上海市普陀区二年(2021-2022)年高考化学模拟题分题型分层汇编-06化学反应原理(基础题)
一、单选题(共14题)
1.(2022·上海普陀·统考二模)下列由废铜屑(杂质不溶于水也不参与反应)制取CuSO4·5H2O的过程不能达到实验目的的是
A.除去废铜屑表面的油污 B.溶解废铜屑
C.过滤得CuSO4(aq) D.蒸发结晶得CuSO4·5H2O
2.(2022·上海普陀·统考二模)常温下体积相同的溶液:①pH=2的CH3COOH(aq);②0.01mol·L-1的CH3COOH(aq)。下列符合②>①的是
A.稀释到相同pH所需水的体积
B.与镁条反应生成等量H2所需时间
C.与镁条反应的起始速率
D.与相同浓度NaOH(aq)恰好中和时,消耗NaOH(aq)的体积
3.(2022·上海普陀·统考二模)一种利用CH4消除NOx污染的工作原理如图所示,装置均用惰性电极,两侧电解质溶液为同浓度的盐酸。下列说法正确的是
A.NO2发生氧化反应
B.负极:CH4+2H2O-8e→CO2+8H+
C.转移0.8mol电子,有0.4molH+通过离子交换膜
D.工作一段时间,两侧电极室中溶液pH均减小
4.(2022·上海普陀·统考二模)肼(H2N-NH2)燃烧涉及的共价键的键能与热化学方程式信息见下表:
共价键 N-H N-N O=O O-H
键能/(kJ·mol-1) 391 161 498 463
热化学方程式 N2H4(g)+O2(g)→N2(g)+2H2O(g)+570kJ
则2N(g)→N2(g)+Q,Q为A.1882kJ B.941kJ C.483kJ D.241.5kJ
5.(2022·上海普陀·统考二模)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.T1>T2
B.Kw:b>c>a>d=e
C.b→c点可通过在水中加入适量的CH3COONa(s)实现
D.T2时,将pH=10的NaOH(aq)与pH=3的H2SO4(aq)等体积混合,溶液呈碱性
6.(2022·上海普陀·统考二模)某温度下,在①、②两个恒容密闭容器中发生反应:H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g),K=2.25。物质的起始浓度如下表:
容器编号 起始浓度(mol·L-1)
H2 CO2 H2O CO
① 0.1 0.1 0 0
② 0.2 0.1 0.2 0.1
下列说法正确的是A.反应开始,②中反应逆向进行 B.平衡时,①中c(CO2)=0.04mol·L-1
C.①、②均达平衡时,各组分浓度相同 D.①中H2的平衡转化率为40%
7.(2022·上海普陀·统考二模)关于化工生产的叙述中,符合生产实际的是
A.石油化工中,采用干馏的方法把石油分成不同沸点范围的产品
B.硫酸工业中,利用热交换器预热反应物,降低能耗提高生产效率
C.纯碱工业中,侯氏制碱法通过氨气和二氧化碳的循环利用,提高了原料的利用率
D.合成氨工业中,采用高压条件,增大合成氨反应的平衡常数,增大原料转化率
8.(2022·上海普陀·统考二模)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是
A.含有废铁屑的FeCl2溶液,可用于除去工业废气中的Cl2
B.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良
C.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业
D.钢铁设施采用“牺牲阳极的阴极保护法”时,表面连接的金属一定比铁活泼
9.(2022·上海普陀·统考二模)下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是
A.氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:[Cl-]=[NH]
B.0.1mol·L-1的硫酸铵溶液中:[NH]>[SO]>[H+]
C.0.01mol·L-1的一元酸和0.01mol·L-1的一元强碱等体积混合:[H+]=[OH-]
D.0.1mol·L-1的硫化钠溶液中:[OH-]=[H+]+[HS-]+[H2S]
10.(2021·上海·统考二模)将体积为的某一元强酸溶液与体积为的某一元碱溶液混合,恰好完全反应。则以上两溶液中一定相等的是
A.溶质物质的量 B.溶液质量
C.和的物质的量 D.物质的量浓度
11.(2021·上海·统考二模)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
