北京高中化学总复习一轮复习化学反应速率化学平衡典型模拟题.docx
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北京高中化学总复习一轮复习化学反应速率化学平衡典型模拟题
2018年北京高中化学总复习一轮复习化学反应速率化学平衡(典型模拟题)
1、(17顺二)CuCl2、CuCl广泛用于有机合成的催化剂。
CuCl2容易潮解;CuCl白色粉末,微溶于水,溶于浓盐酸和氨水生成络合物,不溶于乙醇。
稀释
已知:
i.CuCl2+Cu+2HCl(浓)
2H[CuCl2](无色)
2CuCl↓(白色)+2HCl
ii.副反应:
CuCl+H2O
CuOH+2HCl;CuCl+Cl—===[CuCl2]—
(1)制取CuCl2装置如下:
①A装置中发生反应的离子方程式是。
②C、E装置中盛放的是浓硫酸,作用是。
③B中选择饱和食盐水而不用蒸馏水的原因是。
(2)制取CuCl流程如下:
膜电解法
①反应①中加入NaCl的目的是;但是Cl—浓度过高,CuCl产率降低,原因是。
②CuCl在潮湿的环境中易被氧化为Cu2(OH)3Cl,反应的方程式为。
③利用膜电解法制取CuCl,阴极电极反应式为。
④用乙醇洗涤沉淀Y的原因为。
答案:
(1)①MnO2+2Cl-+4H+===Mn2++Cl2↑+2H2O………………………………(2分)
②浓硫酸有吸水性,C、E防止CuCl2潮解………………………………(2分)
③由于Cl2+H2O
H++Cl—+HClO;增大Cl-浓度,平衡左移,抑制了Cl2和H2O的反应,减少了Cl2消耗。
………………………………(2分)
(2)①增大Cl—浓度,有利于生成HCuCl2;…………………………………(1分)
当Cl-浓度过高时,CuCl+Cl—
[CuCl2]—,会使CuCl溶解而降低成本。
…(1分)
②4CuCl+4H2O+O2===2Cu2(OH)3Cl+2HCl…………………………(1分)
③Cu2++Cl—+e-==CuCl(Cu2++e-==Cu+)…………………………(1分)
④洗去CuCl沉淀表面的杂质,减少溶解损耗;乙醇的沸点低,有利于干燥。
………………………………(2分)
2、(17顺二)热电厂用碱式硫酸铝[Al2(SO4)3•Al2O3]吸收烟气中低浓度的二氧化硫。
具体过程如下:
(1)碱式硫酸铝溶液的制备
往Al2(SO4)3溶液中加入一定量CaO粉末和蒸馏水,可生成碱式硫酸铝(络合物,易溶于水),同时析出生石膏沉淀[CaSO4·2H2O],反应的化学方程式为 。
(2)SO2的吸收与解吸。
吸收液中碱式硫酸铝活性组分Al2O3对SO2具有强大亲和力,化学反应为:
Al2(SO4)3·Al2O3(aq)+3SO2(g)
Al2(SO4)3·Al2(SO3)3(aq)△H<0。
工业流程如下图所示:
①高温烟气可使脱硫液温度升高,不利于SO2的吸收。
生产中常控制脱硫液在恒温40~60oC,试分析原因 。
②研究发现,I中含碱式硫酸铝的溶液与SO2结合的方式有2种:
其一是与溶液中的
水结合。
其二是与碱式硫酸铝中的活性Al2O3结合,通过酸度计测定不同参数的吸收液的pH变化,结果如下图所示:
据此判断初始阶段,SO2的结合方式是 。
比较x、y、z的大小顺序 。
③III中得到再生的碱式硫酸铝溶液,其n(Al2O3):
n[Al2(SO4)3]比值相对I中有所下
降,请用化学方程式加以解释:
。
(3)解吸得到较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸。
电极b周围溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)
电极a的电极反应式是 。
答案:
(1)2Al2(SO4)3+3CaO+6H2O===Al2(SO4)3·Al2O3+3CaSO4·2H2O…(2分)
(2)①碱式硫酸铝吸收SO2的反应为放热反应,降温使平衡正向移动,有利于SO2的吸收。
………………………………………………………………(2分)
②与活性Al2O3结合………………………………………………………(2分)
y>x>z………………………………………………………………(2分)
③2Al2(SO3)3+3O2===2Al2(SO4)3…………………………………………(1分)
或2[Al2(SO4)3·Al2(SO3)3]+3O2===4Al2(SO4)3
(3)①变大……………………………………………………………………(2分)
②SO2-2e-+2H2O===4H++SO42- ………………………………(2分)
