【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题及答案
备战高考化学化学反应原理综合考查(大题培优 易错 难题)附答案解析
备战高考化学化学反应原理综合考查(大题培优易错难题)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,H2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。
化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)含答案解析
化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)含答案解析一、化学反应原理综合考查1.铝及其合金可用作材料、铝热剂等,在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。
(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。
①高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为:Al 2O 3(s)+AlCl 3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g),其平衡常数表达式为K=_______________。
②碳热还原Al 2O 3冶铝的部分反应如下:Ⅰ.2Al 2O 3(s)+9C(s)=Al 4C 3(s)+6CO(g) △H 1=akJ/molⅡ. 4Al 2O 3(s)+Al 4C 3(s)=3Al 4O 4C(s) △H 2=bkJ/molⅢ. Al 4O 4C(s)+Al 4C 3(s)=8Al(g)+4CO(g) △H 3=ckJ/mol反应Al 2O 3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的△H =__________kJ/mol③用离子液体AICb-BMIC(阳离子为EMIM +、阴离子为AlCl 4-、Al 2Cl 7-)作电解质,可实现电解精炼铝。
粗铝与外电源的_____________极(填“正”或“负")相连;工作时,阴极的电极反应式为_______________。
(2)真空条件及1173K 时,可用铝热还原Li 5AlO 4制备金属锂(气态),写出该反应的化学方程式:__________________________。
(3)用Al 、Fe 或Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO 3--N),在45℃,起始c (KNO 3-N)为50mg·L -1、维持溶液呈中性并通入Ar 等条件下进行脱除实验。
结果如图所示(c 0为起始浓度、c 为剩余浓度):①纯Al 在0~3h 时,NO 3-几乎没有被脱除,其原因是_______________________;写出3h 后NO 3-被还原为N 2的离子方程式:____________________________。
高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)及答案
高考化学化学反应原理(大题培优易错难题)及答案一、化学反应原理1.某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。
(初步探究)示意图序号温度试剂A现象①0°C0.5mol∙L−1稀硫酸4min左右出现蓝色②20°C1min左右出现蓝色③20°C0.1mol∙L−1稀硫酸15min左右出现蓝色④20°C蒸馏水30min左右出现蓝色(1)为探究温度对反应速率的影响,实验②中试剂A应为______________。
(2)写出实验③中I-反应的离子方程式:_____________________。
(3)对比实验②③④,可以得出的结论:_______________________。
(继续探究)溶液pH对反应速率的影响查阅资料:i.pH<11.7时,I-能被O2氧化为I2。
ii.pH= 9.28时,I2发生歧化反应:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。
(4)小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
序号⑤⑥⑦⑧试管中溶液的pH891011放置10小时后的现象出现蓝色颜色无明显变化分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因_______。
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应,如图所示,请你填写试剂和实验现象。
试剂1______________。
试剂2______________。
实验现象:___________________________。
(深入探究)较高温度对反应速率的影响小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。
(6)对比实验⑨和⑩的现象差异,该小组同学对实验⑨中的现象提出两种假设,请你补充假设1。
假设1:_______________。
假设2:45°C以上I2易升华,70°C水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
(7)针对假设2有两种不同观点。
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 。
备战高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)含答案解析
备战高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)含答案解析一、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 。
化学 化学反应原理综合考查的专项 培优练习题含答案
化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题含答案一、化学反应原理综合考查1.研究CO和CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
请回答下列问题:(1)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇,发生反应:CO(g)+ 2H2(g)ƒCH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示,下列说法正确的是_____(填字母)。
A.上述反应的△H= -91kJ·mol-1B.该反应自发进行的条件为高温C. b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和∆HD. b过程的反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段(2)若反应CO(g)+2H2(g)ƒCH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1L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表所示:时间/min051015H242CO21CH3OH(g)00.7①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是_______(填字母)A.2v正(H2)=v逆(CH3OH)B. CO与CH3OH的物质的量之比保持不变C.混合气的平均相对分子质量保持不变D.混合气体的密度保持不变②若起始压强为P0kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,则10min内H2的反应速率v(H2)=_____kPa/min;该温度下反应的平衡常数Kp=______。
