2和1mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450℃,测得NH3体积分数为0.025,则可判断合成氨反应为________(填“吸热”或“放热”)反应(2)在1.01×105Pa、250℃时,将2mol N2和2mol H2加入a L密闭容器中充分反应,H2平衡转化率可能为________ A.=4%B.<4%C.4%~7%D.>11.5%(3)我国科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了在铁掺杂W18049纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,获得较高的氨产量和法拉第效率。
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题型17 化学反应原理综合一、解题策略二、题型分类【典例1】【2019·课标全国Ⅰ,28】水煤气变换[CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题:(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H 2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H 2的物质的量分数为________(填标号)。
A .<0.25B .0.25C .0.25~0.50D .0.50E .>0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH ________0(填“大于”“等于”或“小于”)。
该历程中最大能垒(活化能)E 正=________eV ,写出该步骤的化学方程式________________________________。
(4)Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系(如图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的p H 2O 和p CO 相等、p CO 2和p H 2相等。
计算曲线a 的反应在30~90 min 内的平均速率v -(a)=________ kPa·min -1。
467 ℃时p H 2和p CO 随时间变化关系的曲线分别是________、________。
489 ℃时p H 2和p CO 随时间变化关系的曲线分别是________、________。
【答案】(1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH *+H *+H 2O *===COOH *+2H *+OH *(或H 2O *===H *+OH *) (4)0.004 7 b c a d 【解析】(1)由题给信息①可知,H 2(g)+CoO(s)Co(s)+H 2O(g)(ⅰ) K 1=c (H 2O )c (H 2)=1-0.025 00.025 0=39,由题给信息②可知,CO(g)+CoO(s)Co(s)+CO 2(g)(ⅱ) K 2=c (CO 2)c (CO )=1-0.019 20.019 2≈51.08。
相同温度下,平衡常数越大,反应倾向越大,故CO 还原氧化钴的倾向大于H 2。
(2)第(1)问和第(2)问的温度相同,利用盖斯定律,由(ⅱ)-(ⅰ)得CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) K =K 2K 1=51.0839≈1.31。
设起始时CO(g)、H 2O(g)的物质的量都为1 mol ,容器体积为1 L ,在721 ℃下,反应达平衡时H 2的物质的量为x mol 。
CO (g )+H 2O (g )H 2(g )+CO 2(g )起始 1 mol 1 mol 00转化x molx mol x mol x mol 平衡(1-x ) mol(1-x ) molx molx molK =x 2(1-x )2=1.31,若K 取1,则x =0.5,φ(H 2)=0.25;该反应前后气体物质的量不变,当等物质的量反应物全部反应,氢气所占物质的量分数为50%,但反应为可逆反应,不能进行彻底,氢气的物质的量分数一定小于50%,故选C 。
(3)观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知,终态物质相对能量低于始态物质相对能量,说明该反应是放热反应,ΔH 小于0。
过渡态物质相对能量与起始态物质相对能量相差越大,活化能越大,由题图知,最大活化能E 正=1.86 eV -(-0.16 eV)=2.02 eV ,该步起始物质为COOH *+H *+H2O *,产物为COOH *+2H *+OH *。
(4)由题图可知,30~90 min 内v -(a)=(4.08-3.80) kPa 90 min -30 min=0.004 7 kPa·min -1。
水煤气变换中CO 是反应物,H 2是产物,又该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,重新达到平衡时,H 2的压强减小,CO 的压强增大。
故a 曲线代表489 ℃时,p H 2随时间变化关系的曲线,d 曲线代表489 ℃时p CO 随时间变化关系的曲线,b 曲线代表467 ℃时p H 2随时间变化关系的曲线,c 曲线代表467 ℃时p CO 随时间变化关系的曲线。
【典例2】【2019·课标全国Ⅱ,27】)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