键能/() 436 463
热化学方程式
则的Q为A.428 B.-428 C.498 D.-498
12.(2021·上海·统考二模)在潮湿的深层土壤中,钢管主要发生厌氧腐蚀,厌氧细菌可促使土壤中的与H2反应生成S2-,加速钢管的腐蚀,其反应原理如下图所示。
下列说法正确的是
A.正极的电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-
B.钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe(OH)2
C.在钢管表面镀锌或镀铜均可减缓钢管的腐蚀
D.与H2的反应可表示为:4H2+-8e-S2-+4H2O
13.(2021·上海·统考二模)恒温密闭容器中加入一定量的A,发生反应(),达到平衡。以下分析正确的是
A.加入少量B,平衡就会逆向移动
B.达到平衡的标志之一:
C.若开始时向容器中加入1A,达到平衡时吸收热量Q
D.缩小容器体积,重新达到平衡时,的浓度与原平衡浓度相等
14.(2021·上海·统考二模)室温下,向 0.01 mol·L-1 的醋酸溶液中滴入 pH=7 的醋酸铵溶液,溶液 pH 随滴入醋酸铵溶液体积变化的曲线示意图如图所示。下列分析正确的是
A.a点,pH = 2
B.b点,c(CH3COO-) > c(NH4+)
C.c点,pH可能大于7
D.ac段,pH的增大仅是因为醋酸电离平衡逆向移动
二、填空题(共1题)
15.(2021·上海·统考二模)工业烟气可用氯酸氧化法脱硫,涉及反应:_____________________=_______(未配平)。完成下列填空:
(1)写出N原子核外电子排布的轨道表示式_______。
(2)用含字母a、b的代数式配平上述化学方程式_______,标出电子转移的方向和数目_______。该化学方程式配平系数不唯一,请说明理由_______。
(3)氯酸是一元强酸,可由氯酸钡溶液和稀硫酸反应得到。写出该反应的化学方程式_______。
(4)工业烟气中的也可用和的混合液脱除。
①脱除的离子方程式为_______;
②溶液呈碱性的原因是_______。
三、结构与性质(共1题)
16.(2022·上海普陀·统考二模)氨基磺酸( )是一种固体强酸,制备原理:CO(NH2)2+H2SO4+SO32HOSO2NH2+CO2,完成下列填空:
(1)O、S属同一主族,该族元素的最外层电子轨道表示式为___;CO2的电子式是___。
(2)反应原理中涉及的第二周期元素的非金属性由强到弱的顺序是_______。
(3)完成氨基磺酸受热分解的化学方程式_______,其中还原产物是_______。
____HOSO2NH2SO2↑+____SO3↑+____N2↑+2H2↑+______H2O
(4)用过量的NaOH(aq)充分吸收氨基磺酸热解产生的混合气体,所得吸收液中含硫微粒浓度由大到小的顺序是_______。向吸收液中加入_______试剂,有_______现象,说明氨基磺酸热解产生SO3。
(5)氨基磺酸趋向于形成内盐:H2NSO3H→H3NSO3,可作氯水的稳定剂。H3NSO3与Cl2经取代反应生成的一氯代物缓慢水解成HClO,写出该一氯代物水解的化学方程式_______。
四、原理综合题(共3题)
17.(2022·上海普陀·统考二模)二甲醚(CH3OCH3)的合成方法主要有两种:方法一:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
(1)恒温恒容下进行上述反应,能说明反应已达平衡状态的是_______。
a.混合气体密度不变
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.3v(CO2)正=v(H2)逆
d.不变
反应达到平衡,其他条件不变,向容器中再加入等物质的量的H2(g)和H2O(g),平衡向_______(选填“正”或“逆”)反应方向移动,理由是_______。
(2)方法一是CO2高值化利用的途径之一、已知CO2溶于水的过程可表示为:CO2(g)+H2O(l) H2CO3(aq);,p(CO2)表示CO2的平衡压强。将CO2(g)通入NaClO(aq)中,当n(CO2)∶n(NaClO)=1恰好反应,离子方程式为_______,该反应的平衡常数表达式K=_______。向反应后的溶液中加过量NaOH(aq),c()_______c(ClO-)(选填“>”“<”或“=”)。
