备战高考化学化学反应原理综合练习题附答案
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备战高考化学专题复习化学反应原理综合考查的综合题含答案一、化学反应原理综合考查1.氨催化氧化是硝酸工业的基础,氦气在Pt催化剂作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ:Ⅰ.4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H1=-905 kJ/molⅡ.4NH 3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2(1)已知:NO O2N2物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ629496942则△H2=___________。
(2)以Pt为催化剂,在1L密闭容器中充入1mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量与温度的关系如下图:①该催化剂在高温时对反应__________更有利(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②520℃时,NH3的转化率为____________。
③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=________(数字计算式)。
④下列说法正确的是____________(填标号)。
A 工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在840℃左右B 增大NH3和O2的初始投料比可以提高NH3生成NO的平衡转化率C 投料比不变,增加反应物的浓度可以提高NH3生成NO的平衡转化率D 使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是____________。
(3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NO x反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1mol N2时,转移的电子数为___________mol。
②将一定比例的O2、NH3和NO x的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中反应。
反应相同时间NO x的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示,在50-250℃范围内随着温度的升高,NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______________。
【答案】-1265kJ/mol160%26430.20.90.4 1.45⨯⨯AD催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低247迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大【解析】【分析】(1)利用盖斯定律和△H=反应物总键能-生成物总键能计算;(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的;②根据图示A点计算出两个反应消耗氨气的量,再计算转化率;③利用A点,计算出两个反应后剩余的氨气,氧气,生成的水和N2,再根据平衡常数公式计算;④A.工业上氨催化氧化生成NO时,根据图示可知840℃生成NO最多,故A正确;B.增大NH3和O2的初始投料比可以降低NH3转化率,提高氧气转化率,故B错误;C.投料比不变,增加反应物的浓度可以看成增大压强,不利于向体积增大的方向进行,因此降低NH3生成NO的平衡转化率,故C错误;D.使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率,故D正确;⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低;(3)①8NH3+6NO2=7N2+12H2O根据方程式判断;②在50-250℃范围内随着温度的升高,NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大;【详解】(1)盖斯定律:Ⅰ-Ⅱ得2N 2(g)+2O24NO(g) △H= △H1- △H2=-905-△H2kJ/mol;△H=反应物总键能-生成物总键能=2×942 kJ/mol +2×496 kJ/mol -4×629 kJ/mol =360kJ/mol;所以:△H2=△H1- △H==-905 kJ/mol -360 kJ/mol =-1265kJ/mol ;答案:-1265kJ/mol(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的,故该催化剂在高温下选择反应I;答案:Ⅰ②520℃时, 4NH 3(g)+5O2 4NO(g)+6H2O(g)变化(mol ): 0.2 0.25 0.2 0.34NH 3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6NH3的转化率为0.20.41+×100%=60%答案:60%③在 1L 密闭容器中充入 1mol NH3和 2mol O2,520℃平衡时n(NO)=n(N2)=0.2mol,则:4NH 3(g)+5O2 4NO(g)+6H2O(g)变化(mol ):0.2 0.25 0.2 0.34NH 3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6故平衡时,n(NH3)=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(O2)=2mol-0.25mol-0.3mol=1.45mol,n(H2O)=0.3mol+0.6mol=0.9mol,由于容器体积为1L,利用物质的量代替浓度计算平衡常数K=2643 0.20.9 0.4 1.45⨯⨯答案:2643 0.20.9 0.4 1.45⨯⨯④A.