浙江選考化學(xué)選考復(fù)習(xí)專題精編第30題化學(xué)反應(yīng)原理

1、30.化學(xué)反應(yīng)原理1(一)以四甲基氯化銨(CH3)4NCl水溶液為原料，通過(guò)電解法可以制備四甲基氫氧化銨(CH3)4NOH，裝置如圖1所示。(1) 收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是 (填a、b、c或d)。(2) 寫出電池總反應(yīng) 。(二)乙酸乙酯一般通過(guò)乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l)C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)H2O(l) H2.7 kJ·mol1已知純物質(zhì)和相關(guān)恒沸混合物的常壓沸點(diǎn)如下表：純物質(zhì)沸點(diǎn)/恒沸混合物（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）沸點(diǎn)/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(0.31)71.8乙酸乙酯77.

2、1乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08) +水(0.09)70.2請(qǐng)完成：(1) 關(guān)于該反應(yīng)，下列說(shuō)法不合理的是 。A反應(yīng)體系中硫酸有催化作用B因?yàn)榛瘜W(xué)方程式前后物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，所以反應(yīng)的S等于零C因?yàn)榉磻?yīng)的H 接近于零，所以溫度變化對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響大D因?yàn)榉磻?yīng)前后都是液態(tài)物質(zhì)，所以壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡的影響可忽略不計(jì)(2) 一定溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4.0。若按化學(xué)方程式中乙酸和乙醇的化學(xué)計(jì)量數(shù)比例投料，則乙酸乙酯的平衡產(chǎn)率y ；若乙酸和乙醇的物質(zhì)的量之比為n : 1，相應(yīng)平衡體系中乙酸乙酯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x，請(qǐng)?jiān)趫D2中繪制x隨n變化的示意圖(計(jì)算時(shí)不計(jì)副反應(yīng))。(3) 工業(yè)上多

3、采用乙酸過(guò)量的方法，將合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加熱至110左右發(fā)生酯化反應(yīng)并回流，直到塔頂溫度達(dá)到7071，開(kāi)始從塔頂出料?？刂埔宜徇^(guò)量的作用有 。(4) 近年，科學(xué)家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)2H2(g)在常壓下反應(yīng)，冷凝收集，測(cè)得常溫下液體收集物中主要產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖3所示。關(guān)于該方法，下列推測(cè)合理的是 。A反應(yīng)溫度不宜超過(guò)300B增大體系壓強(qiáng)，有利于提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率C在催化劑作用下，乙醛是反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物D提高催化劑的活性和選擇性，減少乙醚、乙烯等副產(chǎn)物是工藝的關(guān)鍵2(一) 十氫萘是具有高儲(chǔ)氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“十

4、氫萘(C10H18)四氫萘(C10H12)萘(C10H8)”的脫氫過(guò)程釋放氫氣。已知：C10H18(l)C10H12(l)3H2(g) H1 ,C10H12(l)C10H8(l)2H2(g) H2H1H20；C10H18C10H12的活化能為Ea1，C10H12C10H8的活化能為Ea2，十氫萘的常壓沸點(diǎn)為192；在192，液態(tài)十氫萘的脫氫反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率約為9。請(qǐng)回答：(1) 有利于提高上述反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的條件是 。A高溫高壓B低溫低壓C高溫低壓D低溫高壓(2) 研究表明，將適量十氫萘置于恒容密閉反應(yīng)器中，升高溫度帶來(lái)高壓，該條件下也可顯著釋氫，理由是 。(3) 溫度335，在恒容密閉反應(yīng)器

5、中進(jìn)行高壓液態(tài)十氫萘（1.00 mol）催化脫氫實(shí)驗(yàn)，測(cè)得C10H12和C10H8的產(chǎn)率x1和x2（以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì)）隨時(shí)間變化關(guān)系，如圖1所示。 在8 h時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的量為 mol（忽略其他副反應(yīng)）。x1顯著低于x2的原因是 。在圖2中繪制“C10H18C10H12C10H8”的“能量反應(yīng)過(guò)程”示意圖。(二) 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，以H2O和N2為原料，熔融NaOHKOH為電解質(zhì)，納米Fe2O3作催化劑，在250和常壓下可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)合成氨。陰極區(qū)發(fā)生的變化可視為按兩步進(jìn)行，請(qǐng)補(bǔ)充完整。電極反應(yīng)式： 和2Fe3H2ON22NH3Fe2O3。3以氧化鋁為原料，通過(guò)碳熱還原法可合成氮化鋁（AlN）；通