方法二:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ②
(3)T℃,在2L的密闭容器中充入4molCO和8molH2合成二甲醚,4min达到平衡,平衡时CO的转化率为0.8,且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3)。0~4min内,v(CH3OCH3)=_______。
(4)300℃和500℃时,反应①的平衡常数分别为K1、K2,且K1>K2,则反应①正反应为_______反应(选填“吸热”或“放热”)。
18.(2022·上海普陀·统考二模)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+49.5 kJ
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+90.4 kJ
III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)-40.9 kJ
(1)根据反应I的热化学方程式,在图中绘制反应方向箭头,标出反应物、生成物和能量变化___。
(2)在反应II中标出电子转移的方向和数目____。
(3)①一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为a mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为___mol·L-1 (用含a、b、V的代数式表示)。
②不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定的CH3OH的平衡产率(图甲)和CO2平衡转化率(图乙)随温度的变化关系如图所示。
已知:CH3OH的平衡产率×100%
CO2平衡转化率×100%
图甲中压强p1、p2、p3由大到小的顺序是____;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是___。
③为同时提高CH3OH的平衡产率和CO2平衡转化率,应选择的反应条件是___(填编号)。
a.低温、高压 b.低温、低压 c.高温、低压 d.高温、高压
19.(2021·上海·统考二模)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷脱氢制丁烯的热化学方程式为:()。完成下列填空:
(1)T1℃时,5mol在100L容器内脱氢,30min达到平衡转化了30%。则30min内的平均反应速率_______。为提高反应的平衡转化率,可采取的一条措施是_______。
(2)T2℃时,该反应平衡常数K=1.2,则T1_______T2 (选填“>”“<”或“=”)。
(3)如图为反应平衡时丁烯产率和反应温度的关系曲线。丁烯的产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是_______;590℃之后,丁烯的产率快速降低的主要原因可能是_______。
(4)已知:
则_______。
(5)写出2-丁烯在一定条件下发生聚合反应的化学方程式_______。
五、工业流程题(共1题)
20.(2022·上海普陀·统考二模)以盐湖锂精矿(主要成分:Li2CO3,杂质:CaCO3)和盐湖卤水(含一定浓度LiCl和MgCl2)为原料均能制备碳酸锂(Li2CO3)。
部分溶解度(g/100gH2O)数据见下表:
温度(℃) 0 20 80
LiOH - 12.8 -
Li2CO3 1.54 1.33 0.85
完成下列填空:
(1)步骤①主要反应的化学方程式为_______,反应在常温下进行,温度越高,锂精矿转化率越低的原因可能是_______。
(2)步骤②热解、过滤获得的沉淀表面有少量Li2C2O4,不经洗涤也不会影响Li2CO3纯度的原因用化学方程式表示为_______。
(3)步骤③的操作是过滤、_______洗涤(选填“冷水”或“热水”)、干燥;判断滤液2中Li+是否沉淀完全的方法是_______。
(4)Li2CO3(M=74g·mol-1)样品的纯度可用滴定法测定(杂质不参与反应)。反应原理:Li2CO3+2HCl→2LiCl+CO2↑+H2O,用盐酸标准液滴定Li2CO3样品的操作步骤顺序为c、a_______。
a.加入0.1~0.2mL甲基红-溴甲粉绿作指示剂;
b.煮沸去除CO2,再冷却到室温;
c.将样品置于锥形瓶中,加水溶解;
d.用盐酸标准液滴定至溶液由绿色变成酒红色;
e.继续滴定至酒红色(滴定突跃区域)即为终点。