(分压=总压×物质的量分数)。
(3)甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入1mol CO和2mol H2,向乙中加入2mol CO和4molH2,测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示,则L、M两点容器内平衡常数:K(M)_____K(L);压强:p(M)__2p(L)。
(填“>”“<”或“=”)(4)以纳米二氧化钛为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO 2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯()。
电解时,阴极的电极反应式是_________。
【答案】AD BC30P 209P kPa -2(可不带单位) < > 2nCO 2+12ne -+12nH +=+4nH 2O【解析】 【分析】 【详解】(1)A .对于反应CO (g )+ 2H 2(g )ƒ CH 3OH (g ),根据反应过程中能量的变化图可得△H =正反应的活化能-逆反应的活化能=419 kJ ·mol -1-510 kJ ·mol -1= -91 kJ ·mol -1,A 项正确; B .该反应正向是气体粒子数目减小的反应,属于熵减过程△S <0,根据△G =△H -T △S ,△G <0可自发,需要低温环境才可以自发,B 项错误;C .b 过程使用催化剂后降低了反应的活化能,但是∆H 只与反应始末状态有关,与反应途径无关,∆H 故不变,C 项错误; D .b 过程中第I 阶段正反应活化能较高,故活化分子的百分含量较低,因此化学反应速率较慢,b 过程的反应速率:第I 阶段<第Ⅱ阶段,D 项正确。
备战高考化学培优易错试卷(含解析)之化学反应原理含答案
备战高考化学培优易错试卷(含解析)之化学反应原理含答案一、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。
2020-2021高考化学化学反应原理(大题培优)及答案解析
2020-2021高考化学化学反应原理(大题培优)及答案解析一、化学反应原理1.某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应:方案一:如图1,在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片,然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1稀硫酸,再插入一支温度计,温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃,随后,温度逐渐下降至30 ℃,最终停留在20 ℃。
方案二:如图2,在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片,在烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1硫酸溶液,再向其中加入氢氧化钠溶液,片刻后提起烧杯,发现小木片脱落下来。
方案三:如图3,甲试管中发生某化学反应,实验前U形管红墨水液面相平,在化学反应过程中,通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。
序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面①氧化钙与水左低右高②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)?③铝片与烧碱溶液左低右高④铜与浓硝酸左低右高根据上述实验回答相关问题:(1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,写出该反应的离子方程式:___________。
(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因是___________。
(3)方案二中,小木片脱落的原因是________,由此得出的结论是__________________。
(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,则U形管里红墨水液面:左边________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。
(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应,如果放置较长时间,可观察到U形管里的现象是______________。
(6)方案三实验②的U形管中的现象为________,说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量【答案】放热 2Al+6H+===2Al3++3H2↑反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低蜡烛熔化氢氧化钠与硫酸的反应放热低于放热红墨水液面左右相平红墨水液面左高右低小于【解析】【分析】【详解】(1)金属与酸的反应是放热反应,因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应,该反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑,故答案为放热;2Al+6H+===2Al3++3H2↑;(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低,故答案为反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低;(3)方案二中,反应放出的热量,使得蜡烛熔化,小木片脱落,故答案为蜡烛熔化;氢氧化钠与硫酸的反应放热;(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,装置中气体的压强增大,U形管里红墨水液面:左边低于右边,故答案为低于;(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是放热反应,如果放置较长时间,热量散失,装置中气体的压强与外界压强相等, U形管中红墨水液面左右相平,故答案为放热;红墨水液面左右相平;(6)方案三实验②属于吸热反应,U形管中红墨水液面左高右低,故答案为红墨水液面左高右低;小于。
化学 化学反应原理综合考查的专项 培优易错试卷练习题含答案(1)
化学化学反应原理综合考查的专项培优易错试卷练习题含答案(1)一、化学反应原理综合考查1.氨催化氧化是硝酸工业的基础,氦气在Pt催化剂作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ:Ⅰ.4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H1=-905 kJ/molⅡ.4NH 3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2(1)已知:NO O2N2物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ629496942则△H2=___________。