3、(17西城期末)已知:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=−92kJ·mol-1,下图表示L一定时,H2的平衡转化率(α)随X的变化关系,L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。
下列说法中,不正确的是
A.X表示温度
B.L2>L1
C.反应速率υ(M)>υ(N)
D.平衡常数K(M)>K(N)
4、(17东城期末)乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,某学习小组设计以下两套装置用乙醇、乙酸和浓硫酸分别制备乙酸乙酯(沸点77.2℃)。
下列说法不正确的是
A.浓硫酸能加快酯化反应速率B.不断蒸出酯,会降低其产率
C.装置b比装置a原料损失的少D.可用分液的方法分离出乙酸乙酯
5、(17东城期末)CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,用于生产多种化工产品。
该技术中的化学反应为:
CH4(g)+3CO2(g)
2H2O(g)+4CO(g)H=+330kJ/mol
(1)下图表示初始投料比n(CH4)∶n(CO2)为1∶3或1∶4时,CH4的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系。
[注:
投料比用a1、a2表示]
①a2=。
②判断T1与T2的大小关系,并说明理由:
。
(2)CH4超干重整CO2的催化转化原理示意图如下:
.
①过程I,生成1molH2时吸收123.5kJ热量,其热化学方程式是。
②过程II,实现了含氢物种与含碳物种的分离。
生成H2O(g)的化学方程式是。
③假设过程I和过程II中的各步均转化完全,下列说法正确的是。
((填序号)
a.过程I和过程II中均发生了氧化还原反应
b.过程II中使用的催化剂为Fe3O4和CaCO3
c.若过程I投料
=1,可导致过程II中催化剂失效
5.(9分)
(1)①1:
4
②T2>T1,正反应为吸热反应,温度升高时甲烷的转化率增大
(2)①CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247kJ/mol
②4H2+Fe3O43Fe+4H2O
③ac
6、(17东城期末)不锈钢生产过程中产生的酸洗废液(含有NO3-、Cr2O72-、Cu2+等)可以用零价铁(Fe)处理。
处理前调节酸洗废液的pH=2,进行如下实验:
(1)在废液中投入足量铁粉,测得溶液中氮元素的存在形式及含量如下:
初始浓度(mg/L)
处理后浓度(mg/L)
NO3-中的氮元素
60
4.32
NO2-中的氮元素
0
0.34
NH4+中的氮元素
0
38.64
溶液中的氮元素的总量
60
43.30
①铁粉去除NO3-时,主要反应的离子方程式是。
②处理前后溶液中氮元素的总量不相等,可能的原因是。
(2)其他条件相同时,铁粉投入量(均足量)对废液中NO3-去除效果如下:
①0-20min之间铁粉的投入量不同,NO3-去除率不同的原因是。
②已知:
Ⅰ.在铁粉去除NO3-的过程中,铁粉表面会逐渐被FeOOH和Fe3O4覆盖。
FeOOH阻碍Fe和NO3-的反应,Fe3O4不阻碍Fe和NO3-的反应。
Ⅱ.2FeOOH+Fe2+=Fe3O4+2H+
在铁粉去除NO3-的过程中,下列措施能提高NO3-去除率的是。
(填字母)
a.通入氧气 b.加入盐酸
c.加入氯化亚铁溶液 d.加入氢氧化钠溶液
(3)相同条件下、同一时间段内,废液中共存离子对NO3-去除率的影响如下图:
Cu2+和Cr2O72-对NO3-去除率产生的不同影响及原因是。
(4)向零价铁去除NO3-之后的溶液中投加(填试剂名称),既可去除重金属离子又有利于氨的吹脱。
6(9分)
(1)①4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O
②有N2或氮的氧化物从溶液中逸出
(2)①铁粉表面积越大,反应速率越快
②bc
(3)Cu2+被Fe置换生成Cu,与Fe形成原电池,加快反应速率;Cr2O72-氧化Fe2+生成Fe3+,进而形成FeOOH,阻碍反应进行
(4)氧化钙
7、(17朝阳期末)游离态的氮经一系列转化可以得到硝酸,如下图所示。
(1)NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是
。
(2)2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)是制造硝酸的重要反应之一。
在800℃时,向容积为1L的密闭容器中充入0.010molNO和0.005molO2,反应过程中NO的浓度随时间变化如下图所示。
①2min内,v(O2)=mol/(L·min)
②800℃时,该反应的化学平衡常数数值为
。
③已知:
ⅰ.
