专题04 大题好拿分【提升版】(20题)-2017-2018学年下学期期末复习备考高二化学黄金30题(教师版)含解析

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1.3,4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体,微溶于水,实验室可用KMnO4氧化3,4−亚甲二氧基苯甲醛制备,其反应方程式为
实验步骤如下:
步骤1:向反应瓶中加入3,4−亚甲二氧基苯甲醛和水,快速搅拌,于70~80℃滴加KMnO4溶液。

反应结束后,加入KOH溶液至碱性。

步骤2:趁热过滤,洗涤滤饼,合并滤液和洗涤液。

步骤3:对合并后的溶液进行处理。

步骤4:抽滤,洗涤,干燥,得3,4−亚甲二氧基苯甲酸固体。

(1)步骤1中,反应结束后,若观察到反应液呈紫红色,需向溶液中滴加NaHSO3溶
液,转化为_____________(填化学式);加入KOH溶液至碱性的目的是____________________________。

(2)步骤2中,趁热过滤除去的物质是__________________(填化学式)。

(3)步骤3中,处理合并后溶液的实验操作为__________________。

(4)步骤4中,抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

【答案】(1)SO42−将反应生成的酸转化为可溶性的盐
(2)MnO2
(3)向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀
(4)布氏漏斗
【解析】分析:(1)反应结束后,反应液呈紫红色,说明KMnO4过量,KMnO4具有强氧化性将HSO3-氧化成SO42-。

根据中和反应原理,加入KOH将转化为可溶于水的。

(2)MnO2难溶于水,步骤2中趁热过滤是减少的溶解,步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。

(3)步骤3中,合并后的滤液中主要成分为,为了制得,需要将合并后的溶液进行酸化。

点睛:本题以“3,4−亚甲二氧基苯甲酸的制备实验步骤”为背景,侧重了解学生对《实验化学》模块的学习情况,考查物质的分离和提纯、实验步骤的补充、基本实验装置和仪器、利用所学知识解决问题的能力,解题的关键是根据实验原理,整体了解实验过程,围绕实验目的作答。

2.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。

回答下列问题:
(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。

其光解反应的化学方程式为:2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为______________。

(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。

①通入氮气的目的是________________________________________。

②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断
热分解产物中一定含有___________、___________。

③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是_____________________________。

④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是:
________________。

(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。

①称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1KMnO4溶液滴定
至终点。

滴定终点的现象是___________________________。

②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到
锥形瓶中。

加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。

该晶体中铁的质量分数的表达式为________________________________。

【答案】3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置CO2CO先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含
有Fe2O3粉红色出现
详解:(1)光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑,反应后有草
点睛:本题主要是考查物质分解产物检验、元素含量测定等实验方案设计与评价,题目难度中等,明确实验原理和相关物质的性质是解答的关键。

关于化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2,气体点燃前先验纯等);防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”,白磷切割宜在水中进行等);污染性的气体要进行尾气处理;
有粉末状物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞;防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施,以保证达到实验目的)。

3.硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol−1)可用作定影剂、还原剂。

回答下列问题:
(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10−10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10−5。

市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:
试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。

测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在
__________中溶解,完全溶解后,全部转移至100mL的_________中,加蒸馏水
至____________。

②滴定:取0.00950mol·L−1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过
量KI,发生反应:Cr2O72−+6I−+14H+3I2+2Cr3++7H2O。

然后用硫代硫酸钠样品溶
液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32−S4O62−+2I−。

加入淀粉溶液作为指示
剂,继续滴定,当溶液__________,即为终点。

平行滴定3次,样品溶液的平均用
量为24.80mL,则样品纯度为_________%(保留1位小数)。

【答案】③加入过量稀盐酸④出现乳黄色浑浊⑤(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液⑥产生白色沉淀烧杯容量瓶刻度蓝色褪去95.0
【解析】分析:本题考查的是化学实验的相关知识,主要包括两个方面一个是硫酸根离子的检验,一个是
点睛:本题考查的知识点比较基本,其中第一问中的硫代硫酸钠样品中硫酸根离子的检验,在2014年的天津、山东、四川高考题中都出现过,只要注意到有刺激性气味气体就可以准确作答。