(2)以Pt为催化剂,在1L密闭容器中充入1mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量与温度的关系如下图:①该催化剂在高温时对反应__________更有利(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②520℃时,NH3的转化率为____________。
③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=________(数字计算式)。
④下列说法正确的是____________(填标号)。
A 工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在840℃左右B 增大NH3和O2的初始投料比可以提高NH3生成NO的平衡转化率C 投料比不变,增加反应物的浓度可以提高NH3生成NO的平衡转化率D 使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是____________。
(3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NO x反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1mol N2时,转移的电子数为___________mol。
②将一定比例的O2、NH3和NO x的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中反应。
反应相同时间NO x的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示,在50-250℃范围内随着温度的升高,NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______________。
【答案】-1265kJ/mol160%26430.20.90.4 1.45⨯⨯AD催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低247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NO x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NO x去除反应速率增大【解析】【分析】(1)利用盖斯定律和△H=反应物总键能-生成物总键能计算;(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的;②根据图示A点计算出两个反应消耗氨气的量,再计算转化率;③利用A点,计算出两个反应后剩余的氨气,氧气,生成的水和N2,再根据平衡常数公式计算;④A.工业上氨催化氧化生成NO时,根据图示可知840℃生成NO最多,故A正确;B.增大NH3和O2的初始投料比可以降低NH3转化率,提高氧气转化率,故B错误;C.投料比不变,增加反应物的浓度可以看成增大压强,不利于向体积增大的方向进行,因此降低NH3生成NO的平衡转化率,故C错误;D.使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率,故D正确;⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低;(3)①8NH3+6NO2=7N2+12H2O根据方程式判断;②在50-250℃范围内随着温度的升高,NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是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NO x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NO x去除反应速率增大;【详解】(1)盖斯定律:Ⅰ-Ⅱ得2N 2(g)+2O24NO(g) △H= △H1- △H2=-905-△H2kJ/mol;△H=反应物总键能-生成物总键能=2×942 kJ/mol +2×496 kJ/mol -4×629 kJ/mol =360kJ/mol;所以:△H2=△H1- △H==-905 kJ/mol -360 kJ/mol =-1265kJ/mol ;答案:-1265kJ/mol(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的,故该催化剂在高温下选择反应I;答案:Ⅰ②520℃时, 4NH 3(g)+5O2 4NO(g)+6H2O(g)变化(mol ): 0.2 0.25 0.2 0.34NH 3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6NH3的转化率为0.20.41+×100%=60%答案:60%③在 1L 密闭容器中充入 1mol NH3和 2mol O2,520℃平衡时n(NO)=n(N2)=0.2mol,则:4NH 3(g)+5O2 4NO(g)+6H2O(g)变化(mol ):0.2 0.25 0.2 0.34NH 3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6故平衡时,n(NH3)=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(O2)=2mol-0.25mol-0.3mol=1.45mol,n(H2O)=0.3mol+0.6mol=0.9mol,由于容器体积为1L,利用物质的量代替浓度计算平衡常数K=2643 0.20.9 0.4 1.45⨯⨯答案:2643 0.20.9 0.4 1.45⨯⨯④A.工业上氨催化氧化生成NO时,根据图示可知840℃生成NO最多,故A正确;B.增大NH3和O2的初始投料比可以降低NH3转化率,提高氧气转化率,故B错误;C.投料比不变,增加反应物的浓度可以看成增大压强,不利于向体积增大的方向进行,因此降低NH3生成NO的平衡转化率,故C错误;D.使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率,故D正确;答案:AD⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低;答案:催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO 的转化率降低(3)①8NH3+6NO2=7N2+12H2O生成N2的反应中,当生成1mol N2时,转移的电子数为247mol;答案:24 7②反应相同时间NO x的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示,在50-250℃范围内随着温度的升高,NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是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NO x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NO x去除反应速率增大;答案: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NO x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NO x去除反应速率增大【点睛】本题难点是图象分析应用,易错点平衡常数的计算,注意三段式法在平衡计算中的应用。