6、過(guò)電解法可制取鋁。電解鋁時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生的CO2可通過(guò)二氧化碳甲烷化再利用。請(qǐng)回答：(1) 已知：2Al2O3(s)= 4Al(g) 3O2(g) H13351 kJ·mol12C(s)O2(g)= 2CO(g)H2221 kJ·mol1 2Al(g)N2(g)= 2AlN(s) H3318 kJ·mol1碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學(xué)方程式是 ，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件 。 (2) 在常壓、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和氣體(體積比14，總物質(zhì)的量a mol)進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性：轉(zhuǎn)化的C

7、O2中生成CH4或CO的百分比)。反應(yīng).CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H4，反應(yīng).CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H5下列說(shuō)法不正確的是 。AH4小于零 B溫度可影響產(chǎn)物的選擇性CCO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減少D其他條件不變，將CO2和H2的初始體積比改變?yōu)?3，可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率 350時(shí)，反應(yīng)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡，平衡時(shí)容器體積為V L，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為 (用a、V表示) 350下CH4物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示。畫(huà)出400下0t1時(shí)刻CH4物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。(3) 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，CO2可以在堿性水溶液中電解生成甲烷，生成甲烷

8、的電極反應(yīng)式是 。4氯及其化合物在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。(1) 已知：900 K時(shí)，4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，反應(yīng)自發(fā)。該反應(yīng)是放熱還是吸熱，判斷并說(shuō)明理由 。900 K時(shí)，體積比為4 ：l的HCl和O2在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率(HCl)隨壓強(qiáng)(P)變化曲線如圖。保持其他條件不變，升溫到T K(假定反應(yīng)歷程不變)，請(qǐng)畫(huà)出壓強(qiáng)在1.5×l054.5×105 Pa范圍內(nèi)，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率(HCl) 隨壓強(qiáng)(P)變化曲線示意圖。 (2) 已知：Cl2(g) + 2NaOH(aq) =NaCl(aq) + NaClO(aq

9、) + H2O(l) Hl = 102 kJ·mol13Cl2(g) + 6NaOH(aq) = 5NaCl(aq) + NaClO3(aq) + 3H2O(1) H2 = 422 kJ·mol1寫出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的熱化學(xué)方程式: 。用過(guò)量的冷NaOH溶液吸收氯氣，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此時(shí)ClO的濃度為c0 mol·L1；加熱時(shí)NaClO轉(zhuǎn)化為NaClO3，測(cè)得t時(shí)刻溶液中ClO濃度為ct mol·L1，寫出該時(shí)刻溶液中Cl濃度的表達(dá)式；c(Cl)= mol·L-1 (用c0、ct表示)。有研究表明，

10、生成NaClO3的反應(yīng)分兩步進(jìn)行：I. 2ClO = ClO2 + Cl II. ClO2 + ClO = ClO3 + Cl常溫下，反應(yīng)II能快速進(jìn)行，但氯氣與NaOH溶液反應(yīng)很難得到NaClO3，試用碰撞理論解釋其原因： 。(3)電解NaClO3水溶液可制備NaClO4。在電解過(guò)程中由于陰極上吸附氫氣，會(huì)使電解電壓升高，電解效率下降。為抑制氫氣的產(chǎn)生，可選擇合適的物質(zhì)(不引入雜質(zhì))，寫出該電解的總化學(xué)方程式 。5氨氣及其相關(guān)產(chǎn)品是基本化工原料，在化工領(lǐng)域中具有重要的作用。(1) 以Fe為催化劑，0.6 mol氮?dú)夂?.8 mol氫氣在恒溫、容積恒定為1 L的密閉容器中反應(yīng)生成氨氣，20 m