(5)用含以下物理量的数学表达式表示Li2CO3的纯度ω=_______。
m-Li2CO3样品的质量(g);c-盐酸标准液的浓度(mol·L-1);V1-样品滴定时消耗盐酸的体积(mL);V0-滴定空白溶液(指不加样品进行滴定)时消耗盐酸的体积(mL)。
上述滴定操作中,若缺少步骤b,测定结果将_______(选填“偏大”或“偏小”)。
试卷第8页,共9页
试卷第9页,共9页
参考答案:
1.D
【详解】A.碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,可以使废铜屑表面的油污发生水解反应,达到除去废铜屑表面的油污的目的,故A正确;
B.在电磁搅拌加热器作用下,铜、稀硫酸和双氧水反应生成硫酸铜和水,能达到溶解废铜屑的目的,故B正确;
C.将在电磁搅拌加热器作用下,铜、稀硫酸和双氧水反应后的溶液过滤能得到硫酸铜溶液,故C正确;
D.蒸发结晶容易失去结晶水,硫酸铜溶液在蒸发浓缩、冷却结晶条件下得到五水硫酸铜晶体,故D错误;
故选D。
2.B
【分析】醋酸是弱酸,在水中部分电离,醋酸是弱酸,在水中部分电离,0.01mol L-1的CH3COOH(aq)pH>2,氢离子浓度①>②,醋酸浓度①>②。
【详解】A.醋酸是弱酸,在水中部分电离,0.01mol L-1的CH3COOH(aq)pH>2,当①pH=2的CH3COOH(aq),②0.01mol L-1的CH3COOH(aq)稀释到相同的pH时①消耗的水的体积大,故A错误;
B.②0.01mol L-1的CH3COOH溶液中氢离子浓度小于①pH=2的CH3COOH(aq),则与镁条反应生成等量H2所需时间②>①,故B正确;
C.分析可知氢离子浓度①>②,则与镁条反应的起始速率①>②,故C错误;
D.由分析可知醋酸浓度①>②,则与相同浓度NaOH(aq)恰好中和时,消耗NaOH(aq)的体积①>②,故D错误;
故选:B。
3.B
【分析】CH4生成CO2是氧化反应,通入的一极是电源的负极,电极反应式:CH4+2H2O-8e→CO2+8H+,H+通过阳离子交换膜进入电源的正极,与得电子后的NO2生成N2和H2O。
【详解】A.据分析,NO2反应生成了N2,得到电子,发生还原反应,A错误;
B.据分析,负极:CH4+2H2O-8e→CO2+8H+,B正确;
C.该电源的外电路是电子移动,内电路是H+移动,二者都带一个单位电荷,根据得失电子数相等,转移0.8mol电子,则有0.8molH+通过离子交换膜,C错误;
D.据分析,负极生成了H+,pH减小,正极消耗H+生成H2O,pH值增大,D错误;
故选B。
4.B
【分析】N2的结构式为N≡N,设N≡N的键能为x,由可知,4×391kJ/mol+161kJ/mol+498kJ/mol-x-4×463kJ/mol=-570kJ/mol,解得x=941kJ/mol,形成化学键需要释放能量,所以Q=941kJ。
【详解】根据以上分析可知,Q=941kJ/mol,所以答案选B。
5.D
【详解】A.水的电离是吸热反应,温度升高电离平衡正向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,由图可知,T2>T1,A错误;
B.Kw只受温度影响,温度不变,Kw不变,ade点都处于同一温度下,则三点的Kw相等,b点c(H+)和c(OH-)都大于a点的,由Kw=c(H+) c(OH-)可知,b点Kw大于c点大于a点,则Kw:b>c>a=d=e,B错误;
C.b→c点Kw变小,是降温导致的,在水中加入适量的CH3COONa(s)但温度不变,不能改变Kw,C错误;
D.T2时,Kw=c(H+) c(OH-)=10-6×10-6=10-12,pH=10的NaOH(aq)其c(OH-)=,pH=3的H2SO4(aq)其c(H+)=10-3mol/L,两者等体积混合,n(OH-)过量,则溶液呈碱性,D正确;
故选:D。
6.B
【详解】A.②中反应开始时Q=
C.由题给数据可知,反应①平衡时,水蒸气和一氧化碳的浓度相等,反应②中水蒸气和一氧化碳浓度不相等,由方程式可知,反应达到平衡时,水蒸气和一氧化碳浓度依然不相等,则①、②均达平衡时,各组分浓度不相同,C错误;
D.①中反应转化的氢气浓度为0.06mol/L,则转化率为60%,故D错误;
故答案选B。
7.B
【详解】A.石油化工利用分馏的方法提取沸点不同的产品,描述错误,不符题意;
B.硫酸工业中,利用热交换器实现反应混合气和产物混合气之间的热能交换,节约能源,降低能耗,描述正确,符合题意;
C.侯氏制碱法中CO2循环利用,NH3直接得到副产物NH4Cl,不参与循环生产,描述错误,不符题意;
