北京市2019-2020学年高三期末考试化学试题(答案)分类汇编 《化学反应原理 》

北京市2019-2020学年高三各区第一学期期末化学考试分类汇编化学反应原理（海淀区）18．（12分）煤的洁净技术（包括固硫技术和脱硫技术两类）可有效降低燃煤废气中SO2的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一。

I．固硫技术：通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。

石灰石是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：①CaCO 3(s)CaO(s) + CO2(g) △H1= +178.30kJ/mol②CaO(s) + SO 2(g) + 0.5O2(g)CaSO4(s) △H2= -501.92 kJ/mol③CO(g) + 0.5O 2(g) CO2(g) △H3④CaSO 4(s) + CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g)△H4= +218.92kJ/mol（1）温度升高，反应①的化学平衡常数________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）△H3=________kJ/mol。

（3）在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率（燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比），结合反应②、③、④分析其原因：________。

II．电化学脱硫技术是一种温和的净化技术，其基本原理为利用阳极反应产生的羟基自由基（·OH，氧元素为-1价）将燃煤中的含硫物质氧化除去，其装置示意图如右图所示。

（4）将煤打成煤浆加入电解槽的目的是________。

（5）阳极的电极反应式为________。

（6）补全用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁（FeS2）的反应的离子方程式：FeS2 + ·OH====Fe3+ + SO42- + H2O +________（7）利用上述装置对某含FeS2的煤样品进行电解脱硫，测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率（溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比）的变化如下图所示。

pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有：随着pH的升高，反应物的氧化性或还原性降低；________。

（朝阳区）16．（8分）乙二酸（H2C2O4）俗称草酸，在实验研究和化学工业中应用广泛。

（1）室温下，测得0.1 mol·L−1 H2C2O4溶液的pH = 1.3，写出草酸的电离方程式_______。

（2）草酸溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如下图所示：①向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH = 2.5时发生的主要反应的离子方程式是_______。

②0.1 mol·L−1 KHC2O4溶液中，下列粒子浓度关系正确的是_______（填序号）。

a．c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(OH–)b．c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)c．c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)（3）工业上利用硫酸亚铁与草酸反应制备草酸亚铁晶体，其离子方程式为：Fe2+ +H 2C2O4 + x H2O FeC2O4．x H2O↓ + 2H+①制备时需添加氨水以提高FeC2O4·x H2O的产率，从化学平衡移动原理角度解释原因：。

②测定草酸亚铁晶体（FeC2O4·x H2O）的x值，实验如下：称取0.5400 g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中，用KMnO4酸性溶液滴定。

到达滴定终点时，消耗0.1000 mol·L－1的KMnO4酸性溶液18.00 mL。

已知：滴定过程中铁、碳元素被氧化为Fe3+、CO2，锰元素被还原为Mn2+则FeC2O4·x H2O中x = _______（FeC2O4的摩尔质量是144 g·mol－1）。

（朝阳区）17．（12分）合成氨对人类生存具有重大意义，反应为：一定条件N2（g）+3H2（g）2NH3（g）∆H（1）科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如下图所示（吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒）。

①NH3的电子式是_______。

②写出步骤c的化学方程式_______。

③由图像可知合成氨反应的∆H______0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。

若向容积为1.0 L的反应容器中投入5 mol N2、15 mol H2，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如下图所示。

①温度T1、T2、T3大小关系是_______。

②M点的平衡常数K = _______（可用分数表示）。

（3）目前科学家利用生物燃料电池原理（电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子），研究室温下合成氨并取得初步成果，示意图如下：①导线中电子移动方向是_______。

②固氮酶区域发生反应的离子方程式是_______。

③相比传统工业合成氨，该方法的优点有_______。

（东城区）15．（10分）随着能源技术的发展，科学家们将目光聚焦于锂的开发与研究。

（1）锂元素的性质与原子结构密切相关。

写出锂的原子结构示意图：。

（2）根据元素周期律推断：①锂与水反应的化学方程式是。

②在碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物中，LiOH的碱性最（填“强”或“弱”）。

（3）已知：M(g) → M+(g)+e- ∆H（M代表碱金属元素）元素Li Na K Rb Cs∆H（kJ/mol）+520 +496 +419 +403 +376①根据以上数据，元素的金属性与∆H的关系是。

②从原子结构的角度解释①中结论：。

（4）海水中有丰富的锂资源，我国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术，提取原理如下图所示：①金属锂在电极（填“A”或“B”）上生成。

②阳极产生两种气体单质，电极反应式是。

（东城区）16．（12分）甲醇（CH3OH）的合成与应用具有广阔的发展前景。

Ⅰ．合成甲醇的部分工艺流程如下：原料气预热装置→ 合成反应器甲醇（1）甲烷与水蒸气反应制备合成甲醇的原料气CO、CO2和H2。

CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)∆H ＝＋206.2 kJ·mol－1CO(g) + H2O(g) ＝CO2(g) + H2(g) ∆H ＝－41.0 kJ·mol－1甲烷与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为。