备战高考化学 化学反应原理综合考查 培优练习(含答案)附答案
备战高考化学化学反应原理综合考查培优练习(含答案)附答案一、化学反应原理综合考查1.H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。
(1)“氧阴极还原法”制取H2O2的原理如题图所示:阴极表面发生的电极反应有:Ⅰ.2H++O2+2e-=H2O2Ⅱ. H2O2+2H++ 2e-=2H2OⅢ. 2H+ +2e-=H2↑①写出阳极表面的电极反应式:___。
②其他条件相同时,不同初始pH(均小于2)条件下,H2O2浓度随电解时间的变化如图所示,c(H+)过大或过小均不利于H2O2制取,原因是_______。
(2)存碱性条件下,H2O2的一种催化分解机理如下:H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) ∆H=akJ/molH2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) ∆H=bkJ/mol·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) ∆H=ckJ/mol2H2O2(aq)= 2H2O(l)+O2(g) △H=_______。
该反应的催化剂为____。
(3)H2O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基(·OH),可有效去除废水中的次磷酸根离子(H2PO2-)。
①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-,理论上l.7g·OH可处理含0.001mol/LH2PO2-的模拟废水的体积为______。
②为比较不同投料方式下含H2PO2-模拟废水的处理效果,向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3,其中一份再加入FeSO4。
反应相同时间,实验结果如图所示:添加FeSO 4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是______。
【答案】-+222H O-4e =4H +O ↑ c (H +)过小时,反应Ⅰ的化学反应速率较慢,c (H +)过大时,主要发生反应Ⅲ (a +b +c )kJ /mol Mn 2+ 25L Fe 2+促进H 2O 2和O 3产生·OH ,氧化产生的Fe 3+将PO 43-转化为FePO4沉淀 【解析】 【分析】(1)由电解装置图可知阳极表面消耗水,产生氧气,以此写出电极方程式; (2)由盖斯定律可得,①+②+③可得所求热化学方程式,中间产物Mn 2+为催化剂;(3)①弱碱性条件下∙OH 将H 2PO 2-氧化成PO 43-,反应为:--3-2242OH+2OH +H PO =PO +4H O g 4,以此计算废水的体积;②由图可知添加FeSO 4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是Fe 2+促进H 2O 2和O 3产生·OH ,氧化产生的Fe 3+将PO 43-转化为FePO4沉淀。
高二化学化学反应原理练习题及答案
高二化学化学反应原理练习题及答案一、选择题1. 下面哪项不属于氧化还原反应?A. 酸碱反应B. 燃烧反应C. 电解反应D. 金属腐蚀反应2.化学方程式2H₂ + O₂ → 2H₂O中,还原剂是?A. H₂OB. H₂C. O₂D. 以上都不对3. 化学反应原理中,电离作用最明显的是?A. 酸碱中和反应B. 酸与碱溶液的电离反应C. 氧化还原反应D. 沉淀反应4. 铜与稀硫酸反应,生成物是?A. CuSO₄ + SO₂ + H₂OB. CuSO₄ + H₂SO₄C. CuSO₄ + 2H₂OD. 以上都不对5. 某氧化物化合物可以与酸反应,并且会产生水,该氧化物化合物的通式是?A. MOB. MO₂C. M₂O₃D. M₂O二、填空题1. 某物质发生氧化反应的过程中,丧失了大量的电子,属于_________作用。
2. 需要外界供电才能进行的化学反应称为____________反应。
3. H₂O → H₂ + O₂这个化学反应是一个_________反应。
4. 化学方程式CaCO₃ → CaO + ________ + CO₂中,需要填写的是什么?三、解答题1. 请结合化学原理,解释电解质溶液导电的原因。
电解质溶液可以导电的原因是其中存在着能够离解成离子的物质。
当电解质溶液中加入电极板时,溶液中的离子会受到电场的作用,正离子会向阴极电极移动,负离子则向阳极电极移动。
这个移动的过程就形成了电流。
所以电解质溶液可以导电。
2. 铜与硫酸反应的离子方程式为Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂↑,请写出该反应的原子方程式。
Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂↑Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O + SO₂↑3. 根据氧化还原反应理论,解释为什么金属腐蚀会放出气体。
金属腐蚀是一种氧化还原反应,金属失去电子形成阳离子,在金属表面形成了氧化物。
同时,在反应中,金属原子被氧化,释放出的电子转移给了其他物质。
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“=”)。
【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)及答案解析
【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)及答案解析一、化学反应原理综合考查1.Cr、S等元素的化合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)还原沉淀法是处理含铬(Cr2O72−和CrO42−)工业废水的常用方法,过程如下:①已知:常温下,初始浓度为1.0 mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
则上述流程中CrO42-转化为Cr2O72-的离子方程式为______________________。
②还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
③Cr3+与Al3+的化学性质相似,对CrCl3溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体的化学式为____________。
④常温下,Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32,欲使处理后废水中的c(Cr3+)降至1.0×10-5mol·L−1(即沉淀完全),应调节至溶液的pH=_____。
(2)“亚硫酸盐法”吸收烟中的SO2①将烟气通入1.0mol/L 的Na2SO3溶液,当Na2SO3恰好完全反应时,溶液pH约为3,此时,溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_________(用离子浓度符号和“>”号表示)。