4.自然界水体中的碳元素主要以碳酸盐、碳酸氢盐和有机物形式存在。

水体中有机物含量
是水质的重要指标,常用总有机碳衡量(总有机碳=)。

某学生兴趣小组用如下实验方法测定采集水样的总有机碳。

步骤1:量取50mL水样,加入足量硫酸,加热,通N2,并维持一段时间(装置见右图,夹持类仪器省略)。

步骤2:再向水样中加入过量的K2Cr2O7溶液(可将有机物中的碳元素氧化成CO2),加热,
充分反应,生成的CO2完全被100mL0.205mol·L-1的Ba(OH)2溶液吸收。

步骤3:将吸收CO2后的浊液过滤并洗涤沉淀,再将洗涤得到的滤液与原滤液合并,加水配制成500mL溶液。

量取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入指示剂,并滴加0.05000 mol·L-1的H2C2O4溶液,发生反应:Ba(OH)2+H2C2O4===BaC2O4↓+2H2O,恰好完全反应时,共消耗H2C2O4溶液20.00mL。

(1)步骤1的目的是________。

(2)计算水样的总有机碳(以mg·L-1表示),并写出计算过程。

____________
(3)用上述实验方法测定的水样总有机碳一般低于实际值,其原因可能是
__________________________________________。

(4)高温燃烧可将水样中的碳酸盐、碳酸氧盐和有机物所含碳元素转化为CO2,结合高温燃烧的方法,改进上述实验。

①请补充完整改进后的实验方案:取V L的水样,分为两等份;将其中一份水样高温燃
烧,测定生成CO2的物质的量为n1mol;____________________________________,测定生成CO2的物质的量为n2mol。

②利用实验数据计算,所取水样的总有机碳为________mg·L-1(用含字母的代数式表
示)。

【答案】将水样中的CO和HCO转化为CO2,并将CO2完全赶出n(H2C2O4)=
=1.000×10-3mol,与H2C2O4反应的Ba(OH)2的物质的量n1[Ba(OH)2]=n(H2C2O4)=1.000×10-3mol与CO2反应的Ba(OH)2的物质的量
n2[Ba(OH)2]=-1.000×10-3mol×=5.000×10-4 mol,由水样中有机物转化而成CO2的物质的量,n(CO2)=n2[Ba(OH)2]=5.000×10-4 mol,水样中有机物所含碳元素的物质的量n(C)=n(CO2)=5.000×10-4mol,水样的
总有机碳==120mg·L-1加热过程中,损失了部分易挥发有机物向另一份水样中加入足量硫酸,加热,通N2,维持一段时

(1)碳酸盐与稀硫酸反应生成二氧化碳,则步骤1的目的是将水样中的CO32-和HCO3【解析】
-转化为CO

2
5.已知硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]俗称莫尔盐,其摩尔质量为392g/mol,可溶于水,在100℃~ 110℃时分解。

为探究其化学组成,甲乙两同学设计了如下实验。

Ⅰ.探究莫尔盐晶体加热时的分解产物。

(1)甲同学设计如下图所示的装置进行实验,装置C中可观察到的现象是溶液变红,由此可知分解产物中有_____________。

(2)乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g)。

为验证产物的存在,用下列装置进行实验:
①乙组同学的实验中,装置依次连接的合理顺序为A→H→
__________________________→G
②证明含有SO3的实验现象是_______________。

II.为测硫酸亚铁铵纯度,称取m g莫尔盐样品,配成500mL溶液。

甲、乙两同学设计了如下两个实验方案。

甲方案:取25.00mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol•L-1的酸性K2Cr2O7溶液分三次进行滴定。

