2024届高三新高考化学大一轮专题训练-化学反应原理综合题(含解析)

2024届高三新高考化学大一轮专题训练-化学反应原理综合题
1.(2023秋·陕西西安·高三统考期末)合成氨工艺是人工固氮的重要途径,解决了数亿人口生存问题。
(1)合成氨的反应历程可表示如下:
第一步:N2(g)→2N;H2(g)→2H(慢反应)
第二步:N+3HNH3(g)(快反应)
①第一步反应的活化能_____(填“大于”或“小于”)第二步反应的活化能,理由是_____。
②下列关于合成氨反应条件的选择是利用勒夏特列原理的是_____(填序号)。
A.选择400~500℃ B.选择10~30MPa
C.使用铁触媒催化剂 D.及时分离出氨气
(2)在一定条件下,向某反应容器中充入1molN2、3molH2在不同温度下反应,平衡体系中氨的物质的量分数随压强变化的曲线如图1所示:
温度T1、T2、T3由高到低的顺序为_____,M点H2的平衡转化率为_____%(保留一位小数);T2温度下,若合成氨反应在恒压p条件下进行,则T2温度下该反应的kp=_____(用含p的代数式表示。已知:分压=总压物质的量分数)
(3)将N2和H2以一定的流速分别通过甲、乙两种催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定N2的转化率,结果如图2所示,则在合理的温度下,_____(填“甲”或“乙”)催化剂的催化效果更好。
2.(2023秋·河南信阳·高三统考期末)电子工业中,常用氯化铁溶液作为印刷电路铜板蚀刻液,请按要求回答下列问题:
(1)若向氯化铁溶液中加入一定量的澄清石灰水,调节常液,可得红褐色沉淀,该反应的离子方程式为:_______,该过程是在常温下调节溶液的为5,则为:_______。(已知:25℃时,)
(2)某探究小组设计下线路处理废液和资源回收。
①用足量FeCl3溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子有:_______(填离子符号)。
②FeCl3蚀刻液中通常加入一定量的盐酸,其中加入盐酸的目的是:_______。
③步骤①中加入H2O2溶液的目的是:_______。
④已知生成氢氧化物沉淀的pH如下:
开始沉淀时 4.7 7.0 1.9
沉淀完全时 6.7 9.0 3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是:_______。
3.(2023春·上海宝山·高三上海交大附中校考期中)Ⅰ.利用75%酒精(分子式为)也可以消杀新冠病毒。如果将84消毒液与之混用以提高消杀效果,那你有可能会中毒。因为此时会产生氯仿(分子式为,分子呈四面体型),进而继续被氧化为光气,光气却是具有烂苹果气味的毒气,其分子结构如如图所示:
(1)由此推断的结论正确的是___________
A.氯仿分子含非极性键,是极性分子
B.光气分子含极性键,是非极性分子
C.上述变化过程中,-2价碳元素最终被氧化为+4价
D.氯仿和光气两种分子中,所有原子均达到稳定结构
E.酒精与84消毒液混用,一定放出氯气
(2)光气的分子中,C—Cl的键长大于C=O。请你用相关结构知识说明其理由___________。
Ⅱ.如果你把氯酸的浓度提高到40%以上,那将会发生分解反应:,将湿润的淀粉碘化钾试纸较长时间地靠近产生的气体,则你会看到试纸先变蓝后又变无色。
(3)根据以上信息做出的推断错误的是___________
A.由反应可确定:氧化性
B.若化学计量数a=8、b=3,则该反应转移电子数为20
C.变蓝的淀粉碘化钾试纸又褪色,是因为发生了:
D.若氯酸分解得1 mol混合气体的质量为47.6 g,则反应方程式可表示为:
Ⅲ.在室温下,将缓缓通入NaOH溶液后,测定溶液中、的物质的量与反应时间t的关系,结果如如图:
(4)a点时溶液中,除、外,其他各离子浓度由大到小的顺序是___________。,离子的物质的量下降。请你用离子方程式说明原因___________。
4.(2023春·广东汕头·高三金山中学校考期中)天然铝土矿主要成分是Al2O3,杂质主要为SiO2、Fe2O3、MgO等,工业上用天然铝土矿生产铝的工艺流程如图:

已知部分氢氧化物沉淀的pH如下表:
沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
开始沉淀时的pH (离子初始浓度为0. 01mol·L-1) 2.2 3.7 9. 6
完全沉淀时的pH(离子浓度<10-5mol·L-1) 3.2 4.7 11.1
(1)为了加快铝土矿和盐酸的反应速率,可以采取的措施为___________(填两种措施)。
(2)固体A的主要成分是_______(填化学式),溶液E中的金属离子主要为________(填化学式)。
(3)“溶液C”调节pH的范围为_______。
(4)为了验证“溶液C”中是否含有Fe3+,可取少量“溶液C”于试管中,向其中加入_____溶液(填试剂名称),溶液变成血红色,则证明“溶液C”中有Fe3+。
(5)操作⑤反应的化学方程式为___________。
5.(2023春·上海闵行·高三校考期中)硫、氮是主要的非金属元素,也是人类较早认识的化学元素。硫元素与氮元素也都是生命元素,在自然界中有重要的循环过程。人类对硫、氮元素的利用,其本质就是通过各种化学反应,实现物质之间的转化,如硫酸工业就是人类对硫元素的利用。
(1)生产、生活中,与SO2的大量排放有关的环境问题是_______。(选填编号)
A.酸雨 B.PM2.5 C.温室效应 D.白色污染
(2)氮循环和硫循环是自然界中两种重要的元素循环过程。请选出下表中关于这两种循环的正确评价_______。(选填编号)
编号 比较 氮循环 硫循环
① 异 氮元素会进入大气 硫循环不会进入大气
② 氮元素可以有机化合物形式参与循环 硫元素都以无机化合物形式参与循环
③ 同 人类活动对氮循环和硫循环都造成了巨大影响
④ 氮循环和硫循环对环境影响都导致温室效应
任选其中一种错误评价,解释判断理由:_______。
硫酸工业生产的核心阶段是转化,转化率越高,则硫的利用率越高,对环境影响也越小。转化阶段发生的反应:2SO2+O22SO3(放热反应)
(3)上述反应中,反应物的总能量_______(选填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(4)为合理利用反应中产生的热量,热交换器在硫酸工业中与下列_______设备合为一体。(选填编号)
A.沸腾炉 B.净化器 C.转化器 D.吸收塔
(5)图中,Y处的气体是_______。(选填编号)

A.低温的SO2、O2 B.低温的SO2、O2和SO3
C.高温的SO2、O2 D.高温的SO2、O2和SO3
一定温度下,在容积为2L的密闭容器内,通入一定量的SO2和空气,在给定条件下发生反应生成SO3的物质的量浓度变化如下图所示:

(6)不能说明反应已达平衡状态的是_______。(选填编号)
A.v(SO2)正=2v(O2)逆 B.压强不变
C.SO2浓度不再发生变化 D.密度不变
(7)根据图上信息,从反应开始到第一次达到平衡状态时,SO3的平均反应速率为_______。
(8)在6min时,可能改变的条件是_______。(选填编号)
A.降低温度 B.增加O2浓度
C.减小压强 D.增加SO3浓度
(9)对于该反应,能否通过改变条件使SO2完全转化为SO3?_______(选填“能”或“不能”),原因是_______。
6.(2023春·江苏无锡·高三江苏省太湖高级中学校考期中)碳、硫、氮的氧化物治理是当前化学研究的热点。回答下列问题:
(1)用CO2催化加氢可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) 。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的___________(用含a、b的式子表示)。 已知:几种化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的,则表中的___________。
化学键 C=O H-H C=C C-H H-O
键能/() 803 436 x 414 464
(2)硫酸工厂尾气中常常含有较多的SO2,常采用如下方法进行处理。
Ⅰ.O3氧化法。已知:3O2(g)2O3(g) ΔH1=+287.2kJ·mol-1
SO2(g)+0.5O2(g) SO3(g) ΔH2=-98kJ·mol-1
则SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) ΔH3=___________kJ·mol-1。
Ⅱ.CO还原法。
