化学反应原理综合-2021年高考真题和模拟题化学分项汇编（解析版）.pdf

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1、专题1 4化学反应原理综合2021年高考真题1.(2021.全国高考真题)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：c o2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH,=+41 kJ.mol-1 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2=-90kJ.mor总反应的A H=k J.m o l1；若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是(填标号)，判 断 的 理 由 是。a rfA.lI cr HQ：ir：CTIJ

2、HIIJ(nyjfbiijB.y N)(2)合成总反应在起始物门(12)/11(302)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在 t=250下的 x(CHQH)p、在p=5xl()5pa 下的*(3也0助 1 如图所示。(=0 x0.O.ORH0.07-0 06-0050 0 1-0 02-p/inPA200 210 220 230 240 250 260 270 230用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=图 中 对 应 等 压 过 程 的 曲 线 是,判断的理由是当x(C H QH)=0.1 0时，C 0?的平衡转化率a=一,反应条件可能

3、为 或。【答案】-4 9 A AH为正值，为和，为负值，反应的活化能大于反应的P(H2O)P(C H3O H)P3(H2)P(C O2)b 总反应AHO,升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醉的物质的量分数变小 3 3.3%5 x l 0 5 p a,2 1 0 9 x l O5Pa,2 5 0【解析】(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：c o2(g)+3 H2(g)=C H3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通过如下步骤来实现：C O2(g)+H 2(g)=C O(g)+H 2(X g)A Hl=+4 1 k J.m o l ,C O(g)+2 H2(g)=C H3OH(g)A H

4、2=-9 0 k J.m o r,根据盖斯定律可知，+可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为：C O2(g)+3 H 2(g)=C H QH(g)+H2O(g)A H=(+4 1 k J.m o F1)+(-9 0 k J.m o l-1)=-4 9 k J.m o l1；该反应总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应为慢反应，因此反应的活化能高于反应，同时反应的反应物总能量低于生成物总能量，反应的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项，故答案为：-4 9：A；A H i为正值，为和AH为负值，反应的活化能大于反应的。(2)二氧化碳加氢制甲醇的总反应为C

5、 C)2(g)+3 H 2(g)=C H 3 OH(g)+H 2(D(g),因此利用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式KP=p(H2O)p(C H3OH)p3(H2).p(C O2)故答案为:/?(H2O)P(C H3OH)P3(H2)-P(C O2)该反应正向为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(C H 3(D H)将减小，因此图中对应等压过程的曲线是b,故答案为：b；总反应(),升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小。设起始 (C O2)=l m o l,(H 2)=3 m o l,则起 始(m o l)转 化(m o l)3 H2(g)+C O2(g)C

6、 H3OH(g)+H2O(g)平 衡(m o l)33 x3-3 x1x1-x,当平衡X XX X/、X 1时 x(C H QH)=0.1 0 时，(3.3X)+(1.X)+X+X=O.L 解得平衡时C O2的转化率a=3m(100%=3 3.3%;由图可知，满足平衡时 x(C H 3 OH)=0.1()的条件有：5 x l O5Pa,2 1 0 或 9 x l()5 p a,I m o l2 5 0,故答案为：3 3.3%；5 x l(F Pa,2 1 0；9 x l O5Pa,2 5 0。2.(2 0 2 1 吉林长春市.长春外国语学校高二月考)一氯化碘(I C 1)是一种卤素互化物，具有

7、强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，L i e b i g 误认为是I C 1,从而错过了一种新元素的发现，该元素是。(2)氯伯酸钢(B aP t C L)固体加热时部分分解为B aC l?、P t 和C l?,37 6.8 C 时 平 衡 常 数 T.O xlO,P a?,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量B a P t C%,抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在 37 6.8 C,碘蒸气初始压强为2 0.0 kP a。37 6.8 C 平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kP a,则P =k P

8、a,反应2 1 C l(g)=C l2(g)+I2(g)的平衡常数K=(列出计算式即可)。(3)M c M o r r is 测定和计算了在1 36 T8 0 范围内下列反应的平衡常数Kp。2 N O(g)+2 1 C l(g)2 N O C l(g)+I2(g)Kp 2 N O C l(g)W 2 N O(g)+C l2(g)Kp 2得到I g K p，和 lg K p 2 4均为线性关系，如下图所示:j x g g f 9中PR%，iM Nw aa0W*B1 s 1 4r s sJK1 Jt ：lX W -OOC H q VMUCM 4MW：SC4*5 0 4 幺，河2 1 8 3 w 3