工业上氨催化氧化生成NO时,根据图示可知840℃生成NO最多,故A正确;B.增大NH3和O2的初始投料比可以降低NH3转化率,提高氧气转化率,故B错误;C.投料比不变,增加反应物的浓度可以看成增大压强,不利于向体积增大的方向进行,因此降低NH3生成NO的平衡转化率,故C错误;D.使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率,故D正确;答案:AD⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低;答案:催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO 的转化率降低(3)①8NH3+6NO2=7N2+12H2O生成N2的反应中,当生成1mol N2时,转移的电子数为247mol;答案:24 7②反应相同时间NO x的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示,在50-250℃范围内随着温度的升高,NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大;答案:迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大本题难点是图象分析应用,易错点平衡常数的计算,注意三段式法在平衡计算中的应用。
备战高考化学化学反应原理综合考查综合练习题含详细答案一、化学反应原理综合考查1.铝及其合金可用作材料、铝热剂等,在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。
(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。
①高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为:Al 2O 3(s)+AlCl 3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g),其平衡常数表达式为K=_______________。
②碳热还原Al 2O 3冶铝的部分反应如下:Ⅰ.2Al 2O 3(s)+9C(s)=Al 4C 3(s)+6CO(g) △H 1=akJ/molⅡ. 4Al 2O 3(s)+Al 4C 3(s)=3Al 4O 4C(s) △H 2=bkJ/molⅢ. Al 4O 4C(s)+Al 4C 3(s)=8Al(g)+4CO(g) △H 3=ckJ/mol反应Al 2O 3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的△H =__________kJ/mol③用离子液体AICb-BMIC(阳离子为EMIM +、阴离子为AlCl 4-、Al 2Cl 7-)作电解质,可实现电解精炼铝。
粗铝与外电源的_____________极(填“正”或“负")相连;工作时,阴极的电极反应式为_______________。
(2)真空条件及1173K 时,可用铝热还原Li 5AlO 4制备金属锂(气态),写出该反应的化学方程式:__________________________。
(3)用Al 、Fe 或Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO 3--N),在45℃,起始c (KNO 3-N)为50mg·L -1、维持溶液呈中性并通入Ar 等条件下进行脱除实验。
结果如图所示(c 0为起始浓度、c 为剩余浓度):①纯Al 在0~3h 时,NO 3-几乎没有被脱除,其原因是_______________________;写出3h 后NO 3-被还原为N 2的离子方程式:____________________________。
备战高考化学化学反应原理综合试题附答案解析一、化学反应原理1.某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应:方案一:如图1,在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片,然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1稀硫酸,再插入一支温度计,温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃,随后,温度逐渐下降至30 ℃,最终停留在20 ℃。
方案二:如图2,在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片,在烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1硫酸溶液,再向其中加入氢氧化钠溶液,片刻后提起烧杯,发现小木片脱落下来。