(3)SO2与CO反应的热化学方程式为2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g),ΔH=akJ·mol-1,在体积为1.0 L的恒容密闭容器中加入0.4mol CO和0.2mol SO2.平衡时SO2的物质的量浓度随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ点均处于曲线上)。则平衡常数K(状态Ⅰ)___________K(状态Ⅱ)(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)。逆反应速率v逆:v逆(状态Ⅰ)___________v逆(状态Ⅱ)
(4)其他条件相同,催化剂不同时,反应相同时间SO2的转化率随反应温度的变化如图所示,260℃条件下选择___________(填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化剂时反应速率最快。不考虑价格因素,与NiO相比,选择Fe2O3作催化剂的优势是___________。
(5)氮氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物的反应机理更有助于消除大气污染。NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图所示。
写出脱硝过程的总反应的化学方程式:___________
7.(2023春·广东广州·高三广州市第八十九中学校考期中)应用电化学原理,回答下列问题。
(1)上述三个装置中,负极反应物在化学性质上的共同特点是_____。
(2)电池装置中,盐桥中盛装浸有高浓度电解质溶液的琼脂,要求该电解质溶液中阴、阳离子扩散速率相近,即电迁移率(u∞)尽可能相接近。已知K+、Cl-、NO的电迁移率(u∞×108/m2 s-1 V-1)分别为7.62、7.91、7.40,但是本实验盐桥中的电解质选择KCl而不选KNO3的可能原因是_____。甲中电流计指针偏移时,盐桥中离子移动的方向是______。
(3)乙中正极反应式为______,当消耗氢气的体积为22.4L(标准状况下)时,理论上导线中转移电子的物质的量为_____。若将H2换成CH4,则负极反应式为______。
(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后,电解质溶液的pH值会_____(填“升高”或“降低”或“不变”)。进行充电时,要将外接电源的负极与铅蓄电池的______极相连接(填“正”或“负”)。
8.(2023春·河北石家庄·高三石家庄外国语学校校考期中)减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物,在生产生活中有重要意义。
I.雾霾严重影响人们的生活,雾霾的形成与汽车排放的NOx等有毒气体有关。
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理,相关原理为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_____。
A.2v正(NO)=v逆(CO2)
B.单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=O
C.混合气体中N2的体积分数保持不变
D.恒温、恒容条件下,混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中,汽车尾气中CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molCO、0.2molNO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=_____。
②实验a中NO的平衡转化率为_____。
③与实验b相比,实验c改变的条件是_____。
Ⅱ.为减少汽车尾气的污染,逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池。无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示:

(3)回答下列问题:
①该燃料电池中正极通入的物质是______,负极发生的反应式为______。
②电池工作时,OH-移向______电极(填“a”或b”)。
③当电池放电转移10mol电子时,至少消耗燃料肼______g。
9.(2023·上海·模拟预测)H2O2 (过氧化氢) 应用领域非常广泛。
已知:2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g)+Q(Q>0)
H2O2(aq) H+(aq)+HO(aq) ,K(25℃)=2.24×10-12
完成下列填空:
(1)氧原子最外层成对电子和未成对电子数目之比为_______。
(2)H2O2的电子式为_______。对H2O2分子结构,有以下两种推测:
要确定H2O2分子结构,需要测定H2O2分子中的_______。(选填序号)
a. H—O键长 b. O—O键长 c. H—O—O键角 d. H—O、O—O键能
(3)H2O2分解反应的平衡常数表达式K=_______。不同温度下H2O2分解反应的平衡常数K(25oC)_______K(40oC) (选填“>”“<”或“=”)。标准状况下,某5mL H2O2溶液60s内产生氧气22.4mL(溶液体积变化忽略不计)。则0~60s v(H2O2)= _______。
(4)25℃,pH(H2O2) _______pH(H2O) (选填“>”“<”或“=”)。研究表明,H2O2溶液中HO浓度越大,H2O2的分解速率越快。某温度下,经过相同时间,不同浓度H2O2分解率与pH的关系如图所示。一定浓度的H2O2,pH增大H2O2分解率增大的原因是_______。相同pH下,H2O2浓度越大H2O2分解率越低的原因是_______。
(5)蒽醌法是过氧化氢主要的生产方法。其生产过程可简单表示如下:
试从绿色化学角度评价该生产方法。_______
10.(2023春·江西抚州·高三校联考期中)近日,某科学家开发出自动式沸石纳米片催化剂高效催化丙烷脱氢生成丙烯和,如图所示。该过程发生的反应是。
回答下列问题:
(1)丙烷脱氢反应的能量变化如图所示。该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。催化剂_______(填“能”或“不能”,下同)提高化学反应速率,_______改变反应物和产物的相对能量之差。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入丙烷,发生上述反应,下列情况不能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体密度不随时间变化 B.气体总压强不随时间变化
C.气体平均相对分子质量不随时间变化 D.丙烷的消耗速率等于丙烯的消耗速率
(3)氢气是清洁能源,其优点是_______(填字母)。
A.燃烧产物对环境友好
B.与含碳燃料相比,单位质量燃料燃烧时放热多
C.贮存和运输困难
D.制备氢气的原料来源广泛
(4)在恒容密闭容器中充入丙烷,发生上述反应,改变下列一个条件,一定能使反应速率增大的是_______(填字母)。
A.升高温度 B.充入氩气
C.充入丙烷 D.增大固体催化剂的质量
(5)在恒容密闭容器中充入丙烷,发生上述反应,测得氢气物质的量与时间的关系如图所示。
①M点:正反应速率_______(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
②内生成丙烯的反应速率为_______。
③N点时,_______。
(6)丙烷-空气碱性燃料电池的能量转化率高。电极反应式如下:


其中,在负极上发生的反应是_______(填“①”或“②”)。
11.(2023秋·浙江嘉兴·高三统考期末)完成下列空白处
(1)用化学方程式说明实验室以水和制备的原理___________。
(2)50 mL 0.25 mol/L 溶液与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液充分反应,测得放出1.4 kJ的热量,写出该过程表示中和热的热化学方程式:___________。
(3)工业上可用镍粉除去CO,其反应为 ,则除去CO气体的适宜条件是___________。
12.(2023·全国·模拟预测)化石燃料燃烧过程中形成NO和CO等污染物,利用CO脱除NO的研究获得了广泛关注。在催化剂作用下,CO与NO的反应为2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH。回答下列问题:
(1)已知: 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH1= - 520 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH2= +160 kJ·mol-1