9、M 33应6 gv M 038 吃 g*心 P u X Pa yth ggY M R：-由图可知，N O C 1 分解为NO和C l2反应的AH_ 0(填“大于”或“小于”)反应2 1 c l(g)=3(g)+匕 的 K=(用K p、K p 2 表示)：该反应的AH_ 0(填“大于”或“小于)，写出推理过程。(4)K is t iako ws ky曾研究了 N O C 1 光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：NOCl+hvNOC1*NOC1+NOC1*2N0+Cl2其中h v 表示一个光子能量，N O C 1*表示N O C 1 的激发态。可知，分 解 I mo l的 N O C

10、 1 需要吸收 mo l光子。100X(20X103-12.4X103)【答案】澳(或B r)2 4.8 +-s-大于 K z%大于 设(2 4.8 x1 0 s)T T,即/|lg K p|(T)Tg K p|(T)|=lg K p|(T)_lg K p|(T)则：lg Kp 2(T)-Kp l(T)1 g Kp 2(T)-Kp l(T),即k(T)k(T),因此该反应正反应为吸热反应，即AH大于0 0.5【解析】(1)红棕色液体，推测为浪单质，因此错过发现的元素是澳(或B r)；由题意玻37 6.8 时璃烧瓶中发生两个反应：B aP t C l6=B aC l2(s)+P t+？。？(g)

11、、C 1 2(g)+h(g)2 I C l(g)0 B aP t C 1 6(s)U B aC 1 2(s)+P t +2 2(g)的平衡常数 K p =1.0 xl()4p a2，则平衡时P2(C 1 2)=1.0 xl04P a2-平衡时p(C 1 2)=1 0 0 P a,设到达平衡时h(g)的分压减小p kP a,则c i2(g)+I2(g)u2 1 c l(g)开始/(kP a)2 0.0 0十小、，37 6.8 平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kP a，则 0.1+2 0.0+p=32.5,变 化/(kP a)p 2 p平衡/(kP a)0.1 2 0.0-p 2 p解得p=1 2

12、.4,则平衡时P ia=2 p kP a=2 xl2.4kP a=2 4.8 kP a；则平衡时，L(g)的分压为100X(20X103-12.4X103)(2 0.0-p)kP a=(2 0 x 1 03-1 2.4x 1 03)P a,p1 C I=2 4.8 kP a=2 4.8 xl03P a,p(C h)=0.1 kP a=1 0 0 P a,因此反应2 1 c l(g)=C l,(g)+I,(g)的平衡常数 K=,；(2 4.8 xlO3)(3)结合图可知，温度越高，J越小，I g K p?越大，即 K p 2 越大，说明升高温度平衡2 N O C l(g)U 2 N 0(g)+C

13、 L(g)正向移动，则 N O C I 分解为NO和C反应的大于0；I ,2 N O(g)+2 I C l(g)=2 N O C l(g)+I2(g)Kp,H.2 N O C l(g)=2 N O(g)+C l2(g)Kp 2I+I I 得 2 I C l(g)=C U(g)+l2(g)，则 2 I C l(g)=C U(g)+l2(g 谕K=K p/K p 2；该反应的AH大于0；推理过程如下：设T T，即-t|lg Kp l(T)-lg Kp l(T)|=lg Kp l(T)-lg Kp l(T)则：lg Kp 2(T).Kp l(T)lg Kp 2(T)-Kp l(T),即k(T)k(T

14、),因此该反应正反应为吸热反应，即AH大于0；(4)I .N O C l+h v N O C 1*I I.N O C 1 +N O C 1*2 N O +C l2I +I I 得总反应为2 N O C l+h v=2 N O+C b,因此2 mo lN O C 1 分解需要吸收I mo l光子能量，则分解I mo l的 N O C 1需要吸收0.5mo l光子。3.(2 0 2 1 广东高考真题)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CFU 与 CCh重整是CCh利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH 4(g)+CO2(g)02c o(g)+2H M

15、g)AW,b)CO2(g)+H2(g)U CO(g)+H 2O(g)M hc)CH g)U C(s)+2H 2(g)AH 3d)2C0(g)BCO2(g)+C(s)e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)AHs(1)根据盖斯定律，反应a的=(写出一个代数式即可)。(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 oA.增大CO2与 C K的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动C.加入反应a 的催化剂，可提高CH a 的平衡转化率D.降低反应温度，反应a e 的正、逆反应速率都减小(3)一定条件下，CH 4分解形成碳的反应历

