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2020高考化学考前微专题突破练(十)化学反应原理综合应用(非选择题)(含解析) - 副本

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化学反应原理综合应用(非选择题)1.(2019·全国卷Ⅲ)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。

因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。

回答下列问题:(1)Deacon 发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O 2(g)2Cl 2(g)+2H 2O(g)。

下图为刚性容器中,进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl 平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数K (300℃)________K (400℃)(填“大于”或“小于”)。

设HCl 初始浓度为c 0,根据进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)=1∶1的数据计算K (400℃)=________(列出计算式)。

按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。

进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)过低、过高的不利影响分别是________。

(2)Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl 2(s)CuCl(s)+Cl 2(g)ΔH 1=83kJ·mol -1CuCl(s)+O 2(g)CuO(s)+Cl 2(g)ΔH 2=-20kJ·mol -1CuO(s)+2HCl(g)CuCl 2(s)+H 2O(g)ΔH 3=-121kJ·mol -1则4HCl(g)+O 2(g)2Cl 2(g)+2H 2O(g)的ΔH =________kJ·mol -1。

(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl 的转化率的方法是________。

(写出2种)(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有____________(写反应方程式)。

电路中转移1mol 电子,需消耗氧气________L(标准状况)。

【解析】(1)根据题中示意图可以看出随着温度的升高,HCl 的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,所以温度越高,反应进行的程度越小,K 值越小,即K (300℃)大于K (400℃)。

相同条件下进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)越大,HCl 的转化率越低;进料浓度比c (HCl)∶c (O 2)越小,HCl 的转化率越高。

即三条曲线中,最上面一条是c (HCl)∶c (O 2)=1∶1的变化曲线。

将400℃时的数据代入可得:K =。

由示意图可以看出进料浓度比过高或过低对反应都不利,过高会造成HCl 利用率降低,过低会有大量氧气剩余,分离氧气能耗过高。

(2)利用盖斯定律解答本题。

CuCl 2(s)CuCl(s)+Cl 2(g)ΔH 1=83kJ·mol -1①CuCl(s)+O 2(g)CuO(s)+Cl 2(g)ΔH 2=-20kJ·mol -1②CuO(s)+2HCl(g)CuCl 2(s)+H 2O(g)ΔH 3=-121kJ·mol -1③则4HCl(g)+O 2(g)2Cl 2(g)+2H 2O(g)可由①×2+②×2+③×2得到,所以其ΔH =83×2+(-20)×2+(-121)×2=-116(kJ·mol -1)。

(3)根据平衡移动原理,为了提高HCl 的转化率,使反应4HCl(g)+O 2(g)2Cl 2(g)+2H 2O(g)正向移动,可以采用增大反应体系压强、及时分离出产物等措施。

(4)根据示意图中H +的流动方向可以判断电源的正负极情况,左侧为负极,右侧为正极。

根据示意图中负极区物质的转化可以写出相应的方程式:Fe 3++e-Fe 2+,4Fe 2++O 2+4H+4Fe 3++2H 2O。

在反应中,1mol O 2得到4mol 电子,所以转移1mol 电子时消耗氧气0.25mol,在标准状况下的体积为5.6L。

答案:(1)大于O 2和Cl 2分离能耗较高、HCl 转化率较低(2)-116(3)增加反应体系压强、及时除去产物(4)Fe 3++e -Fe 2+,4Fe 2++O 2+4H+4Fe 3++2H 2O5.62.氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。

回答下列问题:(1)有人设想利用CO 还原SO 2。

已知S 和CO 的燃烧热分别是296.0kJ·mol -1、283.0kJ·mol -1,请写出CO 还原SO 2生成CO 2和S(s)的热化学方程式_______。