ⅱ.N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)ΔH=+68kJ·mol-1
结合热化学方程式,说明温度对于NO生成NO2平衡转化率的影响:
。
(3)电解法处理含氮氧化物废气,可以回收硝酸。
实验室模拟电解法吸收NO,装置如图所示
(均为石墨电极)。
请写出电解过程中NO
转化为硝酸的电极反应式:
。
7(8分)
(1)4NH3+5O24NO+6H2O
(2)①1.25×10-3
②400
③2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)ΔH=-115kJ·mol-1,温度升高,平衡向逆反应方向移动,NO转化为NO2的平衡转化率降低
(3)NO—3e-+2H2O===NO3-+4H+
(17丰台期末)6.常温常压时烯烃与氢气混合不反应,高温时反应很慢,但在适当的催化剂存在时可氢气反应生成烷,一般认为加氢反应是在催化剂表面进行。
反应过程的示意图如下:
下列说法中正确的是
A.乙烯和H2生成乙烷的反应是吸热反应
B.加入催化剂,可减小反应的热效应
C.催化剂能改变平衡转化率,不能改变化学平衡常数
D.催化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合,得到中间体
8、(17丰台期末)已知A(g)+B(g)
C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
830℃时,向一个2L的密闭容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B,反应初始4s内A的平均反应速率v(A)=0.005mol/(L·s)。
下列说法正确的是
A.4s时c(B)为0.38mol/L
B.830℃达平衡时,A的转化率为20%
C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D.1200℃时反应C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的平衡常数为0.4
9、(17丰台期末)乙醇是生活中常见的物质,用途广泛,其合成方法和性质也具有研究价值。
Ⅰ.乙醇可以作为燃料燃烧。
已知化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放出的能量。
应用表中数据(25℃、101kPa),写出气态乙醇完全燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式_____。
键
C—C
C—H
O=O
H—O
C—O
C=O
键能/(kJ•mol-1)
348
413
498
463
351
799
Ⅱ.直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点,引起了人们的研究兴趣。
现有以下三种乙醇燃料电池。
碱性乙醇燃料电池酸性乙醇燃料电池熔融盐乙醇燃料电池
(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为___________。
(2)碱性乙醇燃料电池中,电极a上发生的电极反应式为________,使用空气代替氧气,电池工作过程中碱性会不断下降,其原因是_________。
(3)酸性乙醇燃料电池中,电极b上发生的电极反应式为,通过质子交换膜的离子是__________。
(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,CO32-向电极
(填“a”或“b”)移动,电极b上发生的电极反应式为________。
Ⅲ.已知气相直接水合法可以制取乙醇:
H2O(g)+C2H4(g)
CH3CH2OH(g)。
当n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1时,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如下图:
(1)图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为:
,理由是:
___________。
(2)气相直接水合法采用的工艺条件为:
磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。
该条件下乙烯的转化率为5℅。
若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有_________、_____________。
Ⅳ.探究乙醇与溴水是否反应。
(1)探究乙醇与溴水在一定条件下是否可以发生反应,实验如下:
实验编号
实验步骤
实验现象
1
向4mL无水乙醇中加入1mL溴水,充分振荡,静置4小时
溶液橙黄色褪去,溶液接近无色
2
向4mL无水乙醇中加入1mL溴水,加热至沸腾
开始现象不明显,沸腾后溶液迅速褪色
向淀粉KI溶液中滴加冷却后的上述混合液
溶液颜色不变
3
向4mL水中加入1mL溴水,加热至沸腾
橙黄色略变浅
向淀粉KI溶液中滴加冷却后的溴水混合液
溶液变蓝
①实验2中向淀粉-KI溶液中滴加冷却后的混合液的目的是_______。
②实验3的作用是___________。
③根据实验现象得出的结论是_________。
(2)探究反应类型
现有含amolBr2的溴水和足量的乙醇,请从定量的角度设计实验(其他无机试剂任选),探究该反应是取代反应还是氧化反应(已知若发生氧化反应,则Br2全部转化为HBr):
_____。
9.(21分)Ⅰ.C2H5OH(g)+3O2(g)
2CO2(g)+3H2O(g)
H=-1253kJ/mol(2分)
Ⅱ.