②室温下,将烟道气通入(NH4)2SO3溶液中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。
已知部分弱电解质的电离常数(25℃)如下:电解质电离常数H2SO3K a1=1.54×10-2 K a2=1.02×10-7NH 3·H 2O K b =1.74×10-5(i )(NH 4)2SO 3溶液呈____(填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是_________________。
(ii )图中b 点时溶液pH=7,则n(NH 4+):n(HSO 3- )=_________。
【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题附答案
【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题附答案一、化学反应原理综合考查1.研究CO和CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
请回答下列问题:(1)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇,发生反应:CO(g)+ 2H2(g)ƒCH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示,下列说法正确的是_____(填字母)。
A.上述反应的△H= -91kJ·mol-1B.该反应自发进行的条件为高温C. b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和∆HD. b过程的反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段(2)若反应CO(g)+2H2(g)ƒCH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1L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表所示:时间/min051015H242CO21CH3OH(g)00.7①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是_______(填字母)A.2v正(H2)=v逆(CH3OH)B. CO与CH3OH的物质的量之比保持不变C.混合气的平均相对分子质量保持不变D.混合气体的密度保持不变②若起始压强为P0kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,则10min内H2的反应速率v(H2)=_____kPa/min;该温度下反应的平衡常数Kp=______。
(分压=总压×物质的量分数)。
(3)甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入1mol CO和2mol H2,向乙中加入2mol CO和4molH2,测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示,则L、M两点容器内平衡常数:K(M)_____K(L);压强:p(M)__2p(L)。
(填“>”“<”或“=”)(4)以纳米二氧化钛为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO 2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯()。
电解时,阴极的电极反应式是_________。
【答案】AD BC 030P 209P kPa -2(可不带单位) < > 2nCO 2+12ne -+12nH +=+4nH 2O 【解析】【分析】【详解】(1)A .对于反应CO (g )+ 2H 2(g )ƒ CH 3OH (g ),根据反应过程中能量的变化图可得△H =正反应的活化能-逆反应的活化能=419 kJ ·mol -1-510 kJ ·mol -1= -91 kJ ·mol -1,A 项正确; B .该反应正向是气体粒子数目减小的反应,属于熵减过程△S <0,根据△G =△H -T △S ,△G <0可自发,需要低温环境才可以自发,B 项错误;C .b 过程使用催化剂后降低了反应的活化能,但是∆H 只与反应始末状态有关,与反应途径无关,∆H 故不变,C 项错误; D .b 过程中第I 阶段正反应活化能较高,故活化分子的百分含量较低,因此化学反应速率较慢,b 过程的反应速率:第I 阶段<第Ⅱ阶段,D 项正确。
2020-2021化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)附答案解析
2020-2021化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)附答案解析一、化学反应原理综合考查1.近年全球气候变暖,造成北极冰川大面积融化,其罪魁之一就是CO2,如何吸收大气中的CO2,变废为宝,是当今化学研究的主题之一。
I.二甲醚可用作溶剂、冷冻剂喷雾剂等,科学家提出利用CO2和H2合成二甲醚,反应原理为2CO 2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ∆H(1)已知:①H 2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) △H1=+42kJ/mol②CH 3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ∆H2=+24.52kJ/mol③CH 3OH(g)CO(g)+2H2(g) ∆H3=+90.73kJ/mol则∆H=__kJ/mol。
(2)一定温度下,在一个2L的密闭容器中充入2molCO2和6molH2发生上述反应,经过5min反应达到平衡,此时容器中压强与起始压强之比为3:4,则用CH3OCH3表示的平均反应速率为__,H2的转化率为___;此时若向体系中再加入2molCO2和1.5molH2O(g),平衡__移动(填正向、逆向、不)。
(3)对于恒温恒容条件下进行的反应①,下列说法能说明反应已达平衡的是__。
A.混合气体密度不发生改变B.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变C.v(CO)正=v(H2)逆D.n(CO)与n(H2)的比值不变(4)一定温度下,密闭容器中进行的反应③,测得平衡时混合物中某物质的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示,则纵坐标表示的物质是__,压强P1_P2(填>、<)。
II.工业锅炉长期煮烧会形成锅垢(主要成分CaSO4、Mg(OH)2),必须定期除去。
(5)CaSO4微溶于水和酸,可加入氢氧化钠并通入CO2使转化为CaCO3,然后加酸浸泡除去,反应的离子方程式为CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-,室温下,该反应的化学平衡常数为__(室温下,K sp(CaCO3)=3×10-9,K sp(CaSO4)=9×10-6)。
2020-2021【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)含答案