方案三:如图3,甲试管中发生某化学反应,实验前U形管红墨水液面相平,在化学反应过程中,通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。
序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面①氧化钙与水左低右高②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)?③铝片与烧碱溶液左低右高④铜与浓硝酸左低右高根据上述实验回答相关问题:(1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,写出该反应的离子方程式:___________。
(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因是___________。
(3)方案二中,小木片脱落的原因是________,由此得出的结论是__________________。
(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,则U形管里红墨水液面:左边________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。
(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应,如果放置较长时间,可观察到U形管里的现象是______________。
(6)方案三实验②的U形管中的现象为________,说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量【答案】放热 2Al+6H+===2Al3++3H2↑反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低蜡烛熔化氢氧化钠与硫酸的反应放热低于放热红墨水液面左右相平红墨水液面左高右低小于【解析】【分析】【详解】(1)金属与酸的反应是放热反应,因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应,该反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑,故答案为放热;2Al+6H+===2Al3++3H2↑;(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低,故答案为反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低;(3)方案二中,反应放出的热量,使得蜡烛熔化,小木片脱落,故答案为蜡烛熔化;氢氧化钠与硫酸的反应放热;(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,装置中气体的压强增大,U形管里红墨水液面:左边低于右边,故答案为低于;(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是放热反应,如果放置较长时间,热量散失,装置中气体的压强与外界压强相等, U形管中红墨水液面左右相平,故答案为放热;红墨水液面左右相平;(6)方案三实验②属于吸热反应,U形管中红墨水液面左高右低,故答案为红墨水液面左高右低;小于。
全国备战高考化学化学反应原理的综合备战高考真题汇总附详细答案一、化学反应原理1.甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2),发现银镜部分溶解,和大家一起分析原因:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag。
乙同学认为:Fe(NO3)3溶液显酸性,该条件下NO3-也能氧化单质Ag。
丙同学认为:Fe3+和NO3-均能把Ag氧化而溶解。
(1)生成银镜反应过程中银氨溶液发生_____________(氧化、还原)反应。
(2)为得出正确结论,只需设计两个实验验证即可。
实验I:向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入____________(填序号,①KSCN溶液、②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1),现象为___________,证明甲的结论正确。
实验Ⅱ:向附有银镜的试管中加入______________溶液,观察银镜是否溶解。
两个实验结果证明了丙同学的结论。
(3)丙同学又把5mLFeSO4溶液分成两份:第一份滴加2滴KSCN溶液无变化;第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液,出现白色沉淀,随后有黑色固体产生(经验证黑色固体为Ag颗粒),再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。
根据上述的实验情况,用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系_______________。
(4)丁同学改用如图实验装置做进一步探究:①K刚闭合时,指针向左偏转,此时石墨作_________,(填“正极”或“负极。
此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
②当指针归零后,向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液,指针向右偏转。
此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