则ΔH=___________。
(2)向某刚性容器中加入2 mol CO、2 mol NO和催化剂, 测得平衡时CO2的体积分数随温度和压强的关系如图1所示。
①下列叙述不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.CO2和N2的浓度比保持不变
B.压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.混合气体的摩尔质量不再变化
②压强p1___________ p2(填“>”或“<”, 下同), a、b两点的平衡常数Ka___________Kb。
③b点CO的转化率为___________%(保留一位小数),b点的Kp=___________(用含 p2的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 ×体积分数)。
(3)金属锌作催化剂,在相同时间内,以相同投料比反应时,容器中CO2的物质的量随温度变化的曲线如图2。当温度高于T℃时,n(CO2)下 降的原因可能是___________(答出一点即可,不考虑物质的稳定性)。
(4)硫与催化剂锌所形成化合物晶体的晶胞如图3所示。在该晶胞中,Zn的配位数为原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中,原子坐标参数a为(0,0, 0); b为(,0,);c为(,,0)。则d的坐标参数为___________。已知该晶胞的密度为ρg·cm-3,则其中两个最近S原子之间的距离为___________pm(列出 计算式即可)。
13.(2023秋·浙江台州·高三统考期末)乙烷催化脱氢已成为制备乙烯的重要方法之一、制备反应如下:。常压、温度为600K~1000K、乙烷催化脱氢的平衡转化率与温度变化的曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)判断___________0(填“>”“<”或“=”),该反应自发进行的条件___________。
(2)保持其它条件不变,将原料乙烷改为乙烷和水蒸气(水蒸气作为稀释气体,不参与反应)的混合气体。在上图中画出改为混合气体后乙烷平衡转化率和温度的关系曲线___________。
(3)恒温条件下,若密闭容器中投入乙烷只发生脱氢反应,在不同压强下经过相同时间测得乙烷的转化率随压强变化趋势图可能是___________。
(4)恒温恒压条件下,物质的量为n、体积为V的乙烷气体发生脱氢反应。已知的平衡转化率为,计算在该温度下反应的平衡常数K=___________(用等符号表示)。
(5)乙烷还可以作为燃料来制作新型燃料电池,电池的正极通入,负极通入乙烷,电解质是熔融氧化物MO,写出该电池的正极电极反应式:___________。
14.(2023春·山东聊城·高三校联考阶段练习)聚丙烯塑料是制造口罩的主要材料,丙烯是合成聚丙烯的原料。近日,科学家开发出自柱式纳米片(稳定的高分散Pt)催化剂,用于高效催化丙烷脱氢。
(1)已知:几种共价键的键能数据如下:
化学键
键能/ 436 413 a b
。丙烯中键键能为___________。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入和3molAr(不参与反应),发生上述反应,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.气体总压强不变时达到平衡状态
B.平衡时体积分数为20%
C.加入催化剂能提高丙烷的平衡转化率
D.平衡后,充入少量,丙烷平衡转化率增大
(3)已知:丙烷在一定温度下会发生副反应:,。丙烷的转化率和丙烯的选择性(选择性)随温度的变化如图甲所示。随着温度升高,丙烯的选择性降低的可能原因有___________。丙烷转化率增大的原因是___________。
(4)在T℃,压强恒定为116kPa时,向有催化剂的密闭容器中充入和Ar,只发生脱氢反应。丙烷的平衡转化率与投料比关系如图乙所示。反应经过10min达到M点。
①0~10min内丙烷的分压变化率为___________。
②该温度下,平衡常数为___________(要求带单位)。(注:用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数,分压等于总压物质的量分数)。
(5)用惰性电极电解的酸性溶液也可得丙烯,其原理如图丙所示。则b极的电极反应式为___________。
15.(2023·山东·高三统考专题练习)十九大报告指出:“坚持全民共治、源头防治,持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战”,因此研究等大气污染物的处理方法具有重要意义。
(1)汽车尾气中的和在一定条件下可发生如下反应:
反应a:
反应b:
①的燃烧热为,则_______。
②某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行的分解。若用和分别表示、、和固体催化剂,在固体催化剂表面分解的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是_______(填字母序号)。
(2)某研究小组探究催化剂对、转化的影响。将和以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即的转化率),结果如图所示。若低于,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为_______;点是否为对应温度下的平衡脱氮率,说明其理由_______。
(3)以乙烯作为还原剂脱硝,脱硝机理如图,则总反应的化学方程式为_______。
(4)温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应: ,实验测得:υ(正)=υ(NO)消耗=2υ(O2)消耗=k(正)c2(NO)c(O2),υ(逆)=υ(NO2)消耗=k(逆)c2(NO2),k(正)、k(逆)为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中、如下表:
时间
温度时=______ L mol 1。
②若将容器的温度改变为时其,则_______(填“”“”或“”)。
16.(2023春·浙江·高三期中)硫的氧化物既是大气污染物,也是重要的化工原料,研究大气中含硫化合物的转化具有重要意义。
(1)在恒温、恒容体系中进行SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),达到平衡的标志为___________(填选项字母)
A.SO2的质量保持不变
B.SO2、NO2、SO3和NO物质的量之比为1:1:1:1
C.NO的正反应速率为零
D.在给定条件下,可逆反应完成程度达到最大
(2)反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工业上生产硫酸的关键步骤。在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和5 mol O2,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
①恒温恒容时,下列措施能使反应速率增大的是_________(填字母)
A.增加O2的浓度 B.选择高效催化剂
C.充入氢气 D.适当降低温度
②2 min时,v正(SO2)___________ v逆(SO2) (填“>”、 “<”或“=”),0~5 min内,反应的平均速率v(SO2)=___________ mol/(L min);
③画出O2的物质的量随反应时间变化的曲线__________。
(3)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。
①该电池放电时,被还原的物质是___________,电子从___________(填“b→a”或“a→b”)。
②该电池的负极反应为___________。
17.(2023春·重庆九龙坡·高三四川外国语大学附属外国语学校校联考期中)Ⅰ.在染料、造纸、制革、化学合成等工业中作为还原剂,在酿造、饮料行业中用作杀菌剂,还可用于生产糖精、香料等。其水溶液中含硫微粒随pH的分布曲线如图所示。
请回答以下问题:
(1)下列说法正确的是_______。
A.溶液显碱性
B.时,溶液中
C.溶液中
D.溶液中
(2)若向溶液中滴入NaOH溶液使pH恰好为7,此时测得 mol L 1,则溶液中_______ mol L 1;
(3)已知几种酸的Ka如下表所示,下列化学方程式正确的是_______。
碳酸 次氯酸 醋酸
A.