D.化学平衡常数只与温度有关,与其它条件无关,描述错误,不符题意;
综上,本题选B。
8.B
【详解】A.FeCl2可与Cl2反应,产物FeCl3与Fe反应生成FeCl2,继续与Cl2反应,此方法可用于除去工业废气中的Cl2,合理,故A不选;
B.Na2CO3和Ca(OH)2反应生成碳酸钙沉淀和NaOH,所以不能用熟石灰对土壤进行改良,不合理,故B选;
C.铝中添加适量锂制成合金,能降低金属的密度,提高强度,可用于航空工业,合理,故C不选;
D.采用牺牲阳极的阴极保护法保护钢铁设施,利用的原理是原电池原理,应把钢铁设施作原电池的正极,则负极金属一定比铁活泼,合理,故D不选;
答案选B。
9.B
【详解】A.常温下,水的离子积常数为1×10-14,如果温度不是常温,水的离子积常数不为1×10-14,那么即使pH=7,也无法得到氯离子浓度等于铵根离子浓度,A错误;
B.1个硫酸铵中含有2个铵根离子和1个硫酸根离子,溶于水后尽管铵根离子会水解,但是水解程度较小,铵根离子浓度仍大于硫酸根离子,由于铵根离子水解,溶液中氢离子浓度增大, 但是仍远小于硫酸根离子的浓度,B正确;
C.等体积等浓度的一元酸和一元强碱混合,只有当一元酸为强酸时,才会出现氢离子和氢氧根离子浓度相同,如果是一元弱酸,则生成的盐会水解,使溶液显碱性,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,C错误;
D.水电离的c(OH-)=c(H+),氢离子与S2-结合生成HS-和H2S,则有[OH-]=[H+]+[HS-]+2[H2S],D错误;
故答案选B。
10.A
【分析】将体积为的某一元强酸溶液与体积为的某一元碱溶液混合,一元碱可能是强碱,也可能是弱碱,一元强酸和一元强碱恰好完全中和时,强酸和弱碱的物质的量相等。
【详解】A.根据分析,无论是一元强酸和一元弱碱,或是一元强碱反应时,两溶液中溶质物质的量相等,故A符合题意;
B.由于两溶液中溶质物质的量相等,但相对分子质量不相等,根据m=nM,故溶质的质量不一定相等,故B不符合题意;
C.一元强酸和一元强碱恰好完全中和时,发生反应:H++OH-=H2O,故H+和OH-的物质的量相等,则两溶液中溶质物质的量相等,一元强酸和一元弱碱恰好完全反应时,强酸和弱碱的物质的量相等,和的物质的量不相等,故C不符合题意;
D.两溶液中溶质物质的量相等,根据n=cV,则溶液物质的量浓度可能相等,也可能不相等,故D不符合题意;
答案选A。
11.C
【详解】断开化学键吸收能量,形成化学键放出能量。水分子的结构式为H—O—H,每个水分子含2个键。设O—O键的键能为x,根据可得:断键时吸收能量为436×2+x,成键时放出能量为463×4,可建立方程:
463×4 -(436×2+x)=482,计算得出x=498。
表示O原子结合生成氧分子,是成键的过程,放出能量。每个O2中含1个O—O键,故答案选C。
12.B
【详解】A.由图知,钢铁发生析氢腐蚀,正极反应式为: ,A错误;
B.铁发生析氢腐蚀时,负极反应式是,正极反应式为: ,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,厌氧细菌可促使土壤中的与H2反应生成S2-,亚铁离子和硫离子反应生成FeS,则钢管腐蚀的直接产物中含有、Fe(OH)2,B正确;
C.原电池中,作负极的金属加速被腐蚀,作正极的金属被保护,Fe、Zn和电解质溶液构成原电池时,锌易失电子作负极,Fe作正极,所以Fe被保护,在钢管表面镀锌可以防止腐蚀,但在钢管表面镀铜,铁易失电子作负极,铜作正极,铁腐蚀得更快, C错误;
D. 与H2发生氧化还原反应,反应可表示为:4H2+S2-+4H2O,D错误;
答案选B。
13.D
【详解】A.由于B的状态未标出,若B为纯液体或固体,则加入少量B,平衡不移动,若B为气体,则加入少量B,生成物的浓度增大,平衡就会逆向移动,故A不符合题意;
B.达到平衡的标志之一是同一物质的正逆反应速率相等,而化学反应速率之比等于化学计量数之比,即都表示正反应方向的速率,不能表示反应达到平衡状态,故B不符合题意;
C.若开始时向容器中加入1A,由于反应为可逆反应,1molA不会完全反应,故达到平衡时吸收热量小于Q,故C不符合题意;
D.缩小容器体积,重新达到平衡时,温度不变,K不变,若B为固体、纯液体,K=c(C),K不变,的浓度不变,若B为气体,K=c(C)c(B),由于c(C)和c(B)始终相等,故K=c(C)2,温度不变,K不变,的浓度与原平衡浓度相等,故D符合题意;
答案选D。
14.B