③由上述①②实验,得出的结论是:_______________________。
【答案】还原②产生蓝色沉淀 pH=2 0.3mol/L KNO3或NaNO3溶液 Ag + Fe3+ ⇌Ag+ + Fe2+或(Ag+ + Fe2+ ⇌Ag + Fe3+) 正极><其它条件不变时,物质的氧化性与浓度有关系,浓度的改变可导致平衡的移动【解析】【分析】(1)根据元素化合价的变化判断;(2)实验Ⅰ:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则要证明甲的结论正确,可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在;实验Ⅱ:进行对照实验;(3)根据实验现象判断溶液中发生的反应;(4)根据指针偏转方向判断正负极,判断电极反应,并结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析解答。
备战高考化学化学反应原理综合考查(大题培优易错难题)附答案解析一、化学反应原理综合考查1.(15分)甲烷水蒸气催化重整(SMR)是传统制取富氢混合气的重要方法,具有工艺简单、成本低等优点。
回答下列问题:(1)已知1000 K时,下列反应的平衡常数和反应热:①CH 4(g)C(s)+2H2(g) K1=10.2 ΔH1②2CO(g)C(s)+CO 2(g) K2=0.6 ΔH2③CO(g)+H 2O(g)CO2(g)+H2(g) K3=1.4 ΔH3④CH 4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) K4 ΔH4(SMR)则1000 K时,K4=____________;ΔH4=_________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3来表示)。
(2)在进入催化重整装置前,先要对原料气进行脱硫操作,使其浓度为0.5 ppm以下。
脱硫的目的为______________。
(3)下图为不同温度条件下电流强度对CH4转化率的影响。
由图可知,电流对不同催化剂、不同温度条件下的甲烷水蒸气催化重整反应均有着促进作用,则可推知ΔH4____0(填“>”或“<”)。
(4)下图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对H2产率的影响。
由图可知,随着温度的降低,电流对H2产率的影响作用逐渐____________(填“增加”“减小”或“不变”),600 ℃时,电流对三种催化剂中的____________(用图中的催化剂表示式回答)影响效果最为显著,当温度高于750 ℃时,无论电流强度大小,有无催化剂,H2产率趋于相同,其原因是______________。
(5)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究,通常认为该反应分两步进行。
第一步:CH 4催化裂解生成H 2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如CH 4→C ads /[C(H)n ]ads +(2–2n)H 2;第二步:碳(或碳氢物种)和H 2O 反应生成CO 2和H 2,如C ads /[C(H)n ]ads +2H 2O→CO 2 +(2+2n)H 2。
备战高考化学化学反应原理综合考查的综合复习含答案一、化学反应原理综合考查1.近年全球气候变暖,造成北极冰川大面积融化,其罪魁之一就是CO2,如何吸收大气中的CO2,变废为宝,是当今化学研究的主题之一。
I.二甲醚可用作溶剂、冷冻剂喷雾剂等,科学家提出利用CO2和H2合成二甲醚,反应原理为2CO 2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ∆H(1)已知:①H 2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) △H1=+42kJ/mol②CH 3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ∆H2=+24.52kJ/mol③CH 3OH(g)CO(g)+2H2(g) ∆H3=+90.73kJ/mol则∆H=__kJ/mol。
(2)一定温度下,在一个2L的密闭容器中充入2molCO2和6molH2发生上述反应,经过5min反应达到平衡,此时容器中压强与起始压强之比为3:4,则用CH3OCH3表示的平均反应速率为__,H2的转化率为___;此时若向体系中再加入2molCO2和1.5molH2O(g),平衡__移动(填正向、逆向、不)。
(3)对于恒温恒容条件下进行的反应①,下列说法能说明反应已达平衡的是__。
A.混合气体密度不发生改变B.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变C.v(CO)正=v(H2)逆D.n(CO)与n(H2)的比值不变(4)一定温度下,密闭容器中进行的反应③,测得平衡时混合物中某物质的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示,则纵坐标表示的物质是__,压强P1_P2(填>、<)。
II.工业锅炉长期煮烧会形成锅垢(主要成分CaSO4、Mg(OH)2),必须定期除去。
(5)CaSO4微溶于水和酸,可加入氢氧化钠并通入CO2使转化为CaCO3,然后加酸浸泡除去,反应的离子方程式为CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-,室温下,该反应的化学平衡常数为__(室温下,K sp(CaCO3)=3×10-9,K sp(CaSO4)=9×10-6)。