B.
C.
D.
Ⅱ.工业上可用纯碱吸收二氧化硫法制备,流程如下图所示。
(4)步骤I中边搅拌边向溶液中通入制备溶液,结合的分布系数图,确定停止通入的最佳pH范围是_______,操作①的名称为_______;
(5)某小组同学用0.1000 mol L 1的酸性溶液测定产品中的含量,具体流程:
①称量1 g样品,溶解,配置成250 mL的溶液;
②用滴定管量取25.00 mL样品溶液于锥形瓶中,用酸性溶液滴定;
③消耗溶液体积为20.00 mL;
试计算样品中的纯度_______。
(6)连二亚硫酸钠()俗称保险粉,是一种强还原剂。工业常用惰性电极电解酸性亚硫酸氢钠溶液制备连二亚硫酸钠,原理及装置如图所示,a电极反应为_______。
18.(2023·全国·模拟预测)二氧化碳的资源化利用是科学家研究的重要课题。回答下列问题:
(1)用化加氢可以制取乙烯:
①已知与该反应相关的键能数据如表所示:
化学键 C=O H-H C=C C-H H-O
键能/() 803 764 414 464
则表中H-H键的键能数据为___________。
②在恒容密闭容器中,反应温度、投料比对平衡转化率的影响如图1所示,则a___________(填“>”“<”或“=”)3;M、N两点的化学平衡常数:___________(填“>”“<”或“=”),判断的理由是___________。
(2)与还可合成,涉及的主要反应如下:
反应1:
反应2:
①下列措施中,既能提高三氧化碳的平衡转化率又能提高选择性的是___________(填字母)。
A.加压 B.降温 C.及时移走甲醇 D.使用合适的催化剂
②当起始投料比时,在不同条件下只发生反应1且达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,T=250 ℃时随压强(p)的变化关系及在时随温度(T)的变化关系如图2所示。
a.图中对应等压过程的曲线是___________(填“m”或“n”),判断的理由是___________。
b.当T=250 ℃、时,的平衡转化率α=___________(结果精确到0.1%),此条件下该反应的___________(结果保留3位有效数字,对于气相反应,可以用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.(1) 大于 活化能越大,反应速率越慢 BD
(2) T3>T2>T1 57.1
(3)乙
【详解】(1)①活化能越小,反应速率越快,第二步反应速率快,所以第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能。
②A.合成氨反应放热,升高温度,平衡逆向移动,选择400~500℃不利于合成氨气,不是利用勒夏特列原理,故不选A;
B.正反应气体系数和减小,增大压强,平衡正向移动,选择10~30MPa有利于合成氨气,故选B。
C.使用铁触媒催化剂,平衡不移动,不是利用勒夏特列原理,故不选C;
D.及时分离出氨气,平衡正向移动,有利于合成氨气,故选D;
选BD。
(2)正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,氨气的体积分数降低,所以温度T1、T2、T3由高到低的顺序为T3>T2>T1;
,a=,
M点H2的平衡转化率为;T2温度下,若合成氨反应在恒压p条件下进行,则T2温度下该反应的kp=;
(3)根据图示,则在合理的温度下,乙中氮气的转化率大,所以乙催化剂的催化效果更好。
2.(1) 2.8×10-12
(2) 、和 抑制氯化铁水解 将氧化成,以便后续转化为沉淀除去
【分析】(1)调节溶液pH,可得红褐色沉淀,该过程中调节溶液的pH为5,c(H+)=10-5mol/L,可知c(OH-)=10-9mol/L,结合Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-398计算;
(2)FeCl3-HCl溶液蚀刻铜板后的废液,发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,得到氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,向废液中滴入过氧化氢将亚铁离子氧化成极易除去的铁离子,然后过滤得沉淀氢氧化铁和氯化铜溶液,将沉淀溶解于盐酸得到氯化铁,向滤液中加入碳酸氢钠得到碱式碳酸铜,以此解答该题。
【详解】(1)若向氯化铁溶液中加入一定量的澄清石灰水,调节常液,可得红褐色沉淀,该反应的化学方程式为:2FeCl3+3Ca(OH)2=2Fe(OH)3↓+3CaCl2,则其离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,该过程是在常温下调节溶液的为5,此时溶液中c(H+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-9mol/L,则c(Fe3+)===2.8×10-12mol/L,故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;2.8×10-12;
(2)①氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,铁离子可能过量,故答案为:Fe3+、Fe2+和Cu2+;
②氯化铁是强酸弱碱盐水解呈酸性,所以加盐酸防止弱离子铁离子的水解,水解的方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,向其中加盐酸促使平衡逆向移动,故答案为:抑制Fe3+水解;
③加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质,氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,可将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去,故答案为:因为将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时转化为Fe(OH)3除去;
④调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀,铜离子不沉淀,依据图表数据分析可知pH应为:3.7~4.5,故答案为:[3.7,4.5)或3.7≤pH<4.5。
3.(1)CD
(2)Cl原子半径大于O原子,且C-Cl为单键,C=O为双键
(3)CD
(4)
【详解】(1)A.氯仿分子中H、Cl原子均与碳原子相连,无非极性键,是极性分子,A错误;
B.根据光气分子的结构可知,其分子中存在极性键,是极性分子,B错误;
C.乙醇中碳为-2价,光气中碳为+4价,-2价的碳被氧化为+4价,C正确;