【详解】A.由于醋酸是弱电解质,不能完全电离,所以0.01mol/的醋酸溶液中氢离子浓度小于 0.01mol/L,a点的pH大于2,A 错误;
B.所得溶液为CH3COOH和CH3COONH4 的混合溶液,CH3COONH4溶液显中性,CH3COOH溶液显酸性,所以 b 点溶液中c(H+)>c(OH﹣),根据电荷守恒可知 c(CH3COO﹣)>c(NH4+),B正确;
C.酸性的CH3COOH溶液中加入中性的CH3COONH4溶液,所得混合溶液必显酸性,即 c 点溶液的 pH 一定小于 7,C错误;
D.ac 段溶液的pH增大,不仅是因为醋酸的电离平衡逆向移动,还有溶液的稀释作用,D错误;
故选B。
【点睛】在 ab 段,溶液的 pH 增大很快,这主要是由于醋酸是弱电解质,溶液中存在电离平衡: CH3COOH CH3COO﹣+H+,向 0.01mol L﹣1 的醋酸溶液中滴入 pH=7 的醋酸铵溶液,导致c(CH3COO﹣)增大,醋酸的电离平衡左移,故溶液中的 c(H+)减小,溶液的pH 增大;而在 bc段,溶液的 pH 变化不明显,主要是由于加入的醋酸铵溶液导致溶液体积增大, 故溶液中的 c(H+)减小,pH 变大,但变大的很缓慢。
15. (2a+3b)(a+b)a=(a+b) 的氧化产物和的比例不唯一 水解程度大于的水解程度
【详解】(1)N原子核电荷数为7,根据核外电子排布规律可知,其和外电子排布的轨道表示式为:;
(2)观察_____________________=_______,根据氧化还原反应的配平规律可知,N元素化合价升高6a+6b,Cl元素化合价降低6价,则和HCl的化学计量数为(a+b),根据N元素原子守恒可知,NO的化学计量数为(2a+3b),则根据产物中H原子的个数,配平H2O的化学计量数为a,最后得出已配平的化学方程式为:(2a+3b)(a+b)a=(a+b)(答案合理即可);利用双线桥法表示其电子转移的方向和数目如下:;配平时,涉及字母a和b,因为得到的氧化产物分别为硝酸与二氧化氮,两者的化学计量数不唯一,所以配平的化学计量数不唯一,故答案为:;;的氧化产物和的比例不唯一;
(3)根据给定信息可知,氯酸钡溶液和稀硫酸反应得到氯酸,其化学方程式为:;
(4) ①具有氧化性,具有还原性,两者发生氧化还原反应,其离子方程式为:,从而达到脱硫目的,故答案为:;
②为弱酸弱碱盐,铵根离子水解显酸性,碳酸根离子水解显碱性,因为水解程度大于的水解程度,导致其水溶液呈碱性,故答案为:水解程度大于的水解程度 。
16.(1)
(2)O>N>C
(3) 2HOSO2NH2SO2↑+SO3↑+N2↑+2H2↑+H2O SO2、H2
(4) c()>c()>c()>c(H2SO3) 过量HCl(aq),再加BaCl2(aq) 白色沉淀生成
(5)ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO
【解析】(1)
氧元素和硫元素都位于元素周期表ⅥA族,ⅥA族价电子排布式为ns2np4,价电子轨道表示式为 ;二氧化碳是共价化合物,电子式为,故答案为: ; ;
(2)
同周期元素,从左到右元素非金属性依次增强,则反应原理中涉及的第二周期元素的非金属性由强到弱的顺序为O>N>C,故答案为:O>N>C;
(3)
由未配平的化学方程式可知,氨基磺酸受热分解生成二氧化硫、三氧化硫、氮气、氢气和水,配平的化学方程式为2HOSO2NH2SO2↑+SO3↑+N2↑+2H2↑+H2O,反应中硫元素和氢元素的化合价部分降低被还原,还原产物为二氧化硫和氢气,故答案为:2HOSO2NH2SO2↑+SO3↑+N2↑+2H2↑+H2O;SO2、H2;
(4)
用过量的氢氧化钠溶液充分吸收氨基磺酸热解产生的混合气体,二氧化硫、三氧化硫与氢氧化钠溶液反应得到含有氢氧化钠、强酸强碱盐硫酸钠、强碱弱酸盐亚硫酸钠的吸收液,由于亚硫酸根离子在溶液中发生水解反应,所以溶液中含硫微粒浓度由大到小的顺序为c()>c()>c()>c(H2SO3);向吸收液中加入过量的盐酸后,再加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成说明氨基磺酸热解产生的混合气体中含有三氧化硫,故答案为:c()>c()>c()>c(H2SO3);过量HCl(aq),再加BaCl2(aq);白色沉淀生成;
(5)
由题意可知,一氯代物ClH2NSO3发生水解反应生成H3NSO3和次氯酸,反应的化学方程式为ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO,故答案为:ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO。