(2)某科研小组研究臭氧氧化-碱吸收法同时脱除SO 2和NO 工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:反应Ⅰ:NO(g)+O 3(g)NO 2(g)+O 2(g)ΔH 1=-200.9kJ·mol -1E a1=3.2kJ·mol -1反应Ⅱ:SO 2(g)+O 3(g)SO 3(g)+O 2(g)ΔH 2=-241.6kJ·mol -1E a2=58kJ·mol-1已知该体系中臭氧发生分解反应:2O 3(g)3O 2(g)。

请回答:其他条件不变,每次向容积为2L 的反应器中充入含2.0mol NO、2.0mol SO 2的模拟烟气和4.0mol O 3,改变温度,反应相同时间t 后体系中NO 和SO 2的转化率如图所示:①由图可知相同温度下NO 的转化率远高于SO 2,结合题中数据分析其可能原因_________________。

②下列说法正确的是________。

A.Q 点一定为平衡状态点B.温度高于200℃后,NO 和SO 2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零C.其他条件不变,若扩大反应器的容积可提高NO 和SO 2的转化率D.臭氧氧化过程不能有效地脱除SO 2,但后续步骤碱吸收可以有效脱硫③假设100℃时P、Q 均为平衡点,此时反应时间为5min,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O 3的物质的量是______mol;SO 2的平均反应速率为________;反应Ⅰ在此时的平衡常数为________。

(3)以连二硫酸根(S 2)为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:①ab 是________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。

阴极区的电极反应式为__。

②若NO 吸收转化后的产物为N ,通电过程中吸收4.48L NO(标准状况下),则阳极可以产生________mol 气体。

【解析】(1)已知S 和CO 的燃烧热分别是296.0kJ·mol -1、283.0kJ·mol -1,则①S(s)+O 2(g)SO 2(g)ΔH =-296.0kJ·mol -1②CO(g)+1/2O 2(g)CO 2(g)ΔH =-283.0kJ·mol-1根据盖斯定律可知②×2-①即得到CO 还原SO 2的热化学方程式2CO(g)+SO 2(g)2CO 2(g)+S(s)ΔH =-270kJ·mol -1。

(2)①反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ,相同条件下更易发生反应,因此相同温度下NO 的转化率远高于SO 2;②A.随着反应的进行,反应物的转化率逐渐增大,因此Q 点不一定为平衡状态点,可能是建立平衡过程中的一个点,A 错误;B.根据图象,温度高于200℃后,NO 和SO 2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零,B 正确;C.根据2O 3(g)3O 2(g)可知其他条件不变,若扩大反应器的容积,压强减小,平衡正向移动,使得臭氧的浓度减小,氧气浓度增大,反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡逆向移动,NO 和SO 2的转化率减小,C 错误;D.根据图象,臭氧氧化过程中二氧化硫的转化率较低,不能有效地脱除SO 2,二氧化硫是酸性氧化物,能够被氢氧化钠溶液吸收,D 正确;③假设100℃时P、Q 均为平衡点,此时反应时间为5min,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,发生分解反应的臭氧为4mol ×10%=0.4mol,根据反应Ⅰ:NO(g)+O 3(g)NO 2(g)+O 2(g),平衡时NO 的转化率为80%,反应的臭氧为2mol×80%=1.6mol;反应Ⅱ:SO 2(g)+O 3(g)SO 3(g)+O 2(g),平衡时二氧化硫的转化率为30%,反应的臭氧为2mol×30%=0.60mol;最终剩余臭氧4mol-0.4mol-1.60mol-0.60mol=1.4mol;5min 内SO 2的平均反应速率==0.06mol·(L·min)-1;平衡时NO、O 3、NO 2、O 2的物质的量分别为0.4mol、1.4mol、1.6mol、0.4mol×+1.6mol+0.6mol=2.8mol,反应Ⅰ在此时的平衡常数==8;(3)①由图可知,阴极区通入液体主要含S ,流出液体主要含S 2,所以阴极区电极反应式为2S +4H ++2e-S 2+2H 2O,由于阴极需要消耗氢离子,则ab 是阳离子交换膜;②4.48L NO(标准状况下)的物质的量是0.2mol,由于NO 吸收转化后的产物为N ,则电路中转移1mol 电子;阳极氢氧根放电产生氧气,产生氧气的物质的量是1mol÷4=0.25mol。