D.氯仿中氢原子周围有2个电子,C、Cl原子周围有8个电子,光气中C、O、Cl周围均有8个电子,两种分子中所有原子均达到稳定结构,D正确;
E.酒精和84消毒液混用,不一定会放出氯气,E错误;
故答案选CD。
(2)氯原子的半径大于氧原子的半径,且C-Cl键为单键,C=O为双键,双键的键能更大,键长更短,因此C-Cl的键长大于C=O。
(3)A.该反应中HClO3既是氧化剂也是还原剂,HClO4为氧化产物,故氧化性HClO4B.化学计量数a=8,b=3,HClO3生成3个O2失去12个电子,根据电子转移守恒,12+2d=2c×5,d+2c=8,解得c=2,d=4,则转移电子数为20个,B正确;
C.变蓝的淀粉碘化钾试纸褪色,是因为氯气进一步氧化了碘单质,离子方程式为5Cl2+I2+6H2O=12H++10Cl-+2,C错误;
D.氯酸分解得1mol混合气体的质量为47.6g,则b+c=1,32b+71c=47.6,解得b=0.6,c=0.4,b:c=3:2,与方程式中比值不同,D错误;
故答案选CD。
(4)a点含有溶质NaCl、NaClO、NaClO3,其中c(ClO-)=c(),发生反应4Cl2+8NaOH=6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O,故a点各离子浓度由大到小顺序为。根据图示两种离子物质的量变化情况可知,t2到t4,ClO-反应生成和Cl-导致其离子物质的量下降,离子方程式为。
4.(1)粉碎铝土矿或加热或搅拌
(2) SiO2 Mg2+
(3)4.7≤pH<9.6
(4)硫氰化钾或硫氰化钠或硫氰化铵
(5)2Al2O3 (熔融)4Al + 3O2↑
【分析】铝土矿中含有MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2,铝土矿加过量盐酸溶解后,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,而SiO2和HCl不反应,不能溶解,固体A为SiO2;向滤液中加入碱溶液调节pH,首先使容易沉淀的三价铁转化为氢氧化铁沉淀,过滤 ,滤液再次调节pH值,使氯离子反应生成Al (OH)3,则沉淀D为Al(OH)3,滤液E中含有镁离子,氢氧化铝经灼烧生成氧化铝,电解熔融氧化铝得到Al。据此分析解答。
【详解】(1)粉碎铝土矿或加热或搅拌都可以加快反应速率;故答案为:粉碎铝土矿或加热或搅拌;
(2)SiO2难溶于酸,故酸溶后的杂质主要成分为SiO2,溶液C用碱液调pH为4.7≤pH<9.6,使Al3+沉淀而Mg2+不沉淀,故溶液E中的金属离子主要为Mg2+;故答案为:SiO2;Mg2+;
(3)溶液C用碱液调pH的目的是为了使Al3+沉淀而Mg2+不沉淀,所以调pH的范围是4.7≤pH<9.6;故答案为:4.7≤pH<9.6;
(4)用硫氰化钾或硫氰化钠或硫氰化铵溶液可以检验Fe3+,其反应为Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3;故答案为:硫氰化钾或硫氰化钠或硫氰化铵;
(5)操作⑤是电解制铝,其反应方程式为2Al2O3 (熔融)4Al + 3O2↑。故答案为:2Al2O3 (熔融)4Al + 3O2↑。
5.(1)A
(2) ③ 硫的燃烧产生二氧化硫气体,N形成的NO和二氧化氮气体,这些气体都能进入大气
(3)大于
(4)C
(5)C
(6)D
(7)0.025mol/(L·min)
(8)AB
(9) 不能 该反应为可逆反应
【详解】(1)生产、生活中,与SO2的大量排放有关的环境问题主要是酸雨,故选A。答案为:A;
(2)氮循环会产生氮的氧化物污染环境,硫循环会产生二氧化硫等污染环境,所以人类活动对氮循环和硫循环都造成了巨大影响,这两种循环的正确评价③。
其中①、②、④都为错误评价,它们通常不产生温室效应,但会产生大气污染物。判断理由:硫的燃烧产生二氧化硫气体,N形成的NO和二氧化氮气体,这些气体都能进入大气。答案为:③;硫的燃烧产生二氧化硫气体,N形成的NO和二氧化氮气体,这些气体都能进入大气;
(3)反应2SO2+O22SO3为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量。答案为:大于;
(4)为合理利用反应中产生的热量,热交换器在硫酸工业中转化器合为一体,故选C。答案为:C;
(5)图中,Y处的气体成分为高温的SO2、O2,与X处的气体成分相同,只是温度不同,故选C。答案为:C;
(6)A.v(SO2)正=2v(O2)逆,反应进行的方向相反,且速率之比等于化学计量数之比,则反应达平衡状态,A不符合题意;
B.反应前后气体的分子数不等,压强随反应的进行不断发生改变,当压强不变时,反应达平衡状态,B不符合题意;
C.SO2浓度不再发生变化时,正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,C不符合题意;
D.混合气的质量、体积始终不变,则密度始终不变,当密度不变时,反应不一定达平衡状态,D符合题意;
故选D。答案为:D;
(7)根据图上信息,从反应开始到第一次达到平衡状态时,共进行4min,SO3的平均反应速率为=0.025mol/(L·min)。答案为:0.025mol/(L·min);
(8)在6min时,条件改变的瞬间,SO3的浓度不变,但后来SO3的浓度增大,平衡正向移动。
A.降低温度,平衡正向移动,SO3的浓度增大,A符合题意;
B.增加O2浓度,平衡正向移动,SO3的浓度增大,B符合题意;
C.减小压强,平衡逆向移动,SO3的浓度减小,C不符合题意;
D.增加SO3浓度的瞬间,SO3的浓度增大,与图象信息不符,D不符合题意;
故选AB。答案为:AB;
(9)该反应为可逆反应,反应物的转化率一定小于100%,所以不能通过改变条件使SO2完全转化为SO3。原因是:该反应为可逆反应。答案为:不能;该反应为可逆反应。
【点睛】对于可逆反应,改变条件可以改变反应物的转化率,但不能改变反应的性质。
6.(1) (a-b) kJ/mol 764
(2)-241.6
(3) 小于 小于
(4) Cr2O3 温度相同时(在相对较低温度下)Fe2O3作催化剂催化效率高于NiO
(5)
【详解】(1)ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和、ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和;由图知1molCO2(g)和3molH2(g)具有的总能量大于1molC2H4(g)和2molH2O(g)具有的总能量,该反应为放热反应,反应的ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量=-(b-a)kJ·mol-1。反应热ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=2×803kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-(xkJ·mol-1+2×414kJ·mol-1+4×464 kJ·mol-1)=-152kJ·mol-1,解得x=764;故答案为:(a-b) kJ/mol;764;
