2022年届化学选考复习专题精编第30题化学反应原理.pdf

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1、精心整理页脚内容30. 化学反应原理1(一)以四甲基氯化铵(CH3)4NCl 水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH ，装置如图1 所示。(1)收集到 (CH3)4NOH 的区域是 (填 a、b、c或 d)。(2)写出电池总反应。(二 )乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l) C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)H2O(l) H 2.7kJ mol1已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：纯物质沸点/恒沸混合物（质量分数）沸点 /乙醇78.3 乙酸乙酯 (0.92)+ 水(0.08) 70.4 乙酸117.9 乙酸乙酯 (0.69)+乙醇

2、 (0.31) 71.8 乙酸乙酯77.1 乙酸乙酯 (0.83)+ 乙醇 (0.08)+ 水(0.09) 70.2 请完成： (1)关于该反应，下列说法不合理的是。A反应体系中硫酸有催化作用B因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的 S等于零C因为反应的 H 接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大D因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计(2)一定温度下该反应的平衡常数K4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率 y；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n:1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图2中绘制 x 随

3、 n 变化的示意图 (计算时不计副反应)。(3)工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至 110左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到7071，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有。(4)近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)2H2(g) 在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图 3 所示。关于该方法，下列推测合理的是。A反应温度不宜超过300B增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率C在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物D提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的

4、关键2(一)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“ 十氢萘 (C10H18) 四氢萘 (C10H12) 萘(C10H8)” 的脱氢过程释放氢气。已知：C10H18(l)C10H12(l)3H2(g)H1,C10H12(l)C10H8(l)2H2(g) H2H1 H20；C10H18C10H12的活化能为Ea1，C10H12C10H8的活化能为Ea2，十氢萘的常压沸点为192；在 192，液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9。请回答：(1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是。A高温高压B低温低压C高温低压D低温高压(2)研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下

5、也可显着释氢，理由是。(3)温度 335，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘（1.00mol）催化脱氢实验，测得 C10H12和 C10H8的产率 x1和 x2（以物质的量分数计）随时间变化关系，如图1所示。在 8h 时，反应体系内氢气的量为mol（忽略其他副反应）。x1显着低于 x2的原因是。在图 2 中绘制 “C10H18C10H12C10H8” 的 “ 能量反应过程” 示意图。(二 )科学家发现，以H2O 和 N2为原料，熔融NaOH KOH 为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。电极反应式：和2Fe3H2O

6、N22NH3Fe2O3。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精心整理页脚内容3以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝（AlN ）；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2可通过二氧化碳甲烷化再利用。请回答：(1)已知： 2Al2O3(s)=4Al(g) 3O2(g) H13351kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g) H2 221kJmol12Al(g) N2(g)=2AlN(s) H3 318kJmol1碳热还原 A

7、l2O3合成 AlN 的总热化学方程式是，该反应自发进行的条件。(2)在常压、 Ru/TiO2催化下， CO2和 H2混和气体 (体积比 14，总物质的量amol)进行反应，测得CO2转化率、CH4和 CO 选择性随温度变化情况分别如图1 和图 2 所示 (选择性：转化的CO2中生成 CH4或 CO 的百分比 )。反应 .CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g) H4，反应 .CO2(g)H2(g)CO(g) H2O(g) H5下列说法不正确的 是 。AH4小于零B温度可影响产物的选择性CCO2平衡转化率随温度升高先增大后减少D其他条件不变，将CO2和 H2的初始体积比改变为13，可

8、提高CO2平衡转化率350时，反应在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为 VL，该温度下反应的平衡常数为(用 a、V表示 ) 350下 CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出 400下 0t1时刻 CH4物质的量随时间的变化曲线。(3)据文献报道， CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是。4氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。(1)已知： 900K 时， 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，反应自发。该反应是放热还是吸热，判断并说明理由。900K 时，体积比为4：l 的 HCl 和 O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应， HCl 的平衡转化率 (

9、HCl) 随压强 (P)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到TK( 假定反应历程不变)，请画出压强在1.5 l054.5 105Pa范围内， HCl 的平衡转化率 (HCl) 随压强 (P)变化曲线示意图。(2)已知： Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) Hl=102kJ mol13Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1)H2=422kJ mol1写出在溶液中NaClO 分解生成 NaClO3的热化学方程式:。用过量的冷NaOH 溶液吸收氯气，制得NaClO 溶液(不含 NaClO3)，此时

10、ClO的浓度为c0mol L1；加热时NaClO 转化为 NaClO3，测得 t 时刻溶液中ClO浓度为 ctmol L1，写出该时刻溶液中Cl浓度的表达式；c(Cl)=mol L-1(用 c0、ct表示 )。有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：I.2ClO=ClO2+ClII.ClO2+ClO=ClO3+Cl常温下，反应II 能快速进行，但氯气与NaOH 溶液反应很难得到NaClO3，试用碰撞理论解释其原因：。(3)电解 NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。为抑制氢气的产生，可选择合适的物质(不引入杂质 )，写出该电

11、解的总化学方程式。5氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。(1)以 Fe为催化剂， 0.6mol 氮气和 1.8mol 氢气在恒温、容积恒定为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精心整理页脚内容1L 的密闭容器中反应生成氨气，20min 后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mol。在第25min 时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L 并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%。请画出从第25min

12、起 H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是（填增大、减少或不变）。(2)N2H4是一种高能燃料，有强还原性，可通过NH3和 NaClO 反应制得，写出该制备反应的化学方程式。N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K11.0 106，则 0.01mol L1N2H4水溶液的 pH 等于（忽略N2H4的二级电离和H2O 的电离）。已知 298K 和 101kPa 条件下： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H1,2H2(g)+O2(g)2H2O(l) H2, 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) H3,4NH3(g)+O2(g)2N2H4