11、in后達(dá)到平衡，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.3 mol。在第25min時(shí)，保持溫度不變，將容器體積迅速增大至2 L并保持恒容，體系達(dá)到平衡時(shí)N2的總轉(zhuǎn)化率為38.2%。請(qǐng)畫(huà)出從第25 min起H2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線。該反應(yīng)體系未達(dá)到平衡時(shí)，催化劑對(duì)逆反應(yīng)速率的影響是 （填增大、減少或不變）。(2) N2H4是一種高能燃料，有強(qiáng)還原性，可通過(guò)NH3和NaClO反應(yīng)制得，寫出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式 。N2H4的水溶液呈弱堿性，室溫下其電離常數(shù)K11.0×106，則0.01 mol·L1 N2H4水溶液的pH等于 （忽略N2H4的二級(jí)電離和H2O的電離）。已知298K和101

12、kPa條件下：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(l) + 2H2O(l) H4則N2H4(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱H 。(3)科學(xué)家改進(jìn)了NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的工藝(如虛框所示)，在較高的操作壓力下，提高N2O4/H2O的質(zhì)量比和O2的用量，能制備出高濃度的硝酸。實(shí)際操作中，應(yīng)控制N2O4/H2O質(zhì)量比高于5.11，對(duì)此請(qǐng)給出合理解釋 。6由某精礦石（MCO3·ZCO3）可以制備單質(zhì)M，制備過(guò)程中排放出的二氧化碳可以作為原料制備甲醇

13、，取該礦石樣品1.84g，高溫灼燒至恒重，得到0.96g僅含兩種金屬氧化物的固體，其中m(M)m(Z)35，請(qǐng)回答：(1) 該礦石的化學(xué)式為 。(2) 以該礦石灼燒后的固體產(chǎn)物為原料，真空高溫條件下用單質(zhì)硅還原，僅得到單質(zhì)M和一種含氧酸鹽（只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物質(zhì)的量之比為21）。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。單質(zhì)M還可以通過(guò)電解熔融MCl2得到。不能用電解MCl2溶液的方法制備M的理由是 。(3) 一定條件下，由CO2和H2制備甲醇的過(guò)程中含有下列反應(yīng)：反應(yīng)1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H1反應(yīng)2：CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H2反應(yīng)3：CO2(g)

14、3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H3其對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，它們隨溫度變化的曲線如圖1所示。則H2 H3 （填“大于”、“小于”或“等于”），理由是 。(4) 在溫度T1時(shí)，使體積比為31的H2和CO2在體積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。T1溫度下甲醇濃度隨時(shí)間變化曲線如圖2所示；不改變其他條件，假定t時(shí)刻迅速降溫到T2，一段時(shí)間后體系重新達(dá)到平衡。試在圖2中畫(huà)出t時(shí)刻后甲醇濃度隨時(shí)間變化至平衡的示意曲線。7(1) 氮化鋁(AlN)是一種人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在溫度高于1500時(shí)，通過(guò)碳熱還原法制得。實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為，該碳熱還原反應(yīng)分兩步進(jìn)行：Al2O3在碳的還原作用

15、下生成鋁的氣態(tài)低價(jià)氧化物X（X中Al與O的質(zhì)量比為6.75 : 2）；在碳存在下，X與N2反應(yīng)生成AlN。請(qǐng)回答：(1)X的化學(xué)式為 。(2) 碳熱還原制備氮化鋁的總反應(yīng)化學(xué)方程式為：Al2O3(s) + 3C(s) + N2(g)2AlN(s) + 3CO(g) 在溫度、容積恒定的反應(yīng)體系中，CO濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖曲線甲所示。下列說(shuō)法不正確的是 。A從a、b兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到b時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率Bc點(diǎn)切線的斜率表示該化學(xué)反應(yīng)在t時(shí)刻的瞬時(shí)速率C在不同時(shí)刻都存在關(guān)系：v (N2) = 3v (CO)D維持溫度、容積不變，若減少N2的物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng)，曲線甲將轉(zhuǎn)變?yōu)榍€乙該