(2)根据盖斯定律,反应ΔH3=ΔH2-0.5ΔH1=()kJ·mol-1 =-241.6 kJ·mol-1,故答案为:-241.6;
(3)根据题图可知,随温度的升高平衡时SO2的浓度减小,故2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g),ΔH=akJ·mol-1平衡右移,正反应吸热,化学平衡常数只与温度有关且正反应吸热时化学平衡常数与温度成正比,状态Ⅰ温度低于状态Ⅱ,故平衡常数K(状态Ⅰ)小于K(状态Ⅱ。其他条件不变时,化学反应速率随温度的升高而增大,状态Ⅰ温度低于状态Ⅱ,故逆反应速率v逆(状态Ⅰ)小于 v逆(状态Ⅱ),故答案为:小于;小于;
(4)根据题图可知,260 C时,Cr2O3作催化剂时对应的相同时间内SO2的转化率最大,说明Cr2O3作催化剂时反应速率最快。与NiO相比,选Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高的SO2转化率,可节约能源。故答案为:Cr2O3;温度相同时(在相对较低温度下)Fe2O3作催化剂催化效率高于NiO;
(5)题目所给示意图中,可以得出NH3、NO、O2参加反应生成N2和H2O,故脱硝过程中的总反应为,故答案为。
7.(1)具有还原性,常做还原剂
(2) 在酸性环境下可以和发生反应,所以选择电迁移率相差较大的而不选电迁移率相差较小 氯离子向左池移动,钾离子向右池移动
(3) O2+4e-+2H2O=4OH- 2mol
(4) 降低 负极
【详解】(1)上述三个装置采用的为原电池工作原理,负极反应物在化学性质上的共同特点是具有还原性,常做还原剂;
(2)在酸性环境下可以和发生反应,所以选择电迁移率相差较大的而不选电迁移率相差较小;装置甲为锌铜原电池,锌做负极,铜做正极,盐桥中阳离子往正极移动,阴离子往负极移动,因此氯离子向左池移动,钾离子向右池移动;
(3)装置乙为氢氧燃料电池,氢气在负极放电,氧气在正极放电,电解质为KOH,氧气放电生成氢氧根,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;氢气中H元素由0价升高到+1价,当消耗氢气的体积为22.4L(标准状况下为1mol)时,理论上导线中转移电子的物质的量为2mol;若将氢气换成甲烷,则甲烷放电生成碳酸根和水,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O;
(4)丙中铅蓄电池放电的化学方程式为:,所以放电一段时间后,消耗硫酸,电解质溶液的pH值会降低;进行充电时,要将外接电源的负极与铅蓄电池的负极进行相连。
8.(1)CD
(2) 60% 使用催化剂
(3) 空气 N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O a 80
【详解】(1)A.由反应方程式知当v正(NO)=2v逆(CO2)时反应达到平衡,故A不符合题意;
B.由方程式知单位时间内断裂1个N≡N同时生成2个C=O,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故B不符合题意;
C.混合气体中N2的体积分数保持不变时,说明消耗的氮气和生成的氮气相等,反应达到平衡状态,故C符合题意;
D.由方程式知,反应前后气体的总物质的量不变,当混合气体的平均摩尔质量保持不变时,说明气体的总质量不再变化,反应达到了平衡,故D符合题意;
故答案为:CD。
(2)①实验b起始时充入0.4molCO、0.2molNO,发生2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g),设转化的CO为nmol,则列出三段式:
由压强之比等于物质的量之比得,解得n=0.1mol,所以实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)= ;
②设转化的NO为xmol,则列出三段式:
由压强之比等于物质的量之比得,解得x=0.12mol,实验a中NO的平衡转化率为;
③与实验b相比,实验c只是反应速率加快了,反应达平衡时总压强和总物质的量没有改变,改变的条件只能是使用催化剂。
(3)①肼—空气燃料电池中肼中氮元素为-2价升高到氮气中的0价,发生氧化反应,所以通入肼的一极为负极,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,通入空气的一极为正极;
②根据①分析a极为负极,b极为正极,对于原电池来说,阴离子移向负极,所以电池工作时,OH-移向a电极;
③由负极电极反应式N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O可知,电池放电转移10mol电子时,消耗燃料肼的物质的量为=2.5mol,质量为2.5mol32g/mol=80g。
9.(1)2:1
(2) c
(3) c(O2) > 0.4mol·L-1·min-1(或0.0067mol·L-1·s-1)
(4) < pH升高,HO的浓度增加,H2O2分解速率加快 H2O2浓度越高,电离程度越低,分解率越小
(5)该法生产原子利用率是100%,符合“绿色化学工艺”
【详解】(1)O原子的核外电子排布式为1s22s22p4,最外层成对电子数为4个,未成对电子数为2个,成对电子数和未成对电子数之比为2:1。
(2)H2O2的电子式为,对于H2O2的分子结构有图示两种推测,这两种结构的不同之处在于H-O-O的键角不同,因此需要测定H2O2分子内H-O-O键角,故答案选c。
(3)H2O2分解反应为2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g),平衡常数表达式K= c(O2)。已知H2O2的分解反应为放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,则平衡常数K(25℃)>K(40℃)。5mLH2O2溶液60s内生成氧气22.4mL即1×10-3mol,则参与反应的H2O2有2×10-3mol,v(H2O2)=。
(4)25℃时,H2O2电离生成H+和的平衡常数K=2.24×10-12>1×10-14,同温度下过氧化氢电离程度大于水,故25℃时pH(H2O2)(5)从生成过程图可知,该反应过程中原子利用率为100%,符合绿色化学工艺。
10.(1) 吸热 能 不能
(2)A
(3)ABD
(4)AC
(5) 大于 0.5 8.0
(6)①