(1)氧气(1分)
(2)C2H5OH+16OH--12e-
2CO32-+11H2O(1分)
空气中的CO2会与KOH溶液反应,降低溶液的碱性,同时反应中也会消耗KOH。
(2分)
(3)3O2+12H++12e-
6H2O(1分),H+(1分)
(4)a(1分)O2+2CO2+4e-
2CO32-(1分)
Ⅲ.
(1)P4>P3>P2>P1(1分)
反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,乙烯的转化率增大,所以相同条件下,转化率越大的代表压强越大。
(1分)
(2)增加H2O(g)的量、移出生成物。
(各1分)
Ⅳ.
(1)①检验反应后溶液中是否还含有溴单质(1分)
②对比实验,验证在加热条件下水是否能够与溴单质反应(2分)
③加热条件下或长期放置,乙醇能够与溴水反应(2分)
(2)取含amolBr2的溴水和足量的乙醇,混合加热,完全反应后利用AgNO3标准液滴定测定溶液中Br—物质的量。
若n(Br—)=amol则发生取代反应;若n(Br—)=2amol则发生氧化反应;若amol (合理给分)(2分) 10、(17海一)26.(13分) 氢气是一种理想的绿色能源。 利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气,具有良好的应 用前景。 乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如下图所示: 已知: 反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线如右图所示。 (1)反应I中,1molCH3CH2OH(g)参与反应后的热量变化是256kJ。 ①H2O的电子式是___________。 ②反应I的热化学方程式是___________。 (2)反应II,在进气比[n(CO): n(H2O)]不同时,测得相应的CO的平衡转化率见下图 (各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。 ①图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE。 判断: TD_______TE(填“<”“=” 或“>”)。 ②经分析,A、E和G三点对应的反应温度相同,其原因是A、E和G三点对应的 _________________相同。 ③当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时,对应的反应温度和进气比的关系 是___________________。 (3)反应III,在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中,电解活化CO2制备乙醇的原理如 下图所示。 2阴极的电极反应式是______________。 ②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是__________________。 10(共13分) (1)① ②CH3CH2OH(g)+H2O(g)===4H2(g)+2CO(g)△H=+256kJ·mol-1 (2)①< ②化学平衡常数 ③进气比越大,反应温度越低 (3)①14CO2+12e-+9H2O===CH3CH2OH+12HCO3- ②蒸馏 11、(17西一)As2O3在医药、电子等领域有重要应用。 某含砷元素(As)的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。 (1)“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐。 H3AsO4转化为Na3AsO4反应的化学方程式是________。 (2)“氧化”时,1molAsO33-转化为AsO43-至少需要O2________mol。 (3)“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,发生的主要反应有: a.Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)ΔH<0 b.5Ca2++OH-+3AsO43- Ca5(AsO4)3OHΔH>0 研究表明: “沉砷”的最佳温度是85℃。 用化学平衡原理解释温度高于85℃后,随温度升高沉淀率下降的原因是________。 (4)“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3,反应的化学方程式是________。 (5)“还原”后加热溶液,H3AsO3分解为As2O3,同 时结晶得到粗As2O3。 As2O3在不同温度和不同浓 度硫酸中的溶解度(S)曲线如右图所示。 为了提 高粗As2O3的沉淀率,“结晶”过程进行的操作是 ________。 (6)下列说法中,正确的是________(填字母)。 a.粗As2O3中含有CaSO4 b.