16、程如图所示。该历程分 步进行，其中，第 步的正反应活化能最大。能量(4)设K；为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对 分 压 等 于 其 分 压(单 位 为kP a)除 以p o (p o=l OOkP a)反 应a、c、e的I n K；随 器(温 度 的 倒 数)的 变 化如图所示。反 应a、c、e中，属 于 吸 热 反 应 的 有(填 字 母)。反 应c的相对压力平衡常数表达式为K；=在 图 中A点对应温度下、原 料 组 成 为n(CO2)：n(CH4)=l:l、初 始 总 压 为l OOkP a的恒容密闭容器中进行反应,体 系 达 到 平

17、 衡 时H2的 分 压 为40kP a。计 算C H4的平衡转化率，写出计算过程(5)CCh用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：【答 案】AH 2+AH 3-AH 5 或-A D 4 4 a c(P(H2)2P。(C H J、P o68%做冷冻剂【分 析】根据盖斯定律计算未知反应的反应热；根据影响化学反应速率和化学平衡的因素判断反应速率的变化及转化率的变化；根据图像及曲线高低判断反应进程和活化能的相对大小；根据平衡时反应物的分压计算平衡转化率；根据C O2的物理性质推测C 02的用途。【解析】根据题目所给出的反应方程式关系可知，a=b+c-e=c-d,根据盖斯定律则有 HE S+A%-/b

18、 AH a-AM；(2)A.增大CO2和 CH 的浓度，对于反应a、b、c来说，均增大了反应物的浓度，反应的正反应速率增大，A 正确；B.移去部分C(s),没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动，B错误；C.催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态，平衡转化率不变，C错误；D.降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D正确；故答案选A D；(3)由图可知，反应过程中能量变化出现4个峰，即吸收了 4次活化能，经历了 4步反应；且从左往右看4次活化能吸收中，第 4次对应的峰最高，即正反应方向第4步吸收的能量最多，对应的正反应活化

19、能最大。(4)随着温度的升高，反应a 和 c的 I n K；增大，说明K；的数值增大，反应向正反应方向进行，反应a 和c为吸热反应，同理反应e 的 I n K；减小，说明K；的减小，反应向逆反应方向进行，反应e为放热反应，故答案为a c；用相对分压代替浓度,则反应c的平衡常数表达式K；=（P（H2）2Po（P（CH4）Po由图可知，A处对应反应c的 ln K；=O,(P(H?)2即 止 苫瓯Po=1.解方程的p 2(H2)=p(C H4),已知反应平衡时 (H2)=4 0 kP a,则有 p(C H_ )=1 6 kP a,且初始状态时/7(C H4)=-L x l0 0 kP a=5 0 k

20、P a,故 C H4 的平衡转化率为1+15 0 kP a-1 6 kP a5 0 kP ax l0 0%=6 8%;(5)固态C O2即为干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性质。【点睛】本 题 难 点 在 于 与,关 系 曲线的判断，在曲线中斜率为正为放热反应，斜率为负为吸热反应。4.（2021.河北高考真题）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。（1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25时，相关物质的燃烧热数据如表：物质H2(g)C（石墨，s）C 6H 6 燃烧热 H(kJ m

21、oH)-285.8-393.5-3267.5 则 2 5 c 时 Fh（g）和 C（石墨，s）生成C6H6 的 热 化 学 方 程 式 为。（2）雨水中含有来自大气的C O 2,溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：CO2（g）=CO2（aq）CO2（aq）+H2O=H+（叫）+HCO,（aq）25时，反应的平衡常数为K2。溶液中CO?的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压x物质的量分数），比例系数为y m o H/k P a L 当大气压强为p k P a,大气中CCh（g）的物质的量分数为x 时，溶液中H+浓度为（写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO；的电离）（3）105时，将足量

22、的某碳酸氢盐（MHCO3）固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHe。3 2-M 2cO3（s）+H2O（g）+CO2（g）。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的COKg）,再加入足量MHCCh（s）,欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CCh（g）的初始压强应大于 kPa。（4）我国科学家研究Li-C C h电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：Li-C O 2电池中，L i为单质锂片，则该电池中的CO2在（填“正”或 负”）极发生电化学反应。研究表明,该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且 CCh电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4