17.(1) bc 正 平衡时,K=,再加入等物质的量的H2(g)和H2O(g),Qc<K,平衡向正反应方向移动
(2) CO2+H2O+ClO- +HClO <
(3)0.16 mol·L-1·min-1
(4)放热
【解析】(1)
a项在恒温恒容的条件下,混合气体的密度始终保持不变,a无法说明反应达到平衡状态;b该反应反应物的化学计量数之和不等于生成物化学计量数之和,在达到平衡前混合气体总物质的量会发生变化,而总质量恒定,则混合气体的平均相对分子质量也在随时变化,如果混合气体的平均相对分子质量不变,可以说明反应达到平衡,b正确;v(CO2)正:v(H2)逆=1:3,二氧化碳和氢气的化学计量数之比也为1:3,可以说明反应达到平衡状态,c正确;如果初始加入的二氧化碳和氢气的物质的量之比为1:3,那么在反应过程中无论是否达到平衡,其物质的量的比值始终保持恒定,d错误。平衡时,K=,再加入等物质的量的H2(g)和H2O(g),Qc<K,平衡向正反应方向移动。
(2)
将CO2(g)通入NaClO(aq)中,当n(CO2)∶n(NaClO)=1恰好反应,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸再与次氯酸根反应生成次氯酸和碳酸氢根,离子方程式为CO2+H2O+ClO- +HClO。①;②;③CO2(g)+H2O(l) H2CO3(aq);CO2+H2O+ClO- +HClO可由①+③-②得到,则,得到。反应后溶液中次氯酸和碳酸氢根为1:1,加入足量的NaOH,分别生成次氯酸根离子和碳酸根离子,次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子,因此碳酸根离子的水解程度大于次氯酸根离子,故溶液中c()
根据已知条件,一氧化碳转化了3.2mol,设生成的二甲醚为xmol,则、,平衡时二甲醚浓度为甲醇的2倍,则2×(3.2-2x)=x,解得x=1.28mol,则v(CH3OCH3)=。
(4)
300℃和500℃时,反应①的平衡常数分别为K1、K2,且K1>K2,相当于升高温度,反应平衡逆向移动,说明该反应正反应为放热反应。
18.(1)
(2)
(3) p1>p2>p3 T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响 a
【详解】(1)对于反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+49.5 kJ,反应物是CO2(g)+3H2(g),生成物是CH3OH(g)+H2O(g),该反应发生会放出热量49.5 kJ,因此用图示表示物质变化与能量变化为;
(2)对于反应II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+90.4 kJ,在反应中C元素化合价由反应前CO中的+2价变为反应后CH3OH(g)中的-2价,化合价降低4价,得到4个电子,H元素化合价由反应前H2中的0价反应反应后CH3OH(g)中的+1价,化合价升高1×4=4价,用单线桥法表示电子转移为;
(3)①一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+49.5 kJ
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+90.4 kJ
III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)-40.9kJ,
达到平衡时,容器中CH3OH(g)为a mol,CO为b mol,由题给三个反应可知:平衡时H2O(g)的浓度等于CH3OH(g)、CO(g)的浓度的和,则c(H2O)=;
②反应I为放热反应,故低温阶段,温度越高,CO2的平衡转化率越低,而反应III为吸热反应,温度较高时,主要发生反应III,则温度越高,CO2的平衡转化率越高,即图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。反应I为气体分子数减少的反应,反应III为气体分子数不变的反应,因此压强越大,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,CO2的平衡转化率提高,故压强由大到小的顺序是:p1>p2>p3;
反应III为吸热反应,温度较高时,主要发生反应III,且反应III的反应前后气体分子数相等,故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响;
