高考化学试吧大考卷 专练三 化学反应原理综合题.docx
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高考化学试吧大考卷专练三化学反应原理综合题
专练三 化学反应原理综合题
可能用到的相对原子质量:
H1 C12 N14 O16
1.(导学号:
71224176)(2017·长沙模拟)乙二醛(OHC—CHO)是一种重要的精细化工产品。
Ⅰ.工业生产乙二醛
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法。
在硝酸铜催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛。
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法
已知下列信息:
OHC—CHO(g)+2H2(g)HOCH2CH2OH(g) K1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) K2
HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC—CHO(g)+2H2O(g) ΔH3=-406kJ·mol-1 K3
HOCH2CH2OH(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH4
①K3=__________(用K1、K2表示);合成乙二醛的反应在任何温度下都能自发进行,原因是_____________________________________。
②提高乙二醛产率的措施有______________________________________________________________________________________________(写出两条)。
③当原料气中氧醇比(氧气和乙二醇的物质的量之比)为1.35时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图所示。
A点对应的转化率______________(填“是”或“不是”)平衡转化率。
温度在450~490℃之间,乙二醛产率降低的原因是__________________________________________________。
温度高于490℃时,乙二醛产率降低的可能原因是__________(填标号)。
a.反应生成乙二醛的ΔH减小b.反应活化能降低
c.副反应的产率增大d.催化剂活性降低
Ⅱ.电解乙二醛制备乙醛酸(OHC—COOH)
用石墨作电极,电解盐酸和乙二醛的混合液,产生的氯气将乙二醛氧化成乙醛酸:
OHC—CHO+Cl2+H2O===OHC—COOH+2HCl
(3)电解时,阳极的电极反应式为__________________________________。
(4)已知:
法拉第常数为bC·mol-1,电流效率η=×100%。
若保持电流强度为aA,电解tmin,制得wgOHC—COOH,列式表示该电解池在本次电解中的电流效率η=____________________________。
2.(导学号:
71224177)(2017·长春模拟)科学家研发了以CH4为原料合成CH3OH的工艺路线,反应如下:
①CH4(g)+O2(g)===CO(g)+2H2(g) ΔH1=-35.4kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
③2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g) ΔH3=-251kJ·mol-1
(1)反应②的ΔH2=__________kJ·mol-1。
(2)在一容积为1L的密闭容器中,投入1molCO和2molH2,在不同条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强变化如图1所示。
①M点时,H2的转化率为__________,压强p1__________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②M、N两点的化学反应速率:
v(N)__________v(M)(填“>”、“<”或“=”)。
③某同学绘制的压强为p1时,不同温度下上述反应的平衡常数的对数值(lgK)如图2所示。
则温度为506K时,平衡常数K=__________(保留三位小数),B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与T的关系的点为__________。
④下列叙述能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态的是__________(填标号)。
a.单位时间内生成2molH2的同时消耗1molCO
b.c(CO)∶c(CH3OH)=1∶1
c.恒温恒容时,混合气体的压强保持不变
d.绝热恒容时,反应的平衡常数不再变化
(3)甲醇可作燃料电池的燃料,同时以氧气作氧化剂,KOH溶液作电解质溶液。
该燃料电池的负极反应式为_________________________________。
3.(导学号:
71224178)(2017·南昌模拟)能源是人类生存、社会发展不可或缺的物质,CO、H2、CH3OH均是重要的能源物质。
(1)已知:
氧气中O===O键的键能为497kJ·mol-1,二氧化碳中C===O键的键能为745kJ·mol-1。
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH1=-566kJ·mol-1
H2O(g)+CO(g)===H2(g)+CO2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1
CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH4=-107kJ·mol-1
则使1molCO(g)完全分解成原子所需要的能量至少为________________,ΔH3=__________。
(2)某密闭容器中存在反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),起始时容器中只有amol·L-1CO和bmol·L-1H2,平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量百分含量[φ(CH3OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图1所示;一定温度下,H2的平衡转化率与起始时两种反应物的投料比(物质的量之比,用X表示)之间的关系如图2所示。