答案:(1)2CO(g)+SO 2(g)2CO 2(g)+S(s)ΔH =-270kJ·mol-1(2)①反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ,相同条件下更易发生反应②BD③1.40.06mol·(L·min)-18(3)①阳2S +4H ++2e-S 2+2H 2O②0.253.甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源,当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO 含量,以免使燃料电池Pt 电极中毒。

重整过程发生的反应如下:反应ⅠCH 3OH(g)+H 2O(g)CO 2(g)+3H 2(g)ΔH 1反应ⅡCH 3OH(g)CO(g)+2H 2(g)ΔH 2反应ⅢCO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)ΔH 3其对应的平衡常数分别为K 1、K 2、K 3,其中K 2、K 3随温度变化如下表所示:125℃225℃325℃K 20.5535185.89939.5K 31577137.528.14请回答:(1)反应Ⅱ能够自发进行的条件是________(填“低温”“高温”或“任何温度”),ΔH 1______(填“>”“<”或“=”)ΔH 3。

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2020-2021备战高考化学压轴题专题化学反应原理的经典综合题附详细答案

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2020-2021备战高考化学压轴题专题化学反应原理的经典综合题附详细答案一、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 。

2020年高考化学提升突破专题十 电化学知识的应用(含答案)

2020年高考化学提升突破专题十 电化学知识的应用(含答案)

专题10 电化学知识的应用——全面培养科学精神和社会责任电化学是化学学科的重要组成部分。

目前，高中化学课程中的电化学内容涉及原电池、电解池、金属的腐蚀与防护等。

电化学尤其是新型电源和光电设备不仅能体现化学学科的价值，而且有利于学生获取相关的知识与科学方法，更好地促进学生掌握化学学科规律。

学习和使用电化学知识既能解决化学问题，又能发展和提高学生的化学学科核心素养。

高考电化学试题的情境来源于生活中的化学电源、研发中的新型电池、实验室中的电化学装置以及生产中的电化学设备，既能考查学生对基本电化学知识的掌握程度，也能考查基于模型认知、变化观念和证据推理等认知方面的素养，也能渗透灌输创新意识和社会责任等情感态度方面的素养。

1．【2019新课标Ⅰ卷】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。

下列说法错误的是A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】本题还属于否定式单选题，仍要求选择错误的说法。

A项正确，工业合成氨的条件是高温、高压、催化剂，而生物燃料电池则在室温下合成氨，条件温和，且能将化学能转化为电能；B项错误，图中的氢化酶作用下，发生氧化还原反应H2+2MV2+=2H++2MV+，氢气发生氧化反应生成氢离子，MV2+发生还原反应生成MV+，左室电极上反应式为MV+－e－=MV2+，即发生氧化反应，因此左电极为该生物燃料电池的负极；C 项正确，正极区，在固氮酶作用下发生反应N 2+6MV ++6H +=2NH 3+6MV 2+，氮元素由0价降低为－3 价，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3；D 项正确，电池工作时，负极反应式为MV +－e －=MV 2+， 正极反应式为MV 2++e －=MV +，则内电路中带正电的质子（即H +）移向正极，即从左极室移质子交换膜， 进而穿过交换膜移向右极室。

2020-2021高考化学压轴题之化学反应原理(高考题型整理,突破提升)含答案

2020-2021高考化学压轴题之化学反应原理(高考题型整理,突破提升)含答案

2020-2021高考化学压轴题之化学反应原理(高考题型整理,突破提升)含答案一、化学反应原理1．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：步骤1：取8mL0.11mol L -⋅的KI 溶液于试管,滴加0.11mol L -⋅的FeCl 3溶液5～6滴,振荡； 请写出步骤1中发生的离子反应方程式：_________________步骤2:在上述试管中加入2mLCCl 4，充分振荡、静置；步骤3：取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.11mol L -⋅的KSCN 溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。