23、个步骤进行，写出步骤HI的离子方程式。I.2CO2+2e-C2O j II.C2O=CO2+COIII.IV.COj-+2Li+=Li2CO3研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。1 .CO2在碱性介质中电还原为正丙醇（CH3cH2cH2OH）的 电 极 反 应 方 程 式 为。II在电解质水溶液中，三种不同催化剂（a、b、c）上 CO2电还原为C O 的反应进程中（H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图,由此判断，C02电还原为CO从 易 到 难 的 顺 序 为(用 a、b、C字母排序)。)混去要0.680.610.51-a-b-c*CO+H,O/j CO+*+

24、H,O0.220.0()-0.08CO户./2H+2e*HOCO+H+eO702.62.O23)喇髭玄要反应历程(b)H+电还原为4反应历程(a)CO2电还原为CO【答案】6c(石墨，s)+3H2(g)=C6H6 H=49.1kJ moH#2Pxy 100.8 正极2 c o7+CO2=2COj+C 12co2+18e+4H2O=CH3cH2cH2OH+9c O j c、b、a【解析】(1)根据表格燃烧热数据可知，存在反应C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)AF=-393.5km o lL H2(g)+yO2(g)=H2O(l)A”2=-285.8kJ,mol，(3)C6H6(1)+y O

25、2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)A/3=-3267.5kJ mor1,根据盖斯定律，xl2+X6xg-得反应：6c(石墨，s)+3H?(g)=C6H6，”=(-393.5kJ mol1)x 12+(-285.8kJ mol)x 6 x-(-3267.5kJ-m ol)=49.1 kJ-mol1,故答案为：6c(石墨，一2s)+3H2(g)=C6H6(1)AH=49.1 kJ mol-1；(2)由题可知，CO2(s)U C C h(aq),CCh(叫)+氏。UH+(aq)+HCO；(aq),K2-c(H+)c(HCO；)c(CO2),又因为 p(CO2)=p(kPa)-x,则 c(CO2

26、)=y(molL1kPa-|)p(CO2)=p-x-y m ol/L,在忽略 HCO；的电离时,c(H+c(H C O-),所以可得 c(H+)=jK2P孙,故答案为：K2Pxy；(3)2MHCCh(s)U M 2co3(s)+H2O(g)+CCh(g),等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，可用分压表示物质的量浓度，平衡常数K p=PH g,Pco2=gx46x；x46=529kPa2。温度不变化学平衡常数Kp不变，设529平衡时，平衡体系中CO2的分压为X,则长=p$0，082=529122,Pco2=-y-kPa=105.8kPa,CO2的初始压强等于平衡压强减去碳酸氢盐分解产生的C

27、O2的分压，即 CO2(g)的初始压强应大于105.8kPa-5kPa=10().8kPa,故答案为：100.8；(4)由题意知，Li-CCh电池的总反应式为：4Li+3co?=2Li2co3+C,CO2发生得电子的还原反应，则 CO?作为电池的正极；c o?还原后与Li+结合成Li2co3,按 4 个步骤进行，由步骤H 可知生成了C O ,而步骤IV 需要c o；参加反应，所以步骤n i 的离子方程式为：2 c O；+CO2=2CO；-+C,故答案为：正极；2c O.+CO2=2CO；+C；I.CO2在碱性条件下得电子生成CH3CH2CH2OH,根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式为：12c

28、o2+18e+4H2O=CH3cH2cH?OH+9c,故答案为：12co?+18e+4H20=CH3cH2cH2OH+9cO：；ILc催化剂条件下，CCh电还原的活化能小于H+电还原的活化能，更容易发生CO2的电还原；而催化剂a和 b 条件下，CCh电还原的活化能均大于H+电还原的活化能，相对来说，更易发生H+的电还原。其中a 催化剂条件下，H+电还原的活化能比CCh电还原的活化能小的更多，发生H+电还原的可能性更大，因此反应从易到难的顺序为c、b、a,故答案为：c、b、a。5.(2021 湖南高考真题)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢

29、气。方法I：氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键N=NH-HN-H键能E/（kJ mo）946436.0390.8一定温度下，利用催化剂将NH?分解为N?和 H?。回答下列问题：反应 2N&(g)=N2(g)+3H?(g)AH=k J -m o r;(2)已知该反应的 S=198.9J-m o K T，在下列哪些温度下反应能自发进行？(填标号)A.25 B.125 C.225 D.325(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将O.lmolNHs通入3L 的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。2.0I,61