乙方案:(通过NH4+测定)设计装置如下图所示。

取25.00mL样品溶液进行该实验。

(1)滴定过程中,酸性K2Cr2O7溶液应装在_____________滴定管中。

甲方案中的离子方程式为_________________________________。

(2)乙方案中量气管中最佳试剂是______(填字母)。

A.水B.饱和NaHCO3溶液C.CC14
(3)乙方案中收集完气体并恢复至室温,读数前应进行的操作是______________________________。

(4)若测得NH3(已折算为标准状况下)为VL,则硫酸亚铁铵纯度为___________。

(用含V、m的式子表示)
【答案】NH3F→D→E F中出现白色沉淀酸式Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O c
上下移动量气管(滴定管),使左右两边液面相平175V/m×100%或×100% 【解析】分析:I.(1)根据莫尔盐的组成,莫尔盐受热分解产生的使酚酞溶液变红的气体为NH3。

①根据上述分析,装置的合理连接顺序为A→H→F→D→E→G。

②证明含有SO3的实验现象是:装置F中出现白色沉淀。

II.(1)酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性,应装在酸式滴定管中。

Cr2O72-将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,1molCr2O72-参与反应得到6mol电子,1molFe2+参与反应失去1mol 电子,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,甲方案中的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

(2)根据乙方案的装置,硫酸亚铁铵溶液与CaO反应产生NH3,用碱石灰除去NH3中的H2O(g),用量气法量取NH3的体积。

a项,由于NH3极易溶于水,水能吸收NH3;b 项,由于NH3极易溶于水
6.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
相关金属离子[c0(M n+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。

(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________;氧化除杂工序中ZnO的作用是____________,若不通入氧气,其后果是________________。

(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。

(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。

【答案】ZnS+O2ZnO+SO2PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2+ Zn+Cd2+Zn2++Cd Zn2++2e-Zn溶浸
【解析】分析:焙烧时硫元素转化为SO2,然后用稀硫酸溶浸,生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉,二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣,由于硫酸铅不溶于水,因此滤渣1中还含有硫酸铅。

由于沉淀亚铁离子
7.铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料。

利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的流程如下:
(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有___________________(写出一种)。

(2)①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,则另一个反应的离子方程式为:___________;
②FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的方法是___________。

(3)①“沉淀”时,需控制pH不宜过高,否则生成的FeCO3中可能混有___杂质;
②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式:___________________;
③所得FeCO3需充分洗涤,检验沉淀已洗涤干净的方法是_________________。

(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,则与FeCO3反应的物质为_________(填化学式)。

(5)FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。

现煅烧34.8g的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物23.76g。

则Fe2O3的质量为______ g。

【答案】适度加热、适量增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S取少量溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明其中含有Fe3+,反之,未反应完全;Fe(OH)2FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+FeCO3↓+H2O+CO2↑取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稍过量稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净O2、H2O21.6
【解析】烧渣(主要成分Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)用硫酸浸取,过滤后含有硫酸铁、硫酸亚铁、
滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净;
(4)红褐色固体是Fe(OH)3,FeCO3、H2O和O2反应生成Fe(OH)3和CO2;(5)在空气中煅烧FeCO3生成氧化铁和氧化亚铁,设Fe2O3的物质的量为x mol,FeO的物质的量为y mol,根据化学反应前后铁元素守恒可得:①2x+y=0.3,②160x+72y=23.76,联立解得x=0.135,可知Fe2O3的质量为21.6g。

点睛:本题考查化学平衡常数的应用、原电池原理等。

从微观角度计算反应热,化学反应原理的综合利用,化学平衡常数的计算,平衡标志的判断,图像解析,原电池电极方程式的考查和计算。

8.三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O) (相对分子质量为990)简称“三盐”,白色或微黄色粉末,热稳定性能优良,主要用作聚氯乙烯的热稳定剂。

“三盐”是由可溶性铅盐中加入硫酸生成硫酸铅,再加氢氧化钠而制得。

以100.0吨铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。

已知:(1)Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13;(2)铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用。