13、(l)+2H2O(l) H4则 N2H4(l)的标准燃烧热 H。(3)科学家改进了NO2转化为 HNO3的工艺 (如虚框所示 )，在较高的操作压力下，提高N2O4/H2O 的质量比和O2的用量，能制备出高浓度的硝酸。实际操作中，应控制N2O4/H2O 质量比高于5.11，对此请给出合理解释。6由某精矿石（MCO3 ZCO3）可以制备单质M，制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇，取该矿石样品 1.84g，高温灼烧至恒重，得到0.96g 仅含两种金属氧化物的固体，其中m(M) m(Z) 35，请回答： (1)该矿石的化学式为。(2)以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还

14、原，仅得到单质M 和一种含氧酸盐（只含Z、Si 和 O 元素，且 Z 和 Si 的物质的量之比为21）。写出该反应的化学方程式。单质 M 还可以通过电解熔融MCl2得到。不能用电解MCl2溶液的方法制备M 的理由是。(3)一定条件下，由CO2和 H2制备甲醇的过程中含有下列反应：反应 1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H1反应 2：CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H2反应 3：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g) H2O(g)H3其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图1 所示。则 H2H3（填 “ 大于 ” 、“ 小于 ” 或“ 等于 ” ）

15、，理由是。(4)在温度 T1时，使体积比为31 的 H2和 CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2 所示；不改变其他条件，假定t 时刻迅速降温到T2，一段时间后体系重新达到平衡。试在图 2 中画出t 时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。7(1)氮化铝 (AlN) 是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在温度高于1500时，通过碳热还原法制得。实验研究认为，该碳热还原反应分两步进行： Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X（ X 中 Al与 O的质量比为6.75:2）；在碳存在下，X 与 N2反应生成AlN 。请回答：(1)X 的化学式为。(

16、2)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为：Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g) 在温度、容积恒定的反应体系中，CO 浓度随时间的变化关系如下图曲线甲所示。下列说法不正确的是。A从 a、b 两点坐标可求得从a到 b时间间隔内该化学反应的平均速率Bc 点切线的斜率表示该化学反应在t 时刻的瞬时速率C在不同时刻都存在关系：v(N2)=3v(CO) D维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙该反应在高温下自发进行，则随着温度升高，反应物Al2O3的平衡转化率将，（填“ 增大 ” 、“ 不变 ” 或“ 减小 ” ），理由是。一定温度下，在压

17、强为p 的反应体系中，平衡时N2的转化率为 ，CO 的物质的量浓度为c；若温度精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精心整理页脚内容不变，反应体系的压强减小为0.5p，则 N2的平衡转化率将 （填 “”），平衡时CO 的物质的量浓度。 A小于 0.5cB大于 0.5c，小于 cC等于 cD大于 c(3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液，加热，吸收产生的氨气，进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反

18、应的化学方程式。82016杭州 G20峰会期间，中美两国共同交存参加巴黎协定法律文书，展示了应对全球性问题的雄心和决心。其中燃煤、汽车、工业尾气排放等途径产生的CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。请根据题目提供信息回答相关问题。已知： N2(g)+O2(g)2NO(g)?H=+180.5kJ mol-12C(s)+O2(g)2CO(g)?H=- 221.0kJ mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)?H=- 393.5kJ mol-1(1)汽车尾气转化器中发生的反应为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，此反应的 ?H=；(2)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人

19、设想选择合适的催化剂按下列反应除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)，则该反应能否自发进行并说明理由：。已知：用 NH3催化还原 NOx时包含以下反应。反应：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)?H10 反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)?H30 (3)为探究温度及不同催化剂对反应的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得N2浓度变化情况如右图所示。下列说法正确的是。A在催化剂甲的作用下反应的平衡常数比催化剂乙时大B反应在 N 点达到平衡，此后N2浓度减小的原因可能是温度升高，平衡向左移动CM 点后 N2浓度减小的原

20、因可能是温度升高发生了副反应DM 点后 N2浓度减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了(4)右图中虚线为反应在使用催化剂条件下，起始O2、NO 投料比和 NO 平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下，起始O2、NO 投料比和NO 平衡转化率的关系示意图。(5)由 NO2、O2、熔融盐 NaNO3组成的燃料电池如下图所示，在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物 Y，请写出石墨 极的电极反应式：。30. 化学反应原理参考答案：1(一 )(1)d (2)2(CH3)4NCl 2H2O通电2(CH3)4NOH H2Cl2(二 )(1)BC (2)0.67( 或 67%

21、) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精心整理页脚内容(3)提高乙醇转化率；提高反应温度，从而加快反应速率；有利于后续产物分离(4)ACD 2(一 )(1)C (2)温度升高，加快反应速率；温度升高使平衡正移的作用大于压强增大使平衡逆移的作用。(3)1.95催化剂显着降低了C10H12C10H8的活化能，反应生成的C10H12快速转化为C10H8。作图：(二 )Fe2O36e3H2O2Fe6OH3(1)Al2O3(s)3C(s)N2

22、(g)=2AlN(s)3CO(g) H1026kJmol1高温(2)CD(3)CO26H2O8e=CH48OH4(1)放热反应， S0，根据盖斯定律又得 H3 H1 H2，所以 H20，S0(3)CD (4)画图实线与虚线重合 (5)O24e 2N2O5=4NO3精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精心整理页脚内容精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -