【南方凤凰台】2021版高考化学二轮温习 专题九 化学反映原理综合题型研究提优检测与评估(1)

专题九化学反映原理综合题型研究
非选择题
1. 甲醇是一种可再生能源,具有普遍的开发和应用前景。

(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 275.6 kJ·mol-1
②H2O(l)H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式: 。

(2)工业上一样采纳以下两种反映合成甲醇:
反映A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反映B:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),别离加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反映,反映相同时刻后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反映温度T的关系曲线如右图所示,那么上述CO2转化为甲醇的反映的ΔH1(填“>”、“=”或“<”)0。

相关于反映A,反映B的优势是。

②关于反映A,假设容器容积不变,以下方法可增加甲醇产率的是(填字母)。

A. 升高温度
B. 增加CO2的量
C. 充入He,使体系总压强增大
D. 按原比例再充入CO2和H2
③某温度下,将4 mol CO和12 mol H2充入2 L密闭容器中发生反映B,达到平稳后,测得c(CO)=0.5 mol·L-1,那么该温度下反映的平稳常数为。

④某种甲醇-空气燃料电池是采纳铂作为电极,稀硫酸作电解质溶液。

其工作时负极的电极反映式可表示为。

2. (2021·徐州模拟)通常状况下,过氧化氢是一种无色透明的液体,在实验室和生产中应用普遍。

(1)火箭推动器中别离装有联氨(N2H4)和过氧化氢,它们发生反映的热化学方程式如下:
N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642.2 kJ·mol-1
又知:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.4 kJ·mol-1
H2O(l)H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
请写出N2H4(l)与O2(g)反映生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式: 。

(2) H2O2是一种二元弱酸,其第一步电离的电离方程式为。

(3)过二硫酸铵法是目前最流行的制备H2O2的方式,即电解含H2SO4的(NH4)2SO4溶液制取(NH4)2S2O8,如右图所示,再加热水解即可得H2O2和(NH4)2SO4。

①电解时,阳极的电极反映式为。

②写诞生成H2O2的反映的化学方程式: 。

(4) Fenton法经常使用于处置含难降解有机物的工业废水,一般是在调剂好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能降解有机污染物p CP。

操纵p CP的初始浓度相同,在不同实验条件下进行如下实验,测得p CP的浓度随时刻转变关系如右图所示。

实验编号T/K pH
c/10-3 mol·L-1
H2O2Fe2+
Ⅰ2983 6.00.30
Ⅱ3133 6.00.30
Ⅲ29810 6.00.30
①请依如实验Ⅰ的曲线,计算降解反映在50150 s内的反映速度v(p CP)= mol·L-1·s-1。

②实验Ⅰ、Ⅱ说明,升高温度,降解反映速度增大。

但温度太高时反而致使降解反映速度减小,请分析缘故: 。

③实验Ⅲ得出的结论是:pH=10时, 。

3. (2020·南京三模)随着氮氧化物污染的日趋严峻,国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的操纵力度。

目前,排除氮氧化物污染有多种方式。

(1)用活性炭还原法处置氮氧化物。

有关反映为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH。

某研究小组向某密闭容器加入必然量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反映,反映进行到不同时刻测得各物质的浓度如下:
浓度
/mol·L-1时间/min
NO N2CO2
00.10000
100.0580.0210.021
200.0400.0300.030
300.0400.0300.030
400.0320.0340.017
500.0320.0340.017
①T1℃时,该反映的平稳常数K= (保留两位小数)。

②30 min后,改变某一条件,反映从头达到平稳,那么改变的条件可能是。

③若30 min后升高温度至T2℃,达到平稳时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5∶3∶3,那么该反映的ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。

(2)用CH4催化还原氮氧化物能够排除氮氧化物的污染。

已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
③H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反映生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式: 。

(3)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示,在利用进程中石墨Ⅰ电极反映生成一种氧化物Y,有关电极反映式为。