30、.20.80.4裳若保持容器体积不变，乙 时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0%时间内的反应速率V（H2）=m o l -C L m i n T （用含：的代数式表示），2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是（用图中a、b、c、d表示），理由是在该温度下，反 应 的 标 准 平 衡 常 数=。（已知：分压=总压x该组分物质的量分数，对于反应d D(g)+e E(g)Q g G(g)+h H(g),Ke其中 p =l O O k P a ,PG、PH、PD、PE 为各组分的平衡分压）。方法H：氨电解法制氢气利用电解原理，将氮转化为高纯氢气，其

31、装置如图所示。阴离子交换膜1:第05（4）电解过程中OFF的 移 动 方 向 为（填“从左往右 或 从右往左”）；（5）阳 极 的 电 极 反 应 式 为。K O H溶 液K O H溶液0.0 2【答案】+90.8 C Db开始体积减半，N 2 分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N 2 分压比原来2倍要小 0.4 8从右往左 2 N H 3-6 e-+6 O H-=N 2+6 H 2 O【解析】根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2 N H 3(g)O N 2(g)+3 H 2(g),A H=3 9O.8k J-m o l-1 x 3 x 2-(94 6k J m o l

32、+4 3 6.0 k J -m o l-1 x 3)=+90.8k J m o l 1.故答案为：+90.8；(2)若反应自发进行,则需 A H-T A 5 =-z-?=4 5 6.5 K,AS 198.9J/(m olK)即温度应高于(4 5 6.5-2 7 3)=1 83.5,C D 符 合,故答案为:C D；(3)设U时达到平衡，转化的N H 3 的物质的量为2 x,列出三段式:起始/mol转化/mol2NH3(g)U0.12xN2(g)+3H2(g)0 0 x 3犬平衡/mol 0.1 2x x 3x根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比,0.1 _ 2000.1+2 犬-12

33、0+120+40解得 x=0.0 2m o l,0.02x3mol 0.02 3)=3LX 故答案为:0.02At 2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N 2分压变为原来的2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N 2分压比原来2 倍要小，故 b曲线符合，故答案为：b：开始体积减半，N 2分压变为原来的2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N 2分压比原来2 倍要小；由图可知，平衡时，N H 3、N 2、E h的分压分别为1 20 k P a、4 0 k P a.1 20 k P a,反应的标准平衡常数04x(12)3 K*=一,：、，=0 4 8,故答案为：0.4 8；(1.2)-(4)由图可知，通

34、N H a 的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电解过程中OH移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左；(5)阳极N H 3 失电子发生氧化反应生成N 2,结合碱性条件，电极反应式为：2N H 3-6 e +6 0 H =N 2+6 H 2O,故答案为：2N H 3-6 e+6 O H-N 2+6 H 2O。6.(20 21 浙江高考真题)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量S O 2：C u(s)+2H 2s o 式1)=C u S O4(s)+S O2(g)+2 H2O(1)A H=-1 1.9 k

35、J-m o P1 判断该反应的自发性并说明理由 o(2)已知2s C 2(g)+O 2(g)2s o 3(g)A H=-1 9 8 k J-m o r o 8 5 0 K时，在一恒容密闭反应器中充入定量的S 02和。2,当反应达到平衡后测得S O 2、02和S 03的浓度分别为6.0 x l 0-3m o l -匚|、8.0 x 1 O fmol I 71 和4.4 x l 0-2m o l-l 7 该温度下反应的平衡常数为 o平衡时S C)2的 转 化 率 为。(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。下列说法正确的是 oA.须采用高温高压的反应条件使S C)2氧化为S。：B.进入接触室

36、之前的气流无需净化处理C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和s o?的转化率D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收S O 3以提高吸收速率接触室结构如图1所示，其 中1 4表示催化剂层。图2所 示 进 程 中 表 示 热 交 换 过 程 的 是。A.Uj b,B.b,C.H2-，D.b9 E.b3 F.b?a4 G.u4 b4ffli温度图2IIIIIIIIIIIIII;对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2 s o 2(g)+O?(g)02 s o 3(g)的转化率与最适宜温度(曲线I )、平衡转化率与温度(曲线H)的关系曲线示意图(标明曲线