2020-2021【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题(含答案)含答案一、化学反应原理综合考查1.资源化利用2CO ,不仅可以减少温室气体的排放,还可以获得燃料或重要的化工产品。
(1)2CO 的捕集:①2CO 属于___________分子(填“极性”或“非极性”),其晶体(干冰)属于__________晶体。
②用饱和23Na CO 溶液做吸收剂可“捕集”2CO 。
若所得溶液pH 10=,溶液中()()-2-33c HCO :c CO =_______;(室温下,23H CO 的71112K 410;K 510--=⨯=⨯)若吸收剂失效,可利用NaOH 溶液使其再生,写出该反应的离子方程式_____。
③聚合离子液体是目前广泛研究的2CO 吸附剂。
结合下图....分析聚合离子液体吸附2CO 的有利条件是____________。
(2)生产尿素:工业上以2CO 、3NH 为原料生产尿素()22CO NH ⎡⎤⎣⎦,该反应分为二步进行:第一步:32242NH (g)CO (g)H NCOONH (s)+ƒΔH=159.5kJ /mol -第二步:()24222H NCOONH (s)CO NH (s)H O(g)+ƒ ΔH 72.5kJ /mol =+ 写出上述合成尿素的热化学方程式_______。
(3)合成乙酸:中国科学家首次以3CH OH 、2CO 和2H 为原料高效合成乙酸,其反应路径如图所示:①原料中的3CH OH 可通过电解法由2CO 制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成3CH OH 的电极反应式:____________。
②根据图示....,写出总反应的化学方程式:_______。
【答案】非极性 分子 2:1 2323HCO OH H O CO ---+=+ 低温,低流速(或25℃,110mL min -⋅) ()322222NH (g)CO (g)CO NH (s)H O(g)ΔH=87.0kJ /mol ++-ƒ232CO 6e 6H CH OH H O -+++=+ *32232Lil 、CH OH+CO +H CH COOH H +H R O【解析】 【分析】 【详解】(1)①极性分子是指分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,而非极性分子是指原子间以共价键结合,分子里电荷分布均匀,正负电荷中心重合的分子,2CO 是非金属氧化物,其结构式为:O =C =O ,属于非极性分子,干冰是固态二氧化碳,属于分子晶体,故答案为:非极性;分子。
2020-2021【化学】化学化学反应原理的专项培优练习题(含答案)及答案
2020-2021【化学】化学化学反应原理的专项培优练习题(含答案)及答案一、化学反应原理1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒,临床常用于治疗荨麻疹,皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2实验I:Na2S2O3的制备。
工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示:(1)仪器a的名称是_______,仪器b的名称是_______。
b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。
c中试剂为_______(2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______ (写出一条)(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是_______实验Ⅱ:探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料:Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)装置试剂X实验现象Fe2(SO4)3溶液混合后溶液先变成紫黑色,30s 后几乎变为无色(4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过_______(填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。
从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象:_______实验Ⅲ:标定Na2S2O3溶液的浓度(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。
平均分成3份,分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-,三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1【答案】分液漏斗 蒸馏烧瓶 24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑ 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO 2过量,溶液显酸性.产物会发生分解 加入铁氰化钾溶液.产生蓝色沉淀 开始生成 Fe(S 2O 3)33-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,但Fe 3+与S 2O 32- 氧化还原反应的程度大,导致Fe 3++3S 2O 32-⇌Fe(S 2O 3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动,最终溶液几乎变为无色 0.1600【解析】【分析】【详解】(1)a 的名称即为分液漏斗,b 的名称即为蒸馏烧瓶;b 中是通过浓硫酸和Na 2SO 3反应生成SO 2,所以方程式为:24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑;c 中是制备硫代硫酸钠的反应,SO 2由装置b 提供,所以c 中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液;(2)从反应速率影响因素分析,控制SO 2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度,或者改变反应温度;(3)题干中指出,硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解,如果通过量的SO 2,会使溶液酸性增强,对制备产物不利,所以原因是:SO 2过量,溶液显酸性,产物会发生分解;(4)检验Fe 2+常用试剂是铁氰化钾,所以加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀即证明有Fe 2+生成;解释原因时一定要注意题干要求,体现出反应速率和平衡两个角度,所以解释为:开始阶段,生成3233Fe(S O )-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,所以有紫黑色出现,随着Fe 3+的量逐渐增加,氧化还原反应的程度变大,导致平衡逆向移动,紫黑色逐渐消失,最终溶液几乎变为无色;(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应:①2327226I Cr O 14H =3I 2Cr7H O --++++++;②2222346=I 2S O 2I S O ---++;反应①I -被氧化成I 2,反应②中第一步所得的I 2又被还原成I -,所以①与②电子转移数相同,那么滴定过程中消耗的227Cr O -得电子总数就与消耗的223S O -失电子总数相同 ;在做计算时,不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。