4. 硼酸在玻璃制造和医药领域应用普遍。

(1)元素周期表中存在“对角线”规那么,硼与硅的某些化学性质类似,写出硼酸(H3BO3)加热至300 ℃时分解取得相应氧化物的化学方程式: 。

(2)硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反映:
H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq) K=5.7×10-10(298 K)
①实验中不慎将NaOH沾到皮肤时,用大量水洗后要涂上硼酸溶液。

写出硼酸与NaOH反映的离子方程式: 。

②计算25 ℃时0.7 mol·L-1硼酸溶液中H+的浓度。

(写出计算进程,计算结果保留一名小数)
(3)已知298 K碳酸、醋酸的电离常数,以下说法中正确的选项是(填字母)。

A. 碳酸钠溶液滴入硼酸中能观看到有气泡产生
B. 碳酸钠溶液滴入醋酸中能观看到有气泡产生
C. 等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较,pH:前者>后者
D. 等物质的量浓度的碳酸氢钠溶液和醋酸钠溶液比较,pH:前者>后者
5. (2020·浙江高考)某研究小组在实验室探讨氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反映平稳常数和水解反映速度的测定。

(1)将必然量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平稳:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。

实验测得不同温度下的平稳常数列于下表:
温度/℃15.020.025.030.035.0
5.78.312.017.124.0
平衡总压强
/kPa
2.4×10-3
3.4×10-3
4.8×10-3 6.8×10-39.4×10-3
平衡气体总浓
度/mol·L-1
①能够判定该分解反映已经达到平稳的标志是(填字母)。

A. 2v(NH3)=v(CO2)
B. 密闭容器中总压强不变
C. 密闭容器中混合气体的密度不变
D. 密闭容器中氨气的体积分数不变
②依照表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平稳常数: 。

③取必然量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0 ℃下达到分解平稳。

假设在恒温下紧缩容器体积、氨基甲酸铵固体的质量(填“增加”、“减少”或“不变”)。

④氨基甲酸铵分解反映的焓变ΔH (填“>”、“=”或“<”,下同)0。

熵变ΔS 0。

(2)已知:NH2COONH4+2H2O NH4HCO3+NH3·H2O。

该研究小组别离用三种不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反映速度,取得c(NH2COO-)随时刻的转变趋势如右图所示。

①计算25.0 ℃时,06 min氨基甲酸铵水解反映的平均速度: 。

②依照图中信息,如何说明该水解反映速度随温度升高而增大? 。

6. 将煤气化转化成合成气,然后通过一碳化工线路合成各类油品和石化产品是一碳化工的极为重要的领域,具有广漠的前景,在以后相当一段时期将成为一碳化工的要紧领域。

除去水蒸气后的水煤气含55%59%的H2,15%18%的CO,11%13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采纳催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,取得CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成。

水煤气法制甲醇的工艺流程图如下:
(1)制水煤气的要紧化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反映是吸热反映。

①此反映的化学平稳常数表达式为。

②以下能增大碳的转化率的方法是(填字母)。

A. 加入C(s)
B. 加入H2O(g)
C. 升高温度
D. 增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采纳催化转化技术,其反映原理为CH4(g)+ O2(g)CO(g)+2H2O(g)
ΔH=-519 kJ·mol-1。

工业上要选择适合的催化剂,别离对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同):
①X在T1℃时催化效率最高,能使正反映速度加速约3×105倍
②Y在T2℃时催化效率最高,能使正反映速度加速约3×105倍
③Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反映速度加速约1×106倍
已知:T1>T2>T3,依照上述信息,你以为在生产中应该选择的适宜催化剂是(填“X”、“Y”或“Z”),选择的理由是。

(3)合成气经紧缩升温后进入10 m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,要紧反映如下:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH =-90.8 kJ·mol-1,T4℃下此反映的平稳常数为160。

此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反映进行到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质H2CO CH3OH
浓度/mol·L-10.20.10.4
比较现在正、逆反映速度的大小:v正(填“>”、“<”或“=”)v逆。

(4)生产进程中,合成气要进行循环,其目的是。

7. 科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方式。

曾有实验报导:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反映,生成的要紧产物为NH3。

进一步研究NH3生成量与温度的关系,部份实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反映时刻3 h):
T/K303313323353
NH3生成量
4.8
5.9
6.0 2.0
/10-6 mol
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2 kJ·mol-1
回答以下问题:
(1)请在座标图中画出上述反映在有催化剂与无催化剂两种情形下反映进程中体系能量转变示用意,并进行必要标注。