请回答下列问题:
(1)写出步骤①“转化”的化学方程式______________________________________。

(2)步骤③“酸溶”,最适合选用的酸为______________,为提高酸溶速率,可采取的
措施是__________(任意写出一条)。

(3)若步骤④沉铅”后的滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5mol/L,则此时c(SO42-)=______mol/L。

(4)从原子利用率的角度分析该流程的优点为_______________________。

(5)步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为____________________________。

若得到纯净干燥的三盐49.5t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为__ % (结果保留一位小数)
【答案】PbSO4+Na2CO3=PbCO3↓+Na2SO4硝酸(或HNO3) 适当升温(适当增加硝酸浓度、减小滤渣颗粒大小等合理答案均可) 1×10-3滤液2(HNO3溶液)可以循环利用
4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O51.8
【解析】分析:由于PbSO4溶解度较大,又不溶于稀酸,而PbCO3溶解度小,能溶于稀酸,为提高原料的利用率,加入碳酸钠将硫酸铅转化为碳酸铅,然后用硝酸将PbO、Pb和PbCO3转化为可溶性铅盐,再
9.K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体的原料,以硫酸工业的尾气为原料联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如图所示。

回答下列问题:
(1)Mn3O4中的Mn元素有+2价和+3价两种情况,则Mn3O4中+2价与+3价Mn元素的物质的量之比为__________________________。

(2)“反应I”________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,为提高反应的反应速率,可采取的措施有____________________________(答出一条即可)。

(3)“反应II”的反应原理是___________________________。

(4)试剂a的电子式为_________________________。

(5)“一系列操作”指____________________,该过程用到的非玻璃仪器为_______________。

(6)流程图中“煅烧”操作的温度与剩余固体质量变化曲线如图所示。

则产物A的化学式为______________,产物B的化学式为__________。

【答案】1:2是采用CaCO3粉末(或适当增大反应温度,合理即可)微溶的CaSO4转
化为难溶的CaCO3蒸发浓缩,冷却结晶,过滤蒸发皿MnSO4 Mn3O4
【解析】分析:硫酸工业的尾气中含有二氧化硫,反应Ⅰ是用碳酸钙、二氧化硫反应生成亚硫酸钙,再被
10.冰晶石(Na3AlF6)微溶于水,工业上用萤石(CaF2含量为96%)、二氧化硅为原料,采用氟硅酸钠法制备冰晶石,其工艺流程如下:
(1)Na3AlF6中氟、铝以共价键结合,写出Na3AlF6中所含阳离子的电子式
________________,滤渣A的主要成分是_______________________(填名称)。

(2)为探究适合“酸浸”的条件,取4份相同样品进行实验,所得结果如下表所示:
①实验3比实验2获得Na2SiF6的质量低的原因可能是___________________。

②选择“酸浸”时所采用的最适合条件为____________________________。

(3)写出反应③的离子方程式:______________________________。

(4)“操作ⅰ”不能用硅酸盐质设备进行分离的原因__________________________。

(5)经测定,操作ⅰ所得滤液中所含杂质中K+浓度为0.05mol·L-1,当Na+浓度降为
0.01mol·L-1时,若不考虑其它离子影响和溶液体积变化,K+___________(填“是”或
“否”)开始沉淀。

(已知25℃时,K sp(Na3AlF6)=4.0×10-10,K sp(K3AlF6)=6.0·10-8) 【答案】Na+硫酸钙温度过高,HF挥发,造成获得Na2SiF6的质量降低35%H2SO4、60~70℃3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3++2H2O滤液中F-水解生成的HF腐蚀硅酸盐质设备否
【解析】(1)Na3AlF6中氟、铝以共价键结合,Na3AlF6中所含阳离子为钠离子,电子式为Na+;
根据图示,
11.磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。

溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
(1)上述流程中能加快反应速率的措施有__________。

