高考化学陌生图像读图专练.docx

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高考化学陌生图像读图专练

六、陌生图像读图专练

1．用CO合成甲醇（CH3OH）反应的化学方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

（1）a、b、c三点平衡常K（a）、K（b）、K（c）的大小顺序是________________。

（2）b、d两点的平均相对分子质量为M（b）、M（d），则M（b）________（填“＞”、“＜”、“＝”）M（d）。

答案　

（1）K（a）＞K（b）＞K（c）

（2）＞

解析　

（1）由图可知a、b、c三点压强相同；由化学方程式可知，温度升高，平衡逆向（吸热方向）移动，CO的平衡转化率减小，故T1＜T2＜T3，K（a）＞K（b）＞K（c）。

（2）由d到b压强增大，CO的转化率增大，正向气体分子数减少，因而平均相对分子质量增大，即M（b）＞M（d）。

2．常温下，在20mL0.1mol·L－1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol·L－1HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO2因逸出未画出）物质的量分数（纵轴）随溶液pH变化的部分情况如图所示。

回答下列问题：

（1）由图分析可得，在同一溶液中，H2CO3、HCO

、CO

________（填“能”或“不能”）大量共存。

（2）已知在25℃时，CO

水解反应的平衡常数（水解常数用Kh表示）Kh＝

＝2×10－4，当溶液中c（HCO

）∶c（CO

）＝2∶1时，溶液的pH＝________。

（3）当混合液的pH＝________时，开始放出CO2气体。

答案　

（1）不能　

（2）10　（3）6

解析　由图像可知，常温下在20mL0.1mol·L－1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol·L－1HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，碳酸氢根离子再与盐酸反应生成碳酸，进而分解产生二氧化碳、水。

（1）由反应及图像可知，在同一溶液中H2CO3与CO

转化为HCO

，故H2CO3、HCO

、CO

不能大量共存。

（2）当溶液中c（HCO

）∶c（CO

）＝2∶1时，根据Kh＝

＝2×10－4，则有c（OH－）＝

＝1×10－4mol·L－1，c（H＋）＝

mol·L－1＝1×10－10mol·L－1，

pH＝－lg10－10＝10。

（3）当溶液中H2CO3达到饱和后，开始放出CO2气体，由图像可以看出，当pH＝6时，H2CO3达到饱和，开始放出CO2气体。

3．工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式：

CH3OH（g）＋CO（g）HCOOCH3（g）　ΔH＝－29.1kJ·mol－1。

科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如图1、2：

（1）从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是________。

a．3.0×106Pa～3.5×106Pa

b．3.5×106Pa～4.0×106Pa

c．4.0×106Pa～4.5×106Pa

（2）实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是____________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）b

（2）高于80℃时，温度对反应速率影响较小，且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率较低

解析　

（1）从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，图像中转化率变化最大的是3.5×106Pa～4.0×106Pa。

（2）依据图像分析温度在高于80℃对反应速率影响不大，反应是放热反应，温度过高，平衡逆向进行，不利于转化率增大。

4．炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量大而造成严重污染。

水溶液中铅的存在形态主要有Pb2＋、Pb（OH）＋、Pb（OH）2、Pb（OH）

、Pb（OH）

。

各形态铅的浓度分数x与溶液pH变化的关系如图所示。

（1）向含Pb2＋的溶液中逐滴滴加NaOH，溶液变浑浊，继续滴加NaOH溶液又变澄清；pH≥13时，溶液中发生的主要反应的离子方程式为______________________________________。

（2）科研小组发现一种新型试剂DH（s）去除Pb2＋的效果最好，可除去水中的痕量铅和其他杂质离子。

若DH（s）在脱铅过程中发生的主要反应为2DH（s）＋Pb2＋D2Pb（s）＋2H＋，则脱铅时最合适的pH约为________。

答案　

（1）Pb（OH）

＋OH－===Pb（OH）

（2）6

解析　

（1）pH≥13时，Pb（OH）

浓度减小，Pb（OH）

浓度增大，Pb（OH）

与氢氧根离子结合为Pb（OH）

，反应离子方程式为Pb（OH）

＋OH－===Pb（OH）

。

（2）反应为2DH（s）＋Pb2＋D2Pb（s）＋2H＋，参加反应的是Pb2＋，由图像可知，选择pH要使铅全部以Pb2＋形式存在，则脱铅时最合适的pH约为6。

5．为探究碳化钙合成机理，有学者认为可能存在以下5种反应（状态已省略）：

①CaO＋3CCaC2＋CO平衡常数K1

②CaO＋CCa＋CO平衡常数K2

③Ca＋2CCaC2平衡常数K3

④2CaO＋CaC23Ca＋2CO平衡常数K4

⑤CaC2Ca＋2C平衡常数K5

相应图像如图：

其中属于放热反应的是________（填序号）；从平衡常数看，2700℃以上反应趋势最小的是________（填序号）。

答案　③　⑤

解析　温度越高K值越小的曲线是③，所以③是放热反应；反应趋势最小的是平衡常数曲线最平坦的⑤。

6．以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如上图所示。

250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____________________________________________。

答案　温度超过250℃，催化剂的催化效率明显降低

解析　先弄清两条曲线的含义，实线代表催化效率，虚线代表乙酸的生成速率。

这里涉及到影响反应速率的两个因素：

催化剂和温度，从图像上看出100～250℃，温度升高，催化效率提高，而250～300℃，升高温度，催化效率下降，因而乙酸的生成速率下降。

7．高铁酸钾（K2FeO4，暗紫色固体），溶于水发生水解反应：

4FeO

＋10H2O4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2，是一种新型、高效、多功能的水处理剂，下图分别是1mol·L－1的K2FeO4溶液在不同pH和温度下c（FeO