备战高考化学化学反应原理综合经典题及详细答案一、化学反应原理1.过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)俗称固体双氧水。
实验室可用碳酸钠和双氧水等为原料来制备,具体流程如下:已知:①相关反应的方程式如下:2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2△H<0②工业上常以产品活性氧的质量分数[ω(活性氧)=×100%]来衡量产品的优劣,13.00%以上为优等品。
请回答:表1 反应温度对产品收率及活性氧含量的影响反应温度/℃产品收率/%活性氧质量分数/%5 65.3 12.7110 73.2 13.2415 85.0 13.5520 83.2 13.3025 55.1 12.78表2加料时间对产品收率及活性氧含量的影响加料时间/min产品收率/%活性氧质量分数/%5 65.7 13.3010 76.8 14.7515 81.3 14.2620 89.0 13.8225 87.9 13.51(1)分析表1,一般选择的反应温度为_____。
(2)分析表2,加料时间对产品收率也有很大影响,时间太短或太长均不利于生产,加料时间太短导致产品收率较低的原因是_____。
(3)结晶过程中加入氯化钠,作用是_____。
(4)下列关于抽滤操作,正确的是_____。
A.准备略大于漏斗内径的滤纸,以盖住布氏漏斗瓷板上的小孔B.用倾析法先转移溶液,待溶液快流尽时再转移沉淀C.洗涤沉淀时,加入少量水并开大水龙头,重复操作2~3次D.用玻璃棒轻轻刮下抽滤得到的固体,晾干后保存在试剂瓶中(5)使用图2所示装置抽滤,中途需停止抽滤时,最佳操作为_____。
(6)产品出厂前需测定活性氧的质量分数,现将0.1000g某厂的产品(所含杂质均不参与反应)溶于水配成溶液,加入10.00mL1.000mol•L﹣1的稀硫酸,再加入足量KI,摇匀后置于暗处,充分反应后,加入少量_____,用0.1000mol•L﹣1的Na2S2O3标准溶液滴定,若该产品的活性氧质量分数为13.60%,则达到滴定终点时共消耗标准液的体积为_____mL。
备战高考化学压轴题之化学反应原理(备战高考题型整理,突破提升)附答案解析一、化学反应原理1.某研究学习小组要制备一种在水中溶解度很小的黄色化合物()x 242y Fe C O zH O ⎡⎤⋅⎣⎦,并用滴定法测定其组成。
已知224H C O 在温度高于90℃时易发生分解。
实验操作如下: 步骤一:将图甲分液漏斗中的草酸溶液滴入锥形瓶内,可生成黄色沉淀;步骤二:称取黄色产物0.844g n 于锥形瓶中,加入足量的硫酸并水浴加热至7085n ℃。
待固体全部溶解后,用胶头滴管吸出一滴溶液点在点滴板上,用铁氰化钾溶液检验,无蓝色沉淀产生;步骤三:用40.0800mol /LKMnO n 标准液滴定步骤二所得的溶液;步骤四:向步骤三滴定后的溶液中加足量的Zn 粉和硫酸溶液,几分钟后用胶头滴管吸出一滴点在点滴板上,用KSCN 溶液检验,若不显红色,过滤除去Zn 粉,并用稀硫酸洗涤Zn 粉,将洗涤液与滤液合并,用40.0800mol /LKMnO n 标准液滴定,用去高锰酸钾标准液10.00mL n 。
(1)步骤一中将沉淀从反应混合物中分离出来的操作名称是________。
(2)步骤二中水浴加热并控制温度7085n ℃的理由是________,加铁氰化钾溶液无蓝色沉淀产生,此操作的目的是________。
(3)步骤三盛装4KMnO 标准液的滴定管在滴定前后的液面如图乙所示,则消耗4KMnO 标准液的体积为________,该滴定管为________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(4)步骤四中滴定时发生反的离子方程式为________。
若不合并洗涤液,则消耗4KMnO 标准液的体积将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
由以上数据计算黄色化合物的化学式为________。
【答案】过滤 加快固体溶解,防止草酸分解 证明溶液中无2Fe +存在,防止2Fe +干扰草酸的测定 25.00mL 酸式 232425Fe MnO 8H 5FeMn 4H O +-+++++=++ 减小 ()4242Fe C O 5?10H O【解析】【详解】(1)固液分离的方法为过滤,故答案为:过滤;(2)水浴加热可加快固体溶解,控制温度7085?C n ~可防止草酸分解;()x 242Fe C O y?zH O ⎡⎤⎣⎦中的铁元素可能含有2Fe +,2Fe +与4KMnO 反应,高锰酸钾滴定草酸时,需要排除2Fe +的干扰,故答案为:加快固体溶解,防止草酸分解;证明溶液中无2Fe +存在,防止2Fe +干扰草酸的测定;(3)滴定前读数为0.80mL n ,滴定后读数为25.80mL n ,则消耗4KMnO 溶液的体积为25.00mL n ;4KMnO 具有强氧化性,应用酸式滴定管,故答案为:25.00mL n ;酸式;(4)步骤四中滴定时发生反应的离子方程式为23225Fe 8H 5Fe Mn 4H O +++++=++,洗涤液中含有2Fe +,若不合并,消耗4KMnO 标准液的体积减小;根据方程式可知,()()234n Fe 5n MnO 50.0800mol /L 10mL 10+--==⨯⨯⨯n n 3L /mL 410-=⨯ mol ,()()33224455nH C O n MnO 0.0800mol /L 25mL 10L /mL 51022---==⨯⨯⨯=⨯n n mol ,()332g 0.844g 410mol 56510mol 88g /mol mol n H O 0.01mol 18g /mol---⨯⨯-⨯⨯==n n n n ,则()n Fe :()224n C O -:()2n H O 4=:5:10,黄色化合物的化学式为()4242Fe C O 5?10H O ,故答案为:232425Fe MnO 8H 5FeMn 4H O +-+++++=++;减小;()4242Fe C O 5?10H O 。