(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4
①该反应体现出酸性关系:H3PO4__________H2SO4(填“>”或“<”)。

②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,__________。

(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。

写出生成HF的化学方程式:__________。

(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。

相同投料比、
相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。

80℃后脱除率变化的原因:____________________。

(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42−残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________。

(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L−1NaOH 溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。

(已知:H3PO4摩尔质量为98g·mol−1)
【答案】研磨、加热<核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P <S2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑80℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低CaSO4微溶BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑
+H2O+2
【解析】分析:磷精矿粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏,粗磷酸经过脱有机碳、脱硫等步骤获得精制磷酸。

(4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,
(6)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1:2,n(H3PO4)=n(NaOH)=bmol/L c10-3L=mol,m(H3PO4)=mol98g/mol=
g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的质量分数为。

点睛:本题以磷精矿湿法制备磷酸的工艺流程为载体,考查影响化学反应速率的因素、“强酸制弱酸”的复分解反应规律、元素周期律、指定情境下方程式的书写、物质含量的计算等。

解题时必须利用所学知识结合流程分析,如第(5)问注意脱硫的反应是在粗磷酸中进行的,BaCO3或CaCO3中碳元素最终变为CO2;第(6)问中H3PO4与NaOH物质
的量之比的确定等。

12.苯乙烯是重要的基础有机化工原料。

工业中以乙苯(C 6H 5-CH 2CH 3)为原料,采用催化
脱氢的方法制取苯乙烯(C 6H 5-CH =CH 2)的反应方程式:
△H (1)已知:
计算上述反应的△H =________ kJ ·mol -1。

(2)一定条件下,在体积不变的密闭容器中,反应过程中各物质浓度随时间变化的关系如下图所示。

在t 1时刻加入H 2,t 2时刻再次达到平衡。

物质X 为__________,判断理由是_______________________。

(3)在体积为2L 的恒温密闭容器中通入2mol 乙苯蒸汽,2分钟后达到平衡,测得氢气的浓度是0.5mol /L ,则乙苯蒸汽的反应速率为_________________;维持温度和容器体积不变,向上述平衡中再通入1mol 氢气和1mol 乙苯蒸汽,则v 正_______v 逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(4)实际生产时反应在常压下进行,且向乙苯蒸气中掺入水蒸气,利用热力学数据计算得到温度和投料比M 对乙苯平衡转化率的影响可用如图表示。

[M =n (H 2O )/n (乙苯)]
①比较图中A、B两点对应的平衡常数大小:K A________K B
②图中投料比(M1、M2、M3)的大小顺序为________。

【答案】124乙苯加入H2后平衡向左移动,乙苯浓度增大0.25mol·L-1·min-1等于< M1>M2>M3
【解析】分析:(1)ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量;
点睛:压强对平衡状态的影响是解答的难点和易错点,注意以下几点:气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似;对于反应前后气体分子数无变化的反应,压强的变化对其平衡无影响;同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响。

13.空气质量评价的主要污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等物质。

研究脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点,对于消除环境污染有重要意义。

(1)已知催化剂存在的条件下H2可以将NO还原为N2。

下图是一定条件下H2还原NO 生成N2和1mol水蒸气的能量变化示意图。

写出该反应的热化学方程式__________________ 。

(ΔH用E1、E2、E3表示)
(2)升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。

某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
I.2NO(g)⇌N2O2(g)(快);v1正=k1正.c2(NO);v1逆=k1逆.c(N2O2) △H1<0
II.N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢);v2正=k2正.c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆.c2(NO2) △H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=__________________。

②决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应II,反应I的活化能E1与反应II的活化能E2的大小关系为E1___E2(填“>”、“<”或“=”)。

根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是___。

A.k2正增大,c(N2O2)增大
B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小
D.k2正减小,c(N2O2)增大
③由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用图表示。