高考化学 化学反应原理综合考查 培优练习(含答案)附详细答案
高考化学 化学反应原理综合考查 培优练习(含答案)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]。
高考化学 化学反应原理 培优 易错 难题练习(含答案)及答案解析
高考化学 化学反应原理 培优 易错 难题练习(含答案)及答案解析一、化学反应原理1.自20世纪60年代以后,人们发现了120多种含铁硫簇(如22Fe S 、44Fe S 、87Fe S 等)的酶和蛋白质。
它是存在于生物体的最古老的生命物质之一。
某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验:实验一:测定硫的质量:(1)连接装置,请填写接口顺序:b 接____________________(2)检查装置的气密性,在A 中放入0.4g 铁硫簇的样品(含有不溶于水和盐酸的杂质),在B 中加入品红溶液,在C 中加入30mL 0.1mol/L 的酸性4KMnO 溶液.(3)通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色.(4)待固体完全转化后,取C 中的4KMnO 溶液3mL ,用0.1mol/L 的碘化钾()10%溶液进行滴定。
记录数据如下: 滴定次数 待测溶液体积/mL消耗碘化钾溶液体积/mL滴定前刻度滴定后刻度 13.00 1.00 7.50 23.00 1.02 6.03 3 3.00 1.005.99 实验二:测定铁的质量:取实验Ⅰ中A 的硬质玻璃管中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH 溶液,过滤后取滤渣,经灼烧得0.32g 固体.试回答下列问题:(1)检查“实验一”中装置A 的气密性的方法是_________(2)滴定终点的判断方法是_________(3)装置B 中品红溶液的作用是_______.有同学提出,撤去B 装置,对实验没有影响,你的看法是______(选填“合理”或“不合理”),理由是_________(4)用KI 溶液滴定4KMnO 溶液时发生反应的离子方程式为_________(5)请计算这种铁硫簇结构的化学式_________(6)下列操作,可能引起x y :偏大的是_________a.滴定剩余4KMnO 溶液时,KI 溶液滴到锥形瓶外边一滴b.配制KI 溶液时,定容时俯视刻度线c.用碘化钾溶液滴定剩余4KMnO 溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡d.实验二中,对滤渣灼烧不充分【答案】b 接()efdc g (g 写不写都对) 在导管b 接上长导管,把末端插入水槽中,关闭活塞,用酒精灯微热硬质试管A ,导管长导管口有气泡产生,撤去酒精灯,导管形成一段水柱,说明装置气密性良好 加入最后一滴KI 溶液,溶液紫色褪去,且半分钟不恢复为紫色 检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收 合理 若B 中高锰酸钾溶液的紫色不褪去,说明二氧化硫被吸收完全 24222MnO 16H 10I 2Mn 5I 8H O -+-+++===++45Fe S acd【解析】【分析】铁硫簇的样品在装置中与O 2反应,得到SO 2,测点SO 2的含量,用酸性高锰酸钾吸收,再用品红溶液检查SO 2是否吸收完全,再接尾气吸收。
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【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优练习题及答案一、化学反应原理综合考查1.碳、氮及其化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。
请回答:(1)科学家研究利用某种催化剂,成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。
已知:①N 2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol−1②NO 2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol−1③2NO(g)+O 2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol−1则反应2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO2(g)的ΔH=__kJ·mol−1,有利于提高CO平衡转化率的条件是__(填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压某温度下,在体积为2L的容器中加入2molNO、2molCO,达到平衡时CO的转化率是50%,其平衡常数为__。
(2)在密闭容器中充入10molCO和8molNO,发生反应,如下图为平衡时NO的体积分数与温度,压强的关系。
①由图判断,温度T1__T2(填“低于”或“高于”),理由是__?升高温度时,下列关于该反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是__填标号)。
A.K、V均增加 B.K增加,v减小C.K减小,V增加 D.K、V均减小②压强为20MPa、温度为T2下,若反应进行到10min达到平衡状态,容器的体积为2L,则此时CO的转化率=__,用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=__,该温度下,如图所示A、B、C对应的p A(CO2)、p B(CO2)、p C(CO2)从大到小的顺序为__。
③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的__点。
(3)用活化后的V2O5作催化剂,氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图所示。
测得该反应的平衡常数与温度的关系为1gK=5.08+217.5/T,该反应是__反应(填“吸热”或“放热”)。
该反应的含氮气体浓度随温度变化如图所示,则将NO转化为N2的最佳温度为__;当温度达到700K时,发生副反应的化学方程式__。