探究的目的是通过检验Fe 3+，来验证是否有Fe 3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。

针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想：猜想一：KI 溶液过量，Fe 3+完全转化为Fe 2+，溶液无Fe 3+猜想二：Fe 3+大部分转化为Fe 2+，使生成Fe （SCN ）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：信息一：乙醚比水轻且微溶于水，Fe （SCN ）3在乙醚中的溶解度比在水中大。

信息二：Fe 3+可与46[()]Fe CN -反应生成蓝色沉淀，用K 4[Fe （CN ）6]溶液检验Fe 3+的灵敏度比用KSCN 更高。

结合新信息，请你完成以下实验：各取少许步骤2静置分层后的上层水溶液于试管A 、B 中，请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处：【答案】322222FeI Fe I +-++=+ 若液体分层，上层液体呈血红色。

则“猜想一”不成立 在试管B 中滴加5-6滴K 4[Fe （CN ）6]溶液，振荡 【解析】【分析】【详解】（1） KI 溶液与FeCl 3溶液离子反应方程式322222Fe I Fe I +-++=+；（2）①由信息信息一可得：取萃取后的上层清液滴加2-3滴K 4[Fe （CN ）6]溶液，产生蓝色沉淀，由信息二可得：往探究活动III 溶液中加入乙醚，充分振荡，乙醚层呈血红色，实验操作预期现象结论若液体分层，上层液体呈血红色。

2020-2021备战高考化学专题《化学反应原理》综合检测试卷含答案解析

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2020-2021备战高考化学专题《化学反应原理》综合检测试卷含答案解析一、化学反应原理1．氨基磺酸(H2NSO3H)是一元固体强酸，俗称“固体硫酸”，易溶于水和液氨，不溶于乙醇，在工业上常用作酸性清洗剂、阻燃剂、磺化剂等。

某实验室用尿素和发烟硫酸(溶有SO3的硫酸)制备氨基磺酸的流程如图：已知“磺化”步骤发生的反应为：①CO(NH 2)2(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s) ΔH＜0②H 2NCONHSO3H+H2SO42H2NSO3H+CO2↑发生“磺化”步骤反应的装置如图1所示：请回答下列问题：（1）下列关于“磺化”与“抽滤”步骤的说法中正确的是____。

A.仪器a的名称是三颈烧瓶B.冷凝回流时，冷凝水应该从冷凝管的B管口通入C.抽滤操作前，应先将略小于漏斗内径却又能将全部小孔盖住的滤纸平铺在布氏漏斗中，稍稍润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上，再转移悬浊液D.抽滤结束后为了防止倒吸，应先关闭水龙头，再拆下连接抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管（2）“磺化”过程温度与产率的关系如图2所示，控制反应温度为75～80℃为宜，若温度高于80℃，氨基磺酸的产率会降低，可能的原因是____。

（3）“抽滤”时，所得晶体要用乙醇洗涤，则洗涤的具体操作是____。

（4）“重结晶”时，溶剂选用10%～12%的硫酸而不用蒸馏水的原因是____。

（5）“配液及滴定”操作中，准确称取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待测液。

取25.00mL待测液于锥形瓶中，以淀粉-碘化钾溶液做指示剂，用0.08000mol•L-1的NaNO2标准溶液进行滴定，当溶液恰好变蓝时，消耗NaNO2标准溶液25.00mL。

此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2，NaNO2的还原产物也为N2。

①电子天平使用前须____并调零校准。

称量时，可先将洁净干燥的小烧杯放在称盘中央，显示数字稳定后按____，再缓缓加样品至所需质量时，停止加样，读数记录。

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