【详解】(1)丙烷脱氢反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应是吸热反应。催化剂能提高化学反应速率,不能改变反应物和产物的相对能量之差。
(2)A.气体总质量不变,体积不变,故密度始终不变,密度不变不是达到平衡状态的标志,A选;
B.该反应为气体体积增大的反应,气体总压强不随时间变化,说明反应达到平衡,B不选;
C.该反应为气体体积增大的反应,气体平均相对分子质量不随时间变化,说明反应达到平衡,C不选;
D.丙烷的消耗速率等于丙烯的消耗速率,正逆反应速率相等,反应达到平衡,D不选;
故选A;
(3)A.氢气燃烧生成水,燃烧产物对环境友好,A选;
B.氢气相对分子质量小,燃烧热高,与含碳燃料相比,单位质量燃料燃烧时放热多,B选;
C.气体的贮存和运输困难,C不选;
D.制备氢气的原料可以用水以及各种有机物,来源广泛,D选;
故选ABD;
(4)A.升高温度,反应速率增大,A选;
B.充入氩气,不改变浓度,速率不变,B不选;
C.充入丙烷,增大反应物浓度,反应速率加快,C选;
D.增大固体催化剂质量,表面积不变,不改变速率,D不选;
故选AC;
(5)①M点未平衡,氢气物质的量增大,平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率。
②氢气、丙烯的化学计量数相等,生成丙烯的反应速率为等于生成氢气的反应速率为。
③起始时,N点时,根据,N点时,

(6)燃料电池中,燃料在负极失去电子,发生氧化反应,故负极反应为①。
11.(1)
(2) kJ mol-1
(3)低温、高压
【详解】(1)由题意可知,实验室制备三氧化二锑的反应为三氯化锑在溶液中发生水解反应生成三氧化二锑和盐酸,反应的离子方程式为,故答案为:;
(2)由题意可知,反应中硫酸溶液不足量完全反应,由中和热的定义可知,反应的焓变ΔH=—=—56kJ/mol,则反应的热化学方程式为 kJ mol-1,故答案为: kJ mol-1;
(3)该反应是气体体积减小的放热反应,降低温度和增大压强,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的浓度减小,则除去CO气体的适宜条件是低温、高压,故答案为:低温、高压。
12.(1)-680 kJ·mol-1
(2) AC < > 44.4%
(3)随温度升高,催化剂活性降低,反应速率减慢,相同时间生成的CO2的物质的量减少(反应达平衡,温度升高,平衡逆向移动,CO2的物质的量减小)
(4) (1,,)
【详解】(1)①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH1= - 520 kJ·mol-1②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH2= +160 kJ·mol-1 ,由盖斯定律:①-②得2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=- 520 kJ·mol-1-160 kJ·mol-1 =-680 kJ·mol-1,故答案为:-680 kJ·mol-1;
(2)①A.2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g),CO2和N2的浓度比始终保持不变,故A选;B.反应为气体体积减小的反应,压强不再变化 ,说明反应的平衡状态,故B不选;C.反应应前后均为气体,总质量不变,混合气体的密度始终保持不变,当气体的密度不再变化时,不能说明反应的平衡状态,故C选;D.反应应前后均为气体,总质量不变,但反应后物质的量减小,反应混合气体的摩尔质量不再变化,说明反应的平衡状态,故D不选;故答案为:AC;
②由图1可得:相同温度下,P2的二氧化碳含量大,结合方程式,加压,平衡正向移动,压强p1< p2,由a到b温度升高,对于放热反应,平衡逆向移动,平衡常数减小, a、b两点的平衡常数Ka>Kb。
故答案为:<;>;
③,b点二氧化碳的体积分数为: ,x=mol,b点CO的转化率为 44.4%,平衡时,CO(g)为mol,NO(g) 为mol, CO2(g)为mol,N2(g)为mol,平衡时总物质的量为mol,b点的Kp= =(用含 p2的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 ×体积分数)。故答案为:44.4%;;
(3)容器中CO2的物质的量随温度变化的曲线如图2,当温度高于T℃时,n(CO2)下 降的原因可能是随温度升高,催化剂活性降低,反应速率减慢,相同时间生成的CO2的物质的量减少(反应达平衡,温度升高,平衡逆向移动,CO2的物质的量减小)(答出一点即可,不考虑物质的稳定性)。故答案为:随温度升高,催化剂活性降低,反应速率减慢,相同时间生成的CO2的物质的量减少(反应达平衡,温度升高,平衡逆向移动,CO2的物质的量减小);
(4)硫与催化剂锌所形成化合物晶体的晶胞如图3所示。在该晶胞中,Zn的配位数为原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中,原子坐标参数a为(0,0, 0); b为(,0,);c为(,,0),a为原点,b、c、d为三个面的面心,则d的坐标参数为(1,,)。晶胞中Zn原子数目=8×+6×=4,S的原子数目为4,所以R的化学式为ZnS,晶胞的质量m=g,晶胞的密度ρ,则晶胞棱长= cm,则其中两个S2-之间的距离为面对角线的一半,cm,则其中两个最近S原子之间的距离为pm(列出 计算式即可)。故答案为:(1,,);。
13.(1) > 高温
(2)
(3)ACD
(4)
(5)O2+4e-=2O2-
【详解】(1)由图可知,温度越高乙烷的平衡转化率越高,说明该平衡正向移动,则该反应为吸热反应,>0,该反应是气体分子数增大的反应,>0,根据能自发进行,则该反应自发进行的条件是高温;
(2)根据图知,升高温度乙烷脱氢率增大,说明该反应是吸热反应,水烃比减小,乙烷的脱氢率减小,升高温度平衡正向移动,乙烷脱氢率增大,所以其图像为;
(3)该反应前后气体物质的量增大,在没有达到平衡之前,平衡正向移动,反应物转化率增大,达到平衡状态后增大压强平衡逆向移动,乙烷的转化率降低,所以符合的图形有ACD;
(4)物质的量为n的乙烷气体发生脱氢反应,已知的平衡转化率为,则参与反应的乙烷为nmol,列三段式:,恒温恒压条件下,由PV=nRT可知,混合气体总浓度不变,设反应后的体积为V′,则,故V′=(1+)V,则平衡常数;
(5)电解质是熔融金属氧化物MO,电池的正极通入O2,正极电极反应式:O2+4e-=2O2-。
14.(1)267
(2)A
(3) 催化剂失活、副产物增多等 两个反应都是吸热反应,平衡前升温,反应速率增大。丙烷的转化率增大:平衡后升温,平衡向正反应方向移动,丙烷的转化率增大
(4) 6.3 54kPa
(5)
【详解】(1)反应热等于断裂的化学键总键能与形成的化学键总键能之差,,键键能;