①T1__________T2时(填“>”、“<”或“=”);若恒温(T1)恒容条件下,起始时a=1、b=2,测得平衡时混合气体的压强为p1,则T1时该反应的平衡常数为__________。
②X的表达式为__________(用含a、b的式子表示)。
③若在压强为p1、温度为T1时,向密闭容器中加入等物质的量浓度的CO、H2、CH3OH三种气体,则反应开始时,v(CH3OH)正__________v(CH3OH)逆(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
(3)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体CO2,其产物之一是NH4HCO3。
已知常温下NH3·H2O的电离常数K=1.8×10-5、碳酸的电离常数K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,则所得到的NH4HCO3溶液中c(H+)__________c(OH-)(填“>”、“<”或“=”)。
4.(导学号:
71224179)(2017·锦州模拟)已知氮的氧化物是严重的大气污染物,处理尾气的方法有多种。
Ⅰ.在汽车排气管上安装催化转化器,发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),可将尾气转化为无毒的气体。
(1)已知:
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
化学键
O===O
C===O
CO
键能/(kJ·mol-1)
497
803
1072
则2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=__________kJ·mol-1。
(2)一定温度下,反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在恒压密闭容器中经过t2min达到平衡状态,此时容器的容积刚好为1.5L,c(CO2)随时间的变化曲线如图1所示。
①若保持其他条件不变,在t1时刻改变一个条件,曲线X变为曲线Y,则改变的条件是________________________,其原因为__________________________________________________。
②若保持其他条件不变,在t1时刻改变一个条件,曲线X变为曲线Z,则改变的条件是__________,其原因为________________________________________________________________________________。
③若t3时刻升高温度,t4达到平衡,请在图1上画出t3~t4min内c(CO2)的变化曲线。
Ⅱ.研究氮氧化物的反应机理,对于消除对环境的污染有重要意义。
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应历程示意图如图2所示,反应分两步进行。
(3)在相同的条件下,反应①比反应②快的原因是________________________________________________________________________________。
(4)总反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的快慢是由反应②决定的,请结合以下信息回答问题(式中k正、k逆为反应速率常数):
①2NO(g)N2O2(g)(快)
v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)
v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2)
写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示总反应的平衡常数K=________________________;若升高温度时,根据温度对化学平衡的影响,c(N2O2)将__________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
Ⅲ.工业上也可用电解法处理氮氧化物NOx的污染。
(5)电解装置如图3所示,M、N电极间是新型固体氧化物陶瓷,在一定条件下可传导O2-。
M电极应连接电源的__________(填“正极”或“负极”),若N电极收集到2.24LO2(标准状况),则理论上M电极应该收集到标准状况下__________LN2。
5.(导学号:
71224180)(2017·日照模拟)I2O5、Na2SO3和NaOH是重要的化学试剂,在工业生产和废水处理中有广泛的应用。
(1)利用I2O5可消除CO污染,其反应原理为:
I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s);不同温度(T1、T2)下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图所示。
①温度为T2时,0~0.5min内,平均反应速率v(CO)=________________。
②b点和c点的化学平衡常数:
Kb__________Kc(填“>”、“<”或“=”)。
③b点时,CO的转化率为__________。
(2)已知反应:
2Na2SO3(aq)+O2(aq)===2Na2SO4(aq) ΔH=mkJ·mol-1
O2(g)O2(aq) ΔH=nkJ·mol-1
Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为______________________。
(3)Na2SO3氧化分为富氧区和贫氧区两个阶段,为确定贫氧区速率方程v=k·ca(SO)·cb(O2)中a、b的值(取整数),进行如下实验。
①当溶解氧浓度为4.0mg·L-1时,c(Na2SO3)与速率(v)数值关系如下表所示,则a=__________。
c(Na2SO3)×103
3.65
5.65
7.65
11.65
v×106
10.2
24.4
44.7
103.6
②已知:
ln=-(-),R为常数;两个反应阶段不同温度的速率常数(k)之比如下表所示。
反应阶段
速率方程
富氧区
v=k·c(SO)·c(O2)
1.47
贫氧区
v=k·ca(SO)·cb(O2)
2.59
则E(富氧区)__________E(贫氧区)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)某工业废水中含有M
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