备战高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)含详细答案一、化学反应原理1.三草酸合铁酸钾K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 是一种绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇等有机溶剂,光照或受热易分解。
实验室要制备K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 并测定2-24C O 的含量。
请回答下列相关问题。
I .FeC 2O 4·2H 2O 的制备向烧杯中加入5.0g(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、15mL 蒸馏水、1mL3moL/L 的硫酸,加热溶解后加入25mL 饱和H 2C 2O 4溶液,继续加热并搅拌一段时间后冷却,将所得FeC 2O 4·2H 2O 晶体过滤、洗涤。
(1)制备FeC 2O 4·2H 2O 时,加入3mol /L 硫酸的作用是________________________。
II .K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 的制备向I 中制得的FeC 2O 4·2H 2O 晶体中加入10mL 饱和K 2C 2O 4溶液,水浴加热至40℃,缓慢加入过量3%的H 2O 2溶液并不断搅拌,溶液中产生红褐色沉淀,H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间,然后滴加饱和H 2C 2O 4溶液使红褐色沉淀溶解。
向溶液中再加入10mL 无水乙醇,过滤、洗涤、干燥。
(2)制备过程中有两个反应会生成K 3[Fe(C 2O 4)3],两个化学方程式依次是:______________________、2Fe(OH)3+3K 2C 2O 4+3H 2C 2O 4=2K 3[Fe(C 2O 4)3]+6H 2O 。
(3)H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。
III .2-24C O 含量的测定称取0.22g Ⅱ中制得的K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 晶体于锥形瓶中,加入50mL 蒸馏水和15mL3mol /L 的硫酸,用0.02000mol /L 的标准KMnO 4溶液滴定,重复3次实验平均消耗的KMnO 4溶液体积为25.00mL 。
高考化学化学反应原理综合练习题含详细答案一、化学反应原理1.过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)俗称固体双氧水。
实验室可用碳酸钠和双氧水等为原料来制备,具体流程如下:已知:①相关反应的方程式如下:2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2△H<0②工业上常以产品活性氧的质量分数[ω(活性氧)=×100%]来衡量产品的优劣,13.00%以上为优等品。
请回答:表1 反应温度对产品收率及活性氧含量的影响反应温度/℃产品收率/%活性氧质量分数/%5 65.3 12.7110 73.2 13.2415 85.0 13.5520 83.2 13.3025 55.1 12.78表2加料时间对产品收率及活性氧含量的影响加料时间/min产品收率/%活性氧质量分数/%5 65.7 13.3010 76.8 14.7515 81.3 14.2620 89.0 13.8225 87.9 13.51(1)分析表1,一般选择的反应温度为_____。
(2)分析表2,加料时间对产品收率也有很大影响,时间太短或太长均不利于生产,加料时间太短导致产品收率较低的原因是_____。
(3)结晶过程中加入氯化钠,作用是_____。
(4)下列关于抽滤操作,正确的是_____。
A.准备略大于漏斗内径的滤纸,以盖住布氏漏斗瓷板上的小孔B.用倾析法先转移溶液,待溶液快流尽时再转移沉淀C.洗涤沉淀时,加入少量水并开大水龙头,重复操作2~3次D.用玻璃棒轻轻刮下抽滤得到的固体,晾干后保存在试剂瓶中(5)使用图2所示装置抽滤,中途需停止抽滤时,最佳操作为_____。
(6)产品出厂前需测定活性氧的质量分数,现将0.1000g某厂的产品(所含杂质均不参与反应)溶于水配成溶液,加入10.00mL1.000mol•L﹣1的稀硫酸,再加入足量KI,摇匀后置于暗处,充分反应后,加入少量_____,用0.1000mol•L﹣1的Na2S2O3标准溶液滴定,若该产品的活性氧质量分数为13.60%,则达到滴定终点时共消耗标准液的体积为_____mL。
备战高考化学化学反应原理综合练习题附答案一、化学反应原理1.三草酸合铁酸钾K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 是一种绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇等有机溶剂,光照或受热易分解。