（2）在催化剂的作用下，200~300℃时，合成反应器内发生反应：ⅰ. CO(g)＋2H 2(g)CH3OH(g) ∆H＜0ⅱ.CO 2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)∆H＜0①一段时间内，记录合成反应器出、入口样品的温度，数据如右图所示。

曲线是合成反应器出口样品的温度。

②如果你是工程师，请对合成反应器中压强的控制提出建议并说明理由：。

合成反应器中有少量的副反应，会生成二甲醚（CH3OCH3）、甲酸甲酯等。

已知沸点：甲醇 64.7℃；二甲醚 -24.9℃；甲酸甲酯32.0℃。

③CO和H2生成二甲醚的化学方程式是。

④从合成反应器出来的产品经分离提纯可以得到甲醇，请简述该方法。

Ⅱ．右图为甲醇燃料电池的示意图。

（3）①负极的电极反应式是。

②质子交换膜材料的合成是燃料电池的核心技术。

我国科研人员研发的一种质子交换膜材料的结构片段如下，它由三种单体缩聚而成。

已知：ROH + R’Cl → R—O—R’ + HCl单体的结构简式是：、、。

（西城区）17．（12分）含氰根（CN−）的废水必须经处理后排放。

某电镀废水pH≈12，氰化物以CN−、Cu(CN)32−等形式存在（均以CN−计），处理流程如下：（1）HCN 是一元弱酸，用离子方程式表示NaCN 水溶液显碱性的原因：______。

（2）二次处理阶段，使用不同方法氧化。

①过硫酸钾（K 2S 2O 8）氧化法：K 2S 2O 8溶液将CN −（N 为－3价）氧化成毒性弱的CNO −（N 为－3价）。

Ⅰ．碱性溶液中S 2O 82−在一定条件下氧化CN −生成CNO −和SO 42−的离子方程式是______。

Ⅱ．不同浓度的K 2S 2O 8溶液对CN −的去除率如图1。

工业上选用浓度为1 mmol·L −1K 2S 2O 8溶液，不用0.75 mmol·L −1和2 mmol·L −1的原因是______。

Ⅲ．研究CN −的氧化去除机理。

（文献中为碱性条件下的结论）文献：a ．没有Cu +，S 2O 82−对CN −没有去除效果。

b ．S 2O 82−和Cu +反应生成硫酸根自由基（SO 4−·）和CuO 。

c ．SO 4−·可能转变为羟基自由基（·OH ）。

d ．SO 4−· 、·OH 均可将CN −氧化为CNO −。

叔丁醇只可以使·OH 失 去活性，乙醇可以使SO 4−· 、·OH 均失去活性。

实验：相同条件下，向含Cu(CN)32−的碱性废水中加入叔丁醇，CN −的去除率没有影响；加入乙醇，CN −的去除率降低50%。

两种不同的CN −的氧化去除机理如图2，结合文献．．和实验．．回答下列问题： ⅰ．补全“机理一”。

ⅱ．从“机理二”可看出CuO 参与了去除CN −，列举其证据：______。

②电解法：碱性环境中，在阳极发生两步反应，CN −放电生成CNO −，CNO −再放电生成CO 2图2 CN −的氧化去除机理图1 CN −的去除率和N 2，第二步的阳极反应式是______。

（丰台区） 15．（8分）氧、硫、硒（Se ）、碲（Te ）、钋（Po ）是元素周期表中原子序数依次增大的同主族元素。

回答下列问题： （1）硒在元素周期表中的位置 。

（2） Po 的中子数为 。

（3）某温度时，该族单质与H 2反应生成气态H 2X 的热化学方程式如下： O 2(g)＋2H 2(g)2H 2O(g) △H 1＝－484 kJ ·mol ﹣1S(g)＋H 2(g) H 2S(g) △H 2＝－20 kJ ·mol ﹣1 Se(g)＋H 2(g) H 2Se(g)△H 3＝＋81 kJ ·mol ﹣1① 硫和硒氢化物的热稳定性：H 2S H 2Se （填“＞”、“＝”或“＜”）；判断依据是 。

② 写出O 2(g)与H 2S(g)反应生成H 2O(g)和S(g)的热化学方程式 。

（丰台区）18．（14分）随着现代科学技术的快速发展，防腐蚀技术也在不断提高。

Ⅰ．金属的腐蚀原理（1）中性环境中多为吸氧腐蚀，其正极的电极反应为 。

（2）析氢腐蚀和吸氧腐蚀的均会导致体系中c (OH －) （填“增大”、“不变”或“减小”）。