当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为____(填字母)。

(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。

已知甲池中发生的反应为:
①装置中H+从__________ 移向__________(填“甲池”或“乙池”)。

②乙池溶液中发生的反应为______________________________________。

【答案】)2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=2(E1-E2)kJ·mol−1 < C d 乙池甲池H2S+=3I-+S↓+2H+
【解析】分析:本题是对化学反应原理的综合考察。

根据盖斯定律进行反应热的计算,正反应活化能与逆
c2(NO)×c(O2)=;正确答案:。

14.C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

(1)CO2的重整用CO2和H2为原料可得到CH4燃料。

已知: ①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247k/mol
②CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205k/mol
写出CO2重整的热化学方程式:___________________________。

(2)“亚碳酸盐法”吸收烟中的SO2
①将烟气通入1.0mol/L的Na2SO3溶液,若此过程中溶液体积不变,则溶液的pH不断
___(填“减小”“不变”或“增大)。

当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂,此时溶液中c(SO32-) =0.2mol/L,则溶液中c(HSO3-) =_______。

②室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO3溶液中,测得溶液pH与各组分物质的量分数的
变化关系如图:
b点时溶液pH=7,则n(NH4+):n(HSO3-)=__________。

(3)催化氧化法去除NO。

一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理;
4NH3+6NO5N2+6H2O。

不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如下图所示:
①曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4mg·m-3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内
NO的脱除速率为___________mg·m-3·s-1。

②曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是____________________。

(4)间接电化学法除NO。

其原理如图所示:写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)______。

吸收池中除去NO的原理_____________ (用离子方程式表示)。

【答案】CO2(g)+4H2(g) =CH4(g)+2H2O(g) △H1=-163kJ/mo1减少1.6mol/L3:1
1.5×10-43: 12HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-
【解析】(1)已知: ①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247k/mol
15.近年科学家提出“绿色自由”构想。

把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。

其工艺流程如图所示:
(1)分解池中主要物质是_______________。

(填化学式)
(2)在合成塔中,若有4400g CO2与足量H2反应,生成气态的H2O和甲醇,可放出5370kJ的热量,该反应的热化学方程式为_______________________________________。

(3)该工艺体现了“绿色自由”构想的“绿色”理念的方面有_______________________(任答一条)。

(4)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,在不同催化剂作用下发生反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示:
(图中c点的转化率为66.67%,即转化了2/3)
①催化剂效果最佳的反应是_________(填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。

同一种催
化剂,温度越高,催化效果____(填“不变”、“增强”、“减弱”),分析其原因可能是_________(填字母)。

A.温度升高,平衡逆向移动B.温度升高,催化剂失活
C.温度升高,催化剂脱附率增加D.温度升高,平衡常数减小
②b点v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是__________。

④c点时该反应的平衡常数K=______。

(5)科学家还研究了其它转化温室气体的方法,利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。

该装置工作时,N电极的电极反应式为___________________________,若导线中通过电子为a mol,则M极电解质溶液中H+改变量为________mol。

【答案】KHCO3CO2(g)+3H2(g) = H2O(g)+CH3OH(g) ΔH=-53.7kJ/mol减少大气污染并产生清洁能源甲醇;可循环使用;能量可以循环利用,低碳经济都体现了“绿色自由”
构想中的“绿色”反应I减弱BC > 该反应正反应方向为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,转化率降低5.33L2•mol-2CO2+2e-+2H+=CO+H2O0
【解析】(1)吸收池中盛有饱和碳酸钾溶液,吸收空气中的二氧化碳,转化为KHCO3;(2)1mol二氧化碳
点睛:分析CO转化率与温度的关系曲线时,要注间图中表示的是在相同的时间内,不同催化剂在不同温度下CO的转化率,此转化率并不一定是该反应在此条件下的平衡转化率,题中说明a点对应的是平衡转化率,C点CO的转化率低于a点,说明温度升高化学平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,由此知c点对应的CO的转化率也一定是平衡转化率,a点以前的平衡转化率一定比a点高。

16.8−羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。

下图是8−羟基喹啉的合成路线。

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