实验室要制备K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 并测定2-24C O 的含量。
请回答下列相关问题。
I .FeC 2O 4·2H 2O 的制备向烧杯中加入5.0g(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、15mL 蒸馏水、1mL3moL/L 的硫酸,加热溶解后加入25mL 饱和H 2C 2O 4溶液,继续加热并搅拌一段时间后冷却,将所得FeC 2O 4·2H 2O 晶体过滤、洗涤。
(1)制备FeC 2O 4·2H 2O 时,加入3mol /L 硫酸的作用是________________________。
II .K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 的制备向I 中制得的FeC 2O 4·2H 2O 晶体中加入10mL 饱和K 2C 2O 4溶液,水浴加热至40℃,缓慢加入过量3%的H 2O 2溶液并不断搅拌,溶液中产生红褐色沉淀,H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间,然后滴加饱和H 2C 2O 4溶液使红褐色沉淀溶解。
向溶液中再加入10mL 无水乙醇,过滤、洗涤、干燥。
(2)制备过程中有两个反应会生成K 3[Fe(C 2O 4)3],两个化学方程式依次是:______________________、2Fe(OH)3+3K 2C 2O 4+3H 2C 2O 4=2K 3[Fe(C 2O 4)3]+6H 2O 。
(3)H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。
III .2-24C O 含量的测定称取0.22g Ⅱ中制得的K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 晶体于锥形瓶中,加入50mL 蒸馏水和15mL3mol /L 的硫酸,用0.02000mol /L 的标准KMnO 4溶液滴定,重复3次实验平均消耗的KMnO 4溶液体积为25.00mL 。
(4)滴定时KMnO 4溶液应盛放在_____________(填仪器名称)中,判断滴定终点的依据是_________________。
(5)滴定终点时,所得溶液中的溶质除硫酸外,还有__________________________(写化学式),K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 样品中2-24C O 的质量分数是____________________。
【答案】抑制2Fe +的水解(答案合理即可)()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦ 分解过量的22H O (答案合理即可) 酸式滴定管 最后一滴标准4KMnO 溶液滴入后,溶液变为浅红色且30s 不再改变 ()244243K SO MnSO Fe SO 、、 50% 【解析】 【分析】(1)制备242FeC O 2H O ⋅时,加入3mol/L 硫酸的作用是抑制2Fe +的水解; (2)根据信息第一个生成K 3[Fe(C 2O 4)3]的化学方程式是()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦;(3)为避免其干扰后续实验,可将混合物加热煮沸,使过量的22H O 分解; (4)4KMnO 溶液有强氧化性,会腐蚀橡胶;(5)草酸根被氧化生成二氧化碳,高锰酸根离子中的Mn 被还原生成2Mn +,所以溶液中除过量硫酸外,还有244K SO MnSO 、和()243Fe SO ;由题给数据计算可得。
【详解】(1)(NH 4)2Fe(SO 4)2为强酸弱碱盐,NH 4+、2Fe +在溶液中水解使溶液成酸性,加入少量的稀硫酸可以抑制Fe 2+的水解,有利于FeC 2O 4·2H 2O 的制备,故答案为:抑制Fe 2+的水解; (2)由题给信息可知,FeC 2O 4和K 2C 2O 4在40℃条件下与双氧水反应生成K 3[Fe(C 2O 4)3]和氢氧化铁沉淀,反应的化学方程式为()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦,故答案为:()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦;(3)由于加入了过量的22H O ,为避免其干扰后续实验,可将混合物加热煮沸,使过量的22H O 分解,故答案为:分解过量的22H O ;(4)4KMnO 溶液有强氧化性,会腐蚀橡胶,应盛放在酸式滴定管中;当完全反应时,再滴入一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液会变为浅红色,且半分钟不褪色,故答案为:酸式滴定管;最后一滴标准4KMnO 溶液滴入后,溶液变为浅红色且30s 不再改变;(5)草酸根被氧化生成二氧化碳,高锰酸根离子中的Mn 被还原生成2Mn +,所以溶液中除过量硫酸外,还有244K SO MnSO 、和()243Fe SO 三种溶质;由题意可知,()32423K Fe C O 3H O ⎡⎤⋅⎣⎦晶体中224C O -的质量为0.025L 0.02mol /L 2.588g /mol 0.11g ⨯⨯⨯=,则224C O -的质量分数为0.11g 0.22g×100%=50%,故答案为:244K SO MnSO 、、()243Fe SO ;50%。
2.钛白粉(TiO 2)是重要的白色颜料,LiFePO 4是锂离子电池的正极材料。