(2)A.气体总分子数增多的反应,压强不变时达到平衡,A项正确;B.如果丙烷完全脱氢,氢气体积分数为20%,但丙烷脱氢是可逆反应,转化率小于100%,故氢气的体积分数小于20%,B项错误;C.加入催化剂,能提高反应速率,不能提高平衡转化率,C项错误;D.充入丙烷,相当于对原平衡加压,平衡向左移动,丙烷的平衡转化率降低,D项错误。故选:A;
(3)升高温度,丙烯选择性降低,可能的原因有催化剂失活、副产物增多、产物聚合生成聚丙烯等。两个反应都是吸热反应,平衡之前,升高温度,反应速率加快,丙烷转化率增大;平衡之后,升高温度,平衡向正方向移动,丙烷转化率增大;
(4)①起始时,取1molAr,,平衡转化率为60%,对于反应,三种物质转化的物质的量均为1.8mol,平衡时体系有、、和1.0molAr。,。起始,丙烷分压的变化率为;
②该温度下,平衡常数;
(5)b极连接电源的负极,作阴极,在该电极得电子与溶液中的结合生成,该电极的电极反应式为。
15.(1) C
(2) 温度较低时,催化剂活性较低 否,该反应为放热反应,温度越低平衡转化率越高,根据曲线Ⅱ可知,a点对应的温度低于,其平衡转化率应该高于下的平衡转化率
(3)
(4) >
【详解】(1)①,的燃烧热为即,第二个方程式2倍减去第一个方程式,则;故答案为:。
②已知 ,故的分解是放热反应,故和的总能量比能量小,能量越低越稳定,且化学键的断裂是吸热过程,故能量:,能量最低的是C;故答案为:C。
(2)若低于,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为温度较低时,催化剂活性较低;a点不是对应温度下的平衡脱氮率,理由是该反应为放热反应,温度越低平衡转化率越高,根据曲线Ⅱ可知,a点对应的温度低于,其平衡转化率应该高于下的平衡转化率;故答案为:温度较低时,催化剂活性较低;否,该反应为放热反应,温度越低平衡转化率越高,根据曲线Ⅱ可知,a点对应的温度低于,其平衡转化率应该高于下的平衡转化率。
(3)由图可知,在催化剂的作用下,与、反应最终生成、、,反应总方程式为:;故答案为:。
(4)根据图中信息在3s时达到平衡,NO物质的量为0.2mol,氧气物质的量为0.2mol,二氧化碳物质的量为0.8mol,该温度时平衡时υ(正)=υ(逆)即k(正)c2(NO)c(O2)=k(逆)c2(NO2),;故答案为:160。
②若将容器的温度变为时,,则此时,小于,由于反应放热,所以平衡逆向移动,即> ;故答案为:>。
16.(1)AD
(2) AB > 0.8
(3) 氧气 a→b
【详解】(1)A.SO2的质量保持不变,说明平衡不再移动,达到平衡状态,A符合题意;
B.SO2、NO2、SO3和NO物质的量之比为1:1:1:1,不能说明正逆反应速率相等,不能说明平衡不再移动,B不符合题意;
C.NO的正反应速率不会为零,C不符合题意;
D.在给定条件下,可逆反应完成程度达到最大,则此时正逆反应速率相等,平衡不再移动,D符合题意;
故选AD;
(2)①A.增加O2的浓度,物质浓度变大,反应速率增大,A正确;
B.选择高效催化剂,能加快反应速率,B正确;
C.恒温恒容时,充入氢气不影响反应物的浓度,不影响反应速率,C错误;
D.适当降低温度,会导致反应速率减慢,D错误;
故选AB;
②由图可知,2 min后反应继续生成三氧化硫,故正反应速率大于逆反应速率,则v正(SO2)>v逆(SO2);0~5 min内,反应的平均速率v(SO2)=;
③由化学方程式体现的系数可知,氧气反应物质的量是二氧化硫反应的物质的量的一半,O2的物质的量随反应时间变化的曲线 ;
(3)①由图可知,该电池放电时,氧气得到电子发生还原反应,故被还原的物质是氧气,b极为正极,则电子从负极向正极移动,故为a→b;
②该电池的负极为a极,二氧化硫失去电子发生氧化反应生成硫酸,反应为。
17.(1)BC
(2)0.04
(3)CD
(4) 蒸发浓缩,冷却结晶
(5)90%
(6)
【详解】(1)A.根据图像,的,,则,,由于,所以电离大于水解,显酸性,故A错误;B.当时,根据图像可知,根据酸碱性可知,故B正确;C.根据质子守恒,溶液中,故C正确;D.根据物料守恒,,故D错误;综上所述,答案为:BC。
(2)当时,有,根据图像有,根据电荷守恒,将上述等式带入得,当 mol L 1,则为0.04 mol L 1;故答案为:0.04。
(3)根据电离平衡常数得到酸强弱顺序为:;A.由于有还原性,具有氧化性,因此发生氧化还原反应,故A错误;B.和反应产物为和,故B错误;C.少量得和反应生成和,故C正确;D.根据相对强的酸制相对弱的酸,则有,故D正确;综上所述,答案为:CD。
(4)根据图可发现时分布系数最高;由于操作①是从溶液得到含有结晶水的产品,因此操作为蒸发浓缩、冷却结晶;故答案为:;蒸发浓缩,冷却结晶。
(5)滴定过程中发生反应,已知酸性浓度为0.1000 mol L 1,体积为20.00 ml,体积为25 mL,则得出浓度为0.2000 mol L 1,则250 mL溶液中含有得亚硫酸钠物质的量为0.05 mol,则纯度为;故答案为:90%。
(6)a电极得S从中的+4价变成中的+3价,得到电子,因此a为阴极,b电极为阳极,a电极电极反应为;故答案为:。
18.(1) 436 > > 该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小
(2) AC n 在一定压强下,升高温度,平衡逆向移动,减小 33.3%
【详解】(1)①根据反应物的总键能-生成物的总键能可计算H—H键的键能。设H—H键的键能为,则,解得;
②在一定温度下,增大的物质的量,平衡正向移动,的平衡转化率增大,则;该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,温度越高,平衡常数越小,M点的温度比N点的低,所以M、N两点的化学平衡常数。
(2)①加压时反应2平衡不移动,反应1向右移动,故该措施既能提高三氧化碳的平衡转化率又能提高的选择性,选A;
降温时反应1向右移动,反应2向左移动,故甲醇的选择性提高,但二氧化碳的平衡转化率不一定提高,故不选B;
及时移走甲醇,反应1向右移动,反应2不移动,该措施既能提高三氧化碳的平衡转化率又能提高的选择性,故选C;
使用合适的催化剂,可以提高甲醇的选择性,但不能提高三氧化碳的平衡转化率,故不选D;
选A、C;
②a.反应1是的反应,在一定压强下,升高温度,平衡逆向移动,减小,故题图中对应等压过程的曲线是n。
b.当、时,设起始时的物质的量为1 mol,则的物质的量为3 mol,平衡时消耗的物质的量为x mol,列“三段式”:
则,解得,的平衡转化率。平衡时、、、的物质的量分数分别为0.20、0.60、0.10、0.10;根据题图可知平衡时压强,则该反应的平衡常数

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