37、I、H)。(4)一定条件下，在 N a?S-H 2 s o H?。?溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4,同时观察到体系由澄清一浑浊一澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。1 0 0 r-1转化率%温度I S2-+H+=H S-II._;III.HS-+H2O2+H+=S J+2H2O；IV.【答案】不同温度下都能自发，是因为AHVOAS。6.7xl0I *3m*Sor.L 88%C BDFHS-+4H,O,=S O j+4H,O+H+S +3H,O,=S O j +2H,O+2H+【解析】(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量S

38、O?的反应为C u(s)+2 H2S O4(1)=C u S O4(s)+S O2(g)+2 H2O(1)=-l 1.9k J m o r,由于该反应”0,因此该反应在任何温度下都能自发进行。(2)根据题中所给的数据可以求出该温度下2 s O 2(g)+C)2(g)U 2 S O 3(g)的平衡常数为”C2(S 03)(4.4 xl O-2 m o l-L 7)2C2(S O2)C(O2)(6.0 x 10-3m o l -L-1)2 x8,0 x 10 m o l -L-1 b /x lU mo1 L平衡时S O 2的转化率为c(S O Jc (S O2)+c (S 03)xl O O%=_

39、 _ _ _ _ _ _ _4.4 xl Q-2m o l L-6.0 xl 0-3m o l-r +4.4 xl O-2m o l-I 7 xl O O%=8 8%；(3)A.在常压下S O 2催化氧化为SC的反应中，S O 2的转化率已经很高，工业上有采用高压的反应条件,A说法不正确；B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒，B说法不正确;C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡2 S O2(g)+O,(g)2 S O3(g)向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和S O 2的转化率;D.S O,与水反应放出大量的热

40、，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收S O 3,反应放出的热量会使硫酸形成酸雾从而影响5。3被水吸收导致5。3的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不宜采用水或稀硫酸吸收S O 3,D说法不正确。综上所述，相关说法正确的是C；反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂接触，化学反应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SO2的转化率基本不变，因此，图2所示进程中表示热交换过程的是4、伪 f。3、为一。4，因此选BD F;对于放热的可逆反应2 s O2(g)+C 2(g)0 2 s o 3(g)，该反应的最适宜温度为催化剂的催化活性最好时所对应的温度，在该温度下化

41、学反应速率最大，SO2的转化率也最大；当温度高于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，S C)2的转化率也逐渐减小；由于该反应为放热反应，随着温度的升高，S C2的平衡转化率减小：由于反应混合物与催化剂层的接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下S C)2的转化率低于其平衡转化率。因此，反应2so 2(g)+02(g)U 2 s o 3(g)的转化率与最1001 -1适宜温度(曲线1 )、平衡转化率与温度(曲线H)的关系曲线示意图可表示如下：制 .(4)由p H-时间振荡

42、曲线可知，在 Na?S H2sO4 H2。?溶液体系中，溶液的pH 呈先增大后减小的周期性变化，同时观察到体系由澄清一浑浊一澄清的周期性变化，硫化钠与硫酸反应生成HS：S2-+H+=HS-然后发生HS-+4H2O=S O：+4H2O+H+,该过程溶液的pH 基本不变，溶液保持澄清；溶液变浑浊时H S-被Hz。？氧化为S，即发生H S-+H 2O 2+H+=S J+2H 2。，该过程溶液的pH 增大；溶液又变澄清时S 乂被Hz。？氧化为SO j,发生S +3H2O2=S O1+2H2O+2 H+,该过程溶液的pH 在减小。因此可以推测该过程中每一个周期内的反应进程中依次发生了如下离子反应：S2-

43、+H+=HS-、HS-+4H2O2=S O j +4H2O+H+、HS-+H2O2+H+=S J +2H2O、S +3H2O2=S O：+2H2O+2H+o7.(2021.浙江高三专题练习)“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是 O(2)下列说法不无硬的是 oA.可采用碱石灰干燥氯气B.可通过排饱和食盐水法收集氯气C.常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中D.工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：Ch(g)C12(aq)C =c(C

44、L)/pCl 2(aq)+H2O=H+(aq)+Cr(aq)+HClO(aq)Ki其中P为C1 2(g)的平衡压强，C(C1 2)为C1 2在水溶液中的平衡浓度。C1 2(g)U Cb(a q)的烙变 AH i 0。(填或“”)平衡常数K 2的表达式为K2=。氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,则。=.(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略H C 1 O的电离)(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为Ti C h)为原料生产Ti C 14,相应的化学方程式为；I.Ti O 2(s)+2 C 12(g)Ti C l4(g)+O 2(g)A/i=181 m o l-L1