③由上述分析知:图甲、图乙的纵坐标分别表示CH3OH的平衡产率、CO2的平衡转化率,且压强p1>p2>p3,分析图象可知:为同时提高CH3OH的平衡产率和CO2平衡转化率,应选择的反应条件为低温、高压,a选项符合题意,故合理选项是a。
19. 0.0005 升高温度或降低压强 < 升高温度有利于反应向吸热方向进行或温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类 123
【详解】(1)T1℃时,5mol在100L容器内脱氢,30达到平衡转化了30%,转化的的物质的量为5mol×30%=1.5mol,则30内的平均反应速率=0.0005;
(),由于反应吸热,正反应方向是气体体积增大的反应,为提高反应的平衡转化率,使平衡正向移动,根据勒夏特列原理,升高温度或降低压强可以提高反应的平衡转化率;
(2)T1℃时,列出反应的三段式;
K1==0.006<K2=1.2,反应吸热,温度越高,K越大,则T1<T2;
(3)反应吸热,产率随温度升高而升高,升高温度有利于反应向吸热方向进行或温度升高反应速率加快,平衡正向移动,丁烯的产率在590℃之前随温度升高而增大;590℃之后产率减小,丁烯的产率快速降低,说明反应生成了其它物质,即副反应加剧,可能是丁烯高温裂解生成短链烃类;
(4)已知:①
②
根据盖斯定律,①-②得到则=123kJ;
(5)2-丁烯含有碳碳双键,一定条件下发生聚合反应,化学方程式是:。
20.(1) Li2CO3+CO2+H2O→2LiHCO3 温度升高,CO2、Li2CO3溶解度均减小
(2)Li2C2O4Li2CO3+CO
(3) 热水 向步骤③得到的滤液中继续滴加Na2CO3(aq),若溶液浑浊则Li+未沉淀完全,若无明显现象,则Li+已沉淀完全
(4)d、b、e
(5) 偏小
【分析】盐湖锂精矿(主要成分:Li2CO3,杂质:CaCO3) 通入CO2,Li2CO3发生反应 Li2CO3+CO2+H2O=2LiHCO3转化成溶于水的LiHCO3,CaCO3发生反应 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,转化成溶于水的Ca(HCO3)2,加足量草酸锂反应生成草酸钙沉淀、过滤,滤液为LiHCO3,滤液经热解LiHCO3得到Li2CO3,过滤烘干得Li2CO3成品。
盐湖卤水中(含一定浓度LiCl和MgCl2),含有Mg2+杂质,需先加NaOH调节pH,将镁离子转化成Mg(OH)2沉淀除去,过滤掉杂质沉淀,再加入Na2CO3溶液制得Li2CO3、进一步可得到成品。
(1)
步骤①Li2CO3与CO2、H2O反应生成LiHCO3,则主要反应的化学方程式为Li2CO3+CO2+H2O→2LiHCO3。由表知:Li2CO3溶解度随温度升高而减小,则反应在常温下进行、温度越高锂精矿转化率越低的原因可能是:温度升高,CO2、Li2CO3溶解度均减小。
(2)
Li2C2O4受热易分解为Li2CO3和CO,则步骤②热解、过滤获得的沉淀表面有少量Li2C2O4、不经洗涤也不会影响Li2CO3纯度的原因用化学方程式表示为:Li2C2O4Li2CO3+CO。
(3)
步骤③中通过过滤分离出Li2CO3沉淀、沉淀表面有氯化钠溶液,需要洗涤,由于Li2CO3溶解度随温度升高而减小,则选择用热水洗涤,故操作是过滤、热水_洗涤、干燥;判断滤液2中Li+是否沉淀完全的方法是:向步骤③得到的滤液中继续滴加Na2CO3(aq),若溶液浑浊则Li+未沉淀完全,若无明显现象,则Li+已沉淀完全。
(4)
Li2CO3(M=74g·mol-1)样品的纯度可用滴定法测定(杂质不参与反应)。反应原理:用盐酸标准液滴定Li2CO3样品时,发生反应:Li2CO3+2HCl→2LiCl+CO2↑+H2O,在二氧化碳存在下滴定终点变色不敏锐,因此,在接近滴定终点之前,最好把溶液加热至沸,并摇动以赶走二氧化碳,冷却后再滴定,故操作步骤顺序为:
c.将样品置于锥形瓶中,加水溶解;
a.加入0.1~0.2mL甲基红-溴甲粉绿作指示剂;
d.用盐酸标准液滴定至溶液由绿色变成酒红色;
b.煮沸去除CO2,再冷却到室温;
e.继续滴定至酒红色(滴定突跃区域)即为终点。
则答案为dbe。
(5)
由Li2CO3+2HCl→2LiCl+CO2↑+H2O知:Li2CO3的纯度ω=。
上述滴定操作中,若缺少步骤b,由于二氧化碳溶于水时呈酸性、则使标准溶液体积偏小、测定结果将偏小。
答案第8页,共14页
答案第9页,共14页