回答下列问题: (1)已知:(g)===(g)+H 2(g)ΔH 1=100.3 kJ·mol -1 ① H 2(g)+I 2(g)===2HI(g) ΔH 2=-11.0 kJ·mol -1 ② 对于反应:(g)+I 2(g)===(g)+2HI(g) ③ΔH 3=________ kJ·mol -1。
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为________,该反应的平衡常数K p=________Pa。
达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有________(填标号)。
A.通入惰性气体B.提高温度C.增加环戊烯浓度D.增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。
不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是________(填标号)。
A.T1>T2B.a点的反应速率小于c点的反应速率C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1(4)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2,结构简式为],后者广泛应用于航天、化工等领域中。
二茂铁的电化学制备原理如图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF 为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为________,总反应为_______________________。
电解制备需要在无水条件下进行,原因为__________________。
【答案】(1)89.3(2)40% 3.56×104BD(3)CD(4)Fe电极Fe+2===+H2↑(或Fe+2C 5H 6===Fe(C 5H 5)2+H 2↑) 水会阻碍中间物Na 的生成;水会电解生成OH -,进一步与Fe 2+反应生成Fe(OH)2【解析】(1)根据盖斯定律,由反应①+反应②得反应③,则ΔH 3=ΔH 1+ΔH 2=(100.3-11.0) kJ·mol -1=+89.3 kJ·mol -1。
(2)设容器中起始加入I 2(g)和环戊烯的物质的量均为a ,平衡时转化的环戊烯的物质的量为x ,列出三段式:(g )+I 2(g )===(g )+2HI (g )起始:a a 00转化:x x x 2x 平衡:a -xa -xx2x根据平衡时总压强增加了20%,且恒温恒容时,压强之比等于气体物质的量之比,得a +a (a -x )+(a -x )+x +2x =11.2,解得x =0.4a ,则环戊烯的转化率为0.4aa ×100%=40%,平衡时(g)、I 2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为p 总4、p 总4、p 总6、p 总3,则K p =p 总6×(p 总3)2p 总4×p 总4=827p 总,根据p 总=1.2×105Pa ,可得K p =827×1.2×105 Pa≈3.56×104 Pa 。
通入惰性气体,对反应③的平衡无影响,A 项不符合题意;反应③为吸热反应,提高温度,平衡正向移动,可提高环戊烯的平衡转化率,B 项符合题意;增加环戊烯浓度,能提高I 2(g)的平衡转化率,但环戊烯的平衡转化率降低,C 项不符合题意;增加I 2(g)的浓度,能提高环戊烯的平衡转化率,D 项符合题意。
(3)由相同时间内,环戊二烯浓度减小量越大,反应速率越快可知,T 1<T 2,A 项错误;影响反应速率的因素有温度和环戊二烯的浓度等,a 点时温度较低,但环戊二烯浓度较大,c 点时温度较高,但环戊二烯浓度较小,故无法比较a 点和c 点的反应速率大小,B 项错误;a 点和b 点温度相同,a 点时环戊二烯的浓度大于b 点时环戊二烯的浓度,即a 点的正反应速率大于b 点的正反应速率,因为b 点时反应未达到平衡,b 点的正反应速率大于逆反应速率,故a 点的正反应速率大于b 点的逆反应速率,C 项正确;b 点时,环戊二烯的浓度减小0.9 mol·L -1,结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的12,可知二聚体的浓度为0.45 mol·L -1,D 项正确。
(4)结合图示电解原理可知,Fe 电极发生氧化反应,为阳极;在阴极上有H 2生成,故电解时的总反应为Fe +2===+H 2↑或Fe +2C 5H 6===Fe(C 5H 5)2+H 2↑。
结合相关反应可知,电解制备需在无水条件下进行,否则水会阻碍中间产物Na 的生成,水电解生成OH -,OH -会进一步与Fe 2+反应生成Fe(OH)2,从而阻碍二茂铁的生成。
1.氮元素有多种氧化物。
请回答下列问题:(1)已知:H2的燃烧热ΔH为-285.8 kJ·mol-1。
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)ΔH=+133 kJ·mol-1H2O(g)===H2O(l)ΔH=-44 kJ·mol-1则4H2(g)+2NO2(g)===4H2O(g)+N2(g)ΔH=________。
(2)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得数据如下:时间/s20406080100c(NO2)/(mol·L-1)0.120.200.260.300.30①0~40 s内,v(NO2)=________mol·L-1·s-1。
②升高温度时,气体颜色加深,则上述反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。