45、,i=-3.4x!0-2 9I L 2 C(s)+O2(g)#2 C O(g)A/fn=-2 2 1 m o l-L1,KI LI ZXIL结合数据说明氯化过程中加碳的理由_。(5)在一定温度下，以12为催化剂，氯苯和C 12在C S2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 m o l-L L反应3 0 m i n测得氯苯15%转化为邻二氯苯,2 5%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可 采 用 的 措 施 是。A.适当提高反应温度 B.改变催化剂C.适当降低反应温度 D.改变反应物浓度、通 电 c(H+

46、)c(Cr)c(HC10)【答案】2 N a C l+2 H 2 O*2 N a O H +H 2 T+C l 2 T A ,反应I I可为反应I提供所需的能量 A B【解析】(1)电解饱和食盐水制取氯气时，同时还生成氢气和氢氧化钠，该反应的化学方程式是2 N aC I+2 H 2。通电-2 N aO H +H 2 T+C I 2 J(2)A.氯气可与碱反应，碱石灰含有氢氧化钠和氧化钙，因此，不能用碱石灰干燥氯气，A说法不正确；B.氯气可与水反应生成盐酸和次氯酸，该反应是可逆反应，在饱和食盐水中存在浓度较大的氯离子，可以使氯气的溶解平衡逆向移动，因此，氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，可以通过排

47、饱和食盐水法收集氯气，B说法正确；C.氯气在常温下不与铁反应；氯气的相对分子质量较大，其分子间的作用力较大，因此，氯气属于易液化的气体，常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中，c说法正确；D.氢气和氯气反应生成氯化氢，氯化氢溶于水得到盐酸，因此，工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸，D说法正确。综上所述，相关说法不正碰的是A,故选A。(3)C b(g)U C h(叫)表示的是氯气的溶解平衡，氯气在常温下可溶于水，该过程是自发的，由于该过程的墉变小于0,因此，其熔变AF V 0。由化学方程式C l 2(aq)+H2O(I)U H+(aq)+C (a q)+H Cl O(a q

48、)可知，其平衡常数Ki的表达式为C(H+).C(CF).C(H C1 O)K 2=-注意水为液态，其不出现在表达式中。c(Cl2)Ch(g)=Ch(a q)与 Cl 2(a q)+H2O(1)=H+(a q)+Cr(a q)+H CI O(叫)相加可以得到 Ch(g)+H2O(1)=H+(a q)+Cl-(a q)+H C1 0(a q),因此，该反应的平衡常数为K|K z p：氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,根据物料守恒可知，c=c(Cl2)+1 c(H C1 0)+yc(Cl-),由于H C 1是强电解质，若忽略水的电离和次氯酸的电离，则 c(H+)=c(C1)=c(H C1

49、 0),由 代=c(H)9(2)c(HC10)可知c(Cl2)11c(Cr)=c(H Cl O)=c(c i,)K,，由 K=c(C1 2)/p 可 知,c(Cl2)=Ar,p,则 C(C)=C(H C1 O)=(K|K，P户，因此，c=Kp+(K 2 P户。(4)已知：I .T iO 2(s)+2Cl2(g)=T iC1 4(g)+O2(g)AH i=1 8 1 mol L1,K i=-3.4 xl 0 ；I I.2C(s)+O2(g)=2C0(g)AW n=-221 mol L1,*=1.2*1产。根据盖斯定律可知，I +I I 得：T iO2(s)+2Ci2(g)+2C(s)=T iCl

50、4(g)+2C0(g),则K=K iK4.1 xl()i9远大于品,反应H的发生可以减小反应I的平衡体系中氧气的浓度，从而使T iCh氯化为 T iCL得以实现；反应 I 为吸热反应，而-4 0kJ-mol L 说明 T iCh+2Cb(g)+2C(s)=T iCU(g)+2c o(g)为放热反应，则反应I I可为反应I提供所需的能量。(5)A.由于两产物浓度之比与反应时间无关，适当提高反应温度，使催化剂碘的溶解度增大，既可以加快化学反应速率，同时可以提高邻位取代的机率(催化剂会参与反应形成中间体，根据信息可知，碘在对位的取代机率较大)，从而提高产物中邻二氯苯的比例，故A符合题意；B.可以使用