）随时间的变化曲线。

根据以上两图，说明配制K2FeO4溶液的注意事项__________________________________

________________________________________________________________________。

答案　低温、碱性条件下配制溶液

解析　高铁酸根离子水解方程式：

4FeO

＋10H2O4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2↑，依据图中数据可知升高温度，减小pH值，高铁酸根离子浓度降低，所以应在低温、碱性条件下配制高铁酸钾溶液。

8．研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一，NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。

已知：

4NH3（g）＋6NO（g）===5N2（g）＋6H2O（g）

ΔH＝－1810kJ·mol－1

（1）相同条件下，在2L恒容密闭容器中，选用不同的催化剂，上述反应产生N2的物质的量随时间变化如图1所示。

①0～50s在A催化剂作用下，反应速率v（N2）＝_______________________________。

②在A、B、C三种催化剂下，清除氮氧化物反应的活化能分别表示为Ea（A）、Ea（B）、Ea（C），根据图1曲线，判断三种催化剂条件下，活化能由大到小的顺序为________________。

（2）在氨气足量时，反应在催化剂A作用下，经过相同时间，测得脱氮率随反应温度的变化情况如图2所示，据图可知，在相同的时间内，温度对脱氮率的影响是________________

________________________________________________________________________，

其可能的原因是____________________________________________

（已知A、B催化剂在此温度范围内不失效）。

答案　

（1）①2.5×10－5mol·L－1·s－1　②Ea（C）＞Ea（B）＞Ea（A）

（2）300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大，300℃之后温度升高脱氮率逐渐减小　300℃前反应未平衡，脱氮率决定于速率，温度越高速率越快，所以脱氮率增大，300℃之后反应达平衡，该反应正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，脱氮率减小

解析　

（1）①v（N2）＝

＝2.5×10－5mol·L－1·s－1。

②由图1明显看出分别在A、B、C三种催化剂下反应速率依次减小，活化能越大，反应速率越小，因而Ea（C）＞Ea（B）＞Ea（A）。

（2）由图可知300℃以前，温度越高脱氮率越高，300℃以后温度越高脱氮率越低，原因可能是300℃前是平衡的建立过程，而300℃后是平衡的移动。

9．乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g）　ΔH＝－45.5kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n（H2O）∶n（C2H4）＝1∶1]。

（1）列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝_________________

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

（2）图中压强（p1、p2、p3、p4）的大小顺序为________________，理由是________________。

（3）气相直接水合法常采用的工艺条件：

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。

乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施是有____________、______________。

答案　

（1）设起始时C2H4和H2O（g）的物质的量均为nmol，则

＝

＝

≈0.07

（2）p1＜p2＜p3＜p4　反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高

（3）将产物乙醇液化移去　增加n（H2O）∶n（C2H4）比

解析　

（1）设起始时C2H4和H2O（g）的物质的量均为nmol，根据A点C2H4的转化率为20%，则平衡时C2H4、H2O（g）和C2H5OH的物质的量分别为80%nmol、80%nmol和20%nmol，则Kp＝

＝

＝

≈0.07。

（2）增大压强，平衡将正向移动，能提高C2H4的转化率，故利用图像可知压强：

p1＜p2＜p3＜p4。

（3）为了使平衡正向移动，还可以将乙醇液化及时分离，或采取增大n（H2O）∶n（C2H4）之比等措施。

10．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。

回答下列问题：

Bodensteins研究了下列反应：

2HI（g）H2（g）＋I2（g）　ΔH＝＋11kJ·mol－1

在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如下表：

t/min

0

20

40

60

80

120

x（HI）

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

x（HI）

0

0.60

0.73

0.773

0.780

0.784

（1）根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_____________________________。

（2）上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2（HI），逆反应速率为v逆＝k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则k逆为____________（以K和k正表示）。

若k正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。

（3）由上述实验数据计算得到v正～x（HI）和v逆～x（H2）的关系可用下图表示。

当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为______________（填字母）。

答案　

（1）

（2）k正/K　1.95×10－3　（3）A点、E点

解析　

（1）2HI（g）H2（g）＋I2（g）是反应前后气体物质的量不变的反应。

反应后x（HI）＝0.784，则x（H2）＝x（I2）＝0.108，K＝

＝

＝

。

（2）到达平衡时，v正＝v逆，即k正

x2（HI）＝k逆x（H2）x（I2），k逆＝k正·

＝k正/K，在t＝40min时，x（HI）＝0.85，v正＝k正x2（HI）＝0.0027min－1×（0.85）2＝1.95×10－3min－1。

（3）原平衡时，x（HI）为0.784，x（H2）为0.108，二者图中纵坐标均约为1.6（因为平衡时v正＝v逆），升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面，升高温度，平衡向正反应方向移动，x（HI）减小（A点符合），x（H2）增大（E点符合）。

11．不同的金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。

难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线如图所示。

（1）pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。

（2）若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为________（填字母）。

A．＞1B．4左右C．＜6

（3）在Ni（NO3）2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______（填“能”或“不能”）通过调节溶液pH的方法将其除去，理由是_______________________________________。

答案　

（1）Cu2＋

（2）B

（3）不能　Co2＋、Ni2＋沉淀的pH范围相差太小

解析　由图像可知Fe3＋沉淀pH范围大约为1.8～2.7，Cu2＋沉淀pH范围约为4.5～5.9，Ni2＋、Co2＋沉淀pH范围都约是7～7.9，相差很小。