一种利用钛铁矿( 主要成分为FeTiO 3 和少量Fe 2O 3 )进行钛白粉和LiFePO 4 的联合生产工艺如下图所示:回答下列问题:(1) LiFePO 4中Fe 的化合价是_______________________。
(2)钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎,粉碎的目的是__________________________________。
(3)用离子方程式表示操作I 加入铁粉的目的:__________________________。
操作II 为一系列操作,名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤,其中用到的陶瓷仪器的名称是___________。
(4)TiO2+易水解,则其水解的离子方程式为______________________;“转化”利用的是TiO2+的水解过程,需要对溶液加热,加热的目的是________________________________。
(5)“沉铁”的的是使Fe3+生成FePO4,当溶液中c(PO43-)= 1.0×10-17mol/L时可认为Fe3+沉淀完全,则溶液中Fe3+沉淀完全时的c(Fe3+)=_______mol/L[已知:该温度下,K sp(FePO4)=1.0×10-22]。
(6)由“沉铁”到制备LiFePO4的过程中,所需17% H2O2溶液与草酸( H2C2O4)的质量比是_____。
【答案】+2 增加钛铁矿与硫酸按触面积,增大酸溶速率2H++Fe==H 2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+==3Fe2+蒸发皿 TiO2++2H2O TiO(OH)2+2H+促进水解( 或加快水解反应速率) 1.0×10-5 20:9【解析】【分析】钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO)3,含有少量Fe2O3]加硫酸溶解生成TiO2+和Fe3+、Fe2+,加入铁还原铁离子:2Fe3++Fe=3Fe2+,得到硫酸亚铁和TiOSO4,对溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得到绿矾晶体和TiOSO4溶液,将TiOSO4溶液加热,促进TiO2+的水解生成TiO(OH)2,TiO2++2H2O=TiO(OH)2+2H+,分解得到钛白粉(TiO2);将绿矾与过氧化氢、H3PO4混合沉铁:2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+,将得到的FePO4与草酸、Li2CO3焙烧生成锂离子电池的正极材料LiFePO4。
【详解】根据上述分析可知,(1)LiFePO4中Li的化合价为+1价,P为+5价O为-2价,根据正负化合价的代数和为0,Fe 的化合价是+2,故答案为+2;(2)钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎,粉碎可以增加钛铁矿与硫酸按触面积,增大酸溶速率,故答案为增加钛铁矿与硫酸按触面积,增大酸溶速率;(3)加入铁粉主要是还原铁离子,也会与过量的酸反应:2H++Fe==H2↑+Fe2+、2Fe3++Fe=3Fe2+;操作II为一系列操作,名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤,其中用到的陶瓷仪器为蒸发皿,故答案为2H++Fe==H2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+==3Fe2+;蒸发皿;(4)TiO2+易水解生成TiO(OH)2,其水解的离子方程式为TiO2++2H2O TiO(OH)2+2H+;“转化”利用的是TiO2+的水解过程,需要对溶液加热,加热可以促进水解,故答案为TiO2++2H 2O TiO(OH)2+2H+;促进水解;(5)K sp(FePO4)= c(Fe3+) c(PO43-),则c(Fe3+)=()()434spK FePOc PO-=22171.0101.010--⨯⨯=1.0×10-5 mol/L,故答案为1.0×10-5;(6)“沉铁”的为绿矾与过氧化氢、H3PO4混合生成FePO4,离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+,焙烧时的反应方程式为2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑;H2O2与草酸( H2C2O4)的物质的量之比为1:1,则17% H 2O 2溶液与草酸( H 2C 2O 4)的质量比为134/17%190/mol g molmol g mol⨯⨯=209,故答案为209。
3.叠氮化钠(NaN 3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。
NaN 3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。
实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO 2,以t-Bu 表示叔丁基)与N 2H 4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯取一定NaNO 2溶液与50%硫酸混合,发生反应H 2SO 4+2NaNO 2===2HNO 2+Na 2SO 4。
可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:____________。