【答案】-762 B 1 低于 )该反应为放热反应,其他条件相同时,升高温度有利于反应向逆反应方向移动,图中T2对应的NO的体积分数更高,所以对应的温度也更高 C 10% 0.05mol·(L·min)−1p C(CO2)>p B(CO2)>p A(CO2) G 放热 600K 4NH3+5O24NO+6H2O 【解析】【分析】(1)由①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol−1②NO2(g)+CO(g)⇌NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol−1③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol−1结合盖斯定律可知,②×2+③−①得到反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g);有利于提高CO平衡转化率的条件根据反应是放热还是吸热、该反应气体体积缩小的角度进行分析;用“三段式”法分析反应后各物质的浓度,化学反应平衡常数K=生成物浓度幂之积反应物浓度幂之积;(2)①该反应是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,NO的体积分数越大;升高温度时,反应向吸热方向进行;②用“三段式”法分析反应后各物质的浓度,计算CO的转化率和用CO2的浓度变化表示的平均反应速率;该反应是气体体积减小的反应,压强越大,平衡正向移动,p(CO2)越大;③D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,平衡正向移动,NO的体积分数减小;(3)1g K=5.08+217.5/T,可知温度越高,K越小;由图可知600K最适合将NO转化为N2,当温度达到700K时NO较多。
【详解】(1)由①N 2(g)+O 2(g)⇌2NO(g) ΔH 1=+180kJ·mol −1②NO 2(g)+CO(g)⇌NO(g)+CO 2(g) ΔH 2=-235kJ·mol −1 ③2NO(g)+O 2(g)⇌2NO 2(g) ΔH 3=-112kJ·mol −1 结合盖斯定律可知,②×2+③−①得到反应2NO(g)+2CO(g)⇌N 2(g)+2CO 2(g),其ΔH =(−235kJ/mol)×2+(−112kJ/mol)−(+180kJ/mol)=−762kJ/mol ,则该反应是放热反应、气体体积缩小,有利于提高CO 平衡转化率的条件是低温高压;某温度下,在体积为2L 的容器中加入2molNO 、2molCO ,达到平衡时CO 的转化率是50%,列“三段式”得:()()()()22(mol/L)1100(mol/L)0.5150%0.250.52NO g +2C (mol/L)0.50.50.250O g N g +2CO g .5⨯ƒ起始量转化量平衡量化学反应平衡常数K =22222(N )(CO )(NO)(CO)c c c c =2220.250.50.50.5⨯⨯=1; (2)①该反应为放热反应,其他条件相同时,升高温度有利于反应向逆反应方向移动,图中T 2对应的NO 的体积分数更高,所以对应的温度也更高,则温度T 1低于T 2;升高温度时,反应向吸热方向进行,化学平衡常数减小,化学反应速率增加;②压强为20MPa 、温度为T 2下,若反应进行到10min 达到平衡状态,NO 体积分数为40%,容器的体积为2L ,设平衡时c(N 2)=xmol/L ,用“三段式”法分析得:()()()()22(mol/L)4500(mol/L)2NO g +2CO g N g 2x 2x x 2x (mol/L)4-2x 5-2x x 2x +2CO g ƒ起始量转化量平衡量4-2x 100%(4-2x)+(5-2x)+x+2x⨯=40%,解得x=0.25,CO 的转化率为20.25100%5⨯⨯=10%,v (CO 2)= 20.25mol/L 10min⨯=0.05mol·(L·min)−1;该反应是气体体积减小的反应,压强越大,平衡正向移动,p (CO 2)越大,A 、B 、C 对应的压强依次增大,则A 、B 、C 对应的p A (CO 2)、p B (CO 2)、p C (CO 2)从大到小的顺序为p C (CO 2)>p B (CO 2)>p A (CO 2); ③D 点对反应容器降温,平衡正向移动,缩小体积至体系压强增大,平衡正向移动,NO 的体积分数减小,重新达到的平衡状态可能是图中A ~G 点中的G 点。
(3)lg K =5.08+217.5/T ,可知温度越高,K 越小,则正反应为放热反应;由图可知,将NO 转化为N 2的最佳温度为600K ,当温度达到700K 时,发生副反应的化学方程式为4NH 3+5O 24NO+6H 2O 。
【点睛】把握K 的意义、盖斯定律、图象分析为解答的关键,注意(2)为解答的难点,正确分析题目信息结合勒夏特列原理、化学平衡三段式解答。
2.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+3KSCN Fe (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]。
【答案】(0.5a -1.5b )kJ ·mol -1 反应的本质是Fe 3++3SCN -Fe (SCN )3,KCl 的加入对可逆反应状态不造成影响 t 2 1000 < < a 、b 7.5×109 【解析】【分析】(1)根据盖斯定律12⨯(①-②3),可得热化学方程式;(2)①判断KCl 固体对可逆反应()3+-3Fe +3SCN Fe SCN ƒ的影响,t 2时生成物浓度比t 1时大,逆反应速率较大,故生成Fe 3+速率较大;②()3+-3Fe +3SCN Fe SCN ƒ平衡常数33+3-c[Fe(SCN)]K=c(Fe )c (SCN )以此计算;溶液稀释后Q >K 平衡向左移动,v (正)<v (逆);③随着温度的升高反应速率加快,故a 、b 、c c [Fe (SCN )3]增大,随着温度升高t 1时已达到平衡点,温度升高c [Fe (SCN )3]减小,则平衡逆移;(3)由2+2+FeS+Pb PbS+Fe ƒ知,2+2+2-2+2+2-c(Fe )c(Fe )c(S )Ksp(FeS)K===c(Pb )c(Pb )c(S )Ksp(PbS),以此分析。
【详解】(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 根据盖斯定律12⨯(①-②3)可得()()()322FeCl s +Fe s =3FeCl s ΔH 3=(0.5a -1.5b )kJ ·mol -1,故答案为:(0.5a -1.5b )kJ ·mol -1;(2)①由于反应的本质是()3+-3Fe +3SCN Fe SCN ƒ,因此KCl 的加入对可逆反应状态不造成影响;t 2时生成物浓度比t 1时大,逆反应速率较大,故生成Fe 3+速率较大,故答案为:反应的本质是Fe 3++3SCN -Fe (SCN )3,KCl 的加入对可逆反应状态不造成影响;t 2;②由图Ⅰ知,达到平衡时c (Fe 3+)=0.05 mol ·L -1,故反应中消耗Fe 3+的浓度为0.1 mol ·L -1-0.05 mol ·L -1=0.05 mol ·L -1,平衡时c [Fe (SCN )3]=0.05 mol ·L -1,c (SCN -)=0.25 mol ·L -1-0.15 mol ·L -1=0.1 mol ·L -1,则平衡常数33+3-3c[Fe(SCN)]0.05K===1000c(Fe )c (SCN )0.050.1⨯;溶液稀释后33+3-c[Fe(SCN)]Q=c(Fe )c (SCN )>K 平衡向左移动,v (正)<v (逆),故答案为:1000;<;③随着温度的升高反应速率加快,故a 、b 、c 三点c [Fe (SCN )3]增大,随着温度升高c 时已达到平衡点,温度升高c [Fe (SCN )3]减小,则平衡逆移,则反应ΔH <0,图中五个点对应的状态中,处于非平衡态的是a 、b ,故答案为:<;a 、b ;(3)由2+2+FeS+Pb PbS+Fe ƒ可知,2+2+2-1892+2+2-28c(Fe )c(Fe )c(S )Ksp(FeS)610K===7.510c(Pb )c(Pb )c(S )Ksp(PbS)810--⨯==⨯⨯,故()()2+92+c Fe =7.510c Pb ⨯,故答案为:7.5×109。