工业生产中,滤液2可循环使用,提高砷的回收率 c.通过先“沉砷”后“酸化”的顺序,可以达到富集砷元素的目的 11(12分,每空2分) (1)H3AsO4+3NaOH==Na3AsO4+3H2O (2)0.5 (3)温度升高,反应a平衡逆向移动,c(Ca2+)下降,反应b平衡逆向移动,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降 (4)H3AsO4+H2O+SO2==H3AsO3+H2SO4 (5)调硫酸浓度约为7mol·L-1,冷却至25℃,过滤 (6)abc 12、(17东一)某温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2,发生反应: H2(g)+I2(g) 2HI(g).反应体系中各物质浓度的有关数据如下。 容器 起始浓度 平衡浓度 c(H2)/mol·L-1 c(I2)/mol·L-1 c(HI)/mol·L-1 甲 0.01 0.01 0.004 乙 0.01 0.02 a 丙 0.02 0.01 b 丁 0.02 0.02 —— 下列判断正确的是 A.HI的平衡浓度: a=b>0.004 B.平衡时,H2的转化率: 丁>甲 C.平衡时,乙中H2的转化帛等于20% D.丙中条件下,该反应的平衡常数K=4 12、(17东一)半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分为H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。 半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。 (1)步骤I,CO变换反应的能量变化如下图所示: ①CO变换反应的热化学方程式是________________。 ②一定条件下,向体积固定的密闭容器中充入aL半水煤气,发生CO变换反应。 测得不同温度(T1,T2)氢气的体积分数ψ(H2)与时间的关系如下所示。 .T1、T2的大小关系及判断理由是______________。 ii.请在上图中画出: 其他条件相同时,起始充入0.5aL半水煤气,T2温度下氢气的体积分数ψ(H2)随时间的变化曲线。 (2)步骤Ⅱ,用饱和Na2CO3溶液作吸收剂脱除CO2时,初期无明显现象,后期有固体析出。 ①溶液中离子浓度关系正确的是__________(选填字母)。 a.吸收前: c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-) b.吸收初期: 2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(Na+) c.吸收全进程: c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) ②后期析出固体的成分及析出固体的原因是___________。 ③当吸收剂失效时,请写出一种可使其再生的方法(用化学方程式表示): ____________。 12(13分) (1)①CO(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=-36kJ/mol; ②ⅰ.T2>T1,相同条件下,温度越高反应速率越快,达到化学平衡状态的时间越短; ⅱ. (2)①ac; ②碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,依据反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,水的质量减小,溶质质量增大; 32NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 13、(17朝一)我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨。 从含铅废料(PbSO4、PbO2、PbO等)中回收铅,实现铅的再生,意义重大。 一种回收铅的工作流程如下: (1)铅蓄电池放电时,PbO2作____极。 (2)过程I,已知: PbSO4、PbCO3的溶解度(20℃)见图l;Na2SO4、Na2CO3的溶解度见图2。 ①根据图l写出过程I的离子方程式: __________。 ②生产过程中的温度应保持在40℃,若温度降低,PbSO4的转化速率下降。 根据图2,解释可能原因: i.温度降低,反应速率降低;ii.____(请你提出一种合理解释)。 ③若生产过程中温度低于40℃,所得固体中,含有较多Na2SO4杂质,原因是____。 (3)过程Ⅱ,发生反应2PbO2+H2C2O4=2PbO+H2O2+2CO2↑。 实验中检测到有大量O2放出,推测PbO2氧化了H2O2,通过实验证实了这一推测。 实验方案是____。 (已知: PbO2为棕黑色固体;PbO为橙黄色固体) (4)过程Ⅲ,将Pb
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