(2)与目前普遍利用的工业合成氨方式相较,该方式中固氮反映速度慢。

请提出可提高其反映速度且增大NH3生成
量的建议: 。

(3)工业合成氨的反映为N2(g)+3H 2(g)2NH3(g)。

设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反映在必然条件下达到平稳时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反映体系中总的物质的量之比)为。

计算:
①该条件下N2的平稳转化率。

②该条件下反映2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平稳常数。

8. 甲酸甲酯水解的化学方程式为HCOOCH3(l)+H2O(l)HCOOH(l)+CH3OH(l) ΔH>0。

某小组通过实验研究该反映(反映进程中体积转变忽略不计)。

反映体系中各组分的起始量如下表:
组分HCOOCH3H2O HCOOH CH3OH
1.00 1.990.010.52
物质的量
/mol
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反映时刻(t)的转变如以下图:
(1)依照上述条件,计算不同时刻范围内甲酸甲酯的平均反映速度,结果见下表:
05101520253035404550557580反应时间范围
/min
平均反应速率
1.97.47.8 4.4 1.60.80.0
/10-3 mol·min-1
请计算1520 min范围内甲酸甲酯的减少量为mol,甲酸甲酯的平均反映速度为mol·min-1。

(不要求写出计算进程)
(2)依据以上数据,写出该反映的反映速度在不同时期的转变规律及其缘故: 。

(3)上述反映的平稳常数表达式为那么该反映在温度T1℃下的K值为。

(4)其他条件不变,仅改变温度为T2℃(T2>T1),请在上图中画出温度T2℃下甲酸甲酯转化率随反映时刻转变的预期结果示用意。

专题九化学反映原理综合题型研究
1. (1)CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-725.8 kJ·mol-1(2)①<无副产物生成,原子利用率高②BD③④CH3OH+H2O-6e-6H++CO2
2. (1) N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)ΔH=-621.8 kJ·mol-1(2) H2O2H+H+(3)①
2S-2e-S2
②(NH4)2S2O8+2H2O H2O2+(NH4)2SO4+H2SO4
(4)①8.0×10-6②过氧化氢在温度太高时迅速分解③反映速度趋向于零
3. (1)①0.56 ②减小CO2的浓度③<
(2) CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1
(3) NO2+N-e-N2O5
4. (1) 2H3BO3B2O3+3H2O↑
(2)①H3BO3+OH-[B(OH)4]-
②H3BO3(aq)+H2O (l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)
起始浓度/mol·L-1:
0.70 0 0
转化浓度/mol·L-1:
x x x
平稳浓度/mol·L-1:
0.70-x x x
得出x=2.0×10-5mol·L-1
(3) BD
5. (1)①B、C ②K=c(CO2)·c2(NH3)=1.6×3.22×10-9=1.64×10-8(mol·L-1) ③增加④> > (2)①0.05 mol·L-1·min-1②25.0 ℃时,反映物的起始浓度较小,但06 min的平均反映速度(曲线的斜率)仍比15.0 ℃时的大
6. (1) ②BC (2) Z 催化效率高且活性温度低(或催化活性高,速度快,反映温度低,产率高) (3)> (4)提高原料利用率(或提高产量、产率)
7. (1)
(2)升高温度,增大反映物N2的浓度,不断移诞生成物离开反映体系
(3)①66.7% ②0.005
8. (1) 0.045 9.0×10-3(2)①反映初期:尽管甲酸甲酯的量较大,但甲酸量很小,催化成效不明显,反映速度较慢。

②反映中期:甲酸量慢慢增多,催化成效显著,反映速度明显增大。

③反映后期:甲酸量增加到必然程度后,浓度对反映速度的阻碍成主导因素,专门是逆反映速度的增大,使总反映速度慢慢减小,直至为零。

该反映中甲酸具有催化作用
(3) 0.14
(4)。