16、反應(yīng)在高溫下自發(fā)進(jìn)行，則隨著溫度升高，反應(yīng)物Al2O3的平衡轉(zhuǎn)化率將 ，（填“增大”、“不變”或“減小”），理由是 。 一定溫度下，在壓強(qiáng)為p的反應(yīng)體系中，平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為，CO的物質(zhì)的量濃度為c；若溫度不變，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)減小為0. 5p，則N2的平衡轉(zhuǎn)化率將 （填“<”、“”或“>”），平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量濃度 。 A小于0.5c B大于0.5c，小于c C等于c D大于c (3) 在氮化鋁中加入氫氧化鈉溶液，加熱，吸收產(chǎn)生的氨氣，進(jìn)一步通過(guò)酸堿滴定法可以測(cè)定氮化鋁產(chǎn)品中氮的含量。寫出上述過(guò)程中氮化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 。82016杭州G20峰會(huì)期間，中美兩國(guó)共

17、同交存參加巴黎協(xié)定法律文書(shū)，展示了應(yīng)對(duì)全球性問(wèn)題的雄心和決心。其中燃煤、汽車、工業(yè)尾氣排放等途徑產(chǎn)生的CO、NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。請(qǐng)根據(jù)題目提供信息回答相關(guān)問(wèn)題。已知：N2(g) + O2(g) 2NO(g) H = +180.5 kJ·mol-12C(s) + O2(g) 2CO(g) H = -221.0 kJ·mol-1 C(s) + O2(g) CO2(g) H = -393.5 kJ·mol-1(1) 汽車尾氣轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的反應(yīng)為：2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g)，此反應(yīng)的H = ；(2) 汽車燃油不完全燃燒

18、時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想選擇合適的催化劑按下列反應(yīng)除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)，則該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行并說(shuō)明理由： 。已知：用NH3催化還原NOx時(shí)包含以下反應(yīng)。反應(yīng)：4NH3(g) + 6NO(g)5N2(g) + 6H2O(l) H1 < 0反應(yīng)：4NH3(g) + 6NO2(g)5N2(g) + 3O2(g) + 6H2O(l) H2 > 0反應(yīng)：2NO(g) + O2(g)2NO2(g) H3 < 0(3) 為探究溫度及不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，分別在不同溫度、不同催化劑下，保持其它初始條件不變重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得N2濃度變化情況如右圖所示。下列說(shuō)法正確

19、的是 。A在催化劑甲的作用下反應(yīng)的平衡常數(shù)比催化劑乙時(shí)大B反應(yīng)在N點(diǎn)達(dá)到平衡，此后N2濃度減小的原因可能是溫度升高，平衡向左移動(dòng)CM點(diǎn)后N2濃度減小的原因可能是溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)DM點(diǎn)后N2濃度減小的原因可能是溫度升高催化劑活性降低了(4) 右圖中虛線為反應(yīng)在使用催化劑條件下，起始O2、NO投料比和NO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖。當(dāng)其他條件完全相同時(shí)，用實(shí)線畫(huà)出不使用催化劑情況下，起始O2、NO投料比和NO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系示意圖。 (5) 由NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如下圖所示，在使用過(guò)程中石墨電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，請(qǐng)寫出石墨極的電極反應(yīng)式： 。30.化學(xué)反應(yīng)原理參考答案：1(一) (1) d(2) 2(CH3)4NCl2H2O 2(CH3)4NOH H2 Cl2(二) (1) BC(2) 0.67(或67%)(3) 提高乙醇轉(zhuǎn)化率；提高反應(yīng)溫度，從而加快反應(yīng)速率；有利于后續(xù)產(chǎn)物分離(4) ACD2(一) (1) C(2) 溫度升高，加快反應(yīng)速率；溫度升高使平衡正移的作用大于壓強(qiáng)增大使平衡逆移的作用。 (3) 1.95 催化劑顯著降低了C10H12C10H8的活化能，反應(yīng)生成的C10H12快速轉(zhuǎn)化為C10H8。作圖： (二) Fe2O36e3H2O2Fe6OH3(1) Al2O3(s)3C(s)N2(g)=