專題14 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題- 三年(2022-2024)高考化學(xué)真題分類匯編(全國版)_第1頁
專題14 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題- 三年(2022-2024)高考化學(xué)真題分類匯編(全國版)_第2頁
專題14 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題- 三年(2022-2024)高考化學(xué)真題分類匯編(全國版)_第3頁
專題14 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題- 三年(2022-2024)高考化學(xué)真題分類匯編(全國版)_第4頁
專題14 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題- 三年(2022-2024)高考化學(xué)真題分類匯編(全國版)_第5頁
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文檔簡介

化學(xué)反應(yīng)原理綜合題,通常以速率、平衡知識為中心,還常涉及化學(xué)反應(yīng)與能量變化電解質(zhì)溶液等內(nèi)容。主要的命題方向有根據(jù)已知熱化學(xué)方程式書寫待求熱化學(xué)方程式或直接計算其反應(yīng)熱,電極反應(yīng)式的書寫,化學(xué)反應(yīng)速率的定量計算,外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的影響,新情境下平衡狀態(tài)的判定,平衡常數(shù)的表達式及平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算,速率平衡圖像與數(shù)據(jù)表格分析,電離平衡、水解平衡、溶解平衡的理解,Ka(Kb)及Ksp的理解與計算等。主要考查考生的信原理綜合題特別注重對考生圖表分析能力的考查。該類試題考查的是高中化學(xué)主干知識,試題難度一般較大,特別是原理綜合題型將多個知識點組合在一起,客觀上增加了思維容量。隨著新高考卷的實行,一些知識點如離子反應(yīng)與平衡等可以更多地設(shè)置在選擇題中,所以今后的化學(xué)反應(yīng)原理綜合題主要知識點還是會以化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡為主,因此考生一定要重視對這方面知識的復(fù)1.(2024·廣東卷)酸在多種反應(yīng)中具有廣泛(1)酸催化下NaNO2與NH4Cl混合溶液的反應(yīng)(反應(yīng)a),可用于石油開采中油路解堵。②反應(yīng)a:NO2-(aq)+NHEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(+),4)(aq)=N2(g)+2H2O(l)(2)在非水溶劑中,將CO2轉(zhuǎn)化為化合物ⅱ(一種重要的電子化學(xué)品)的催化機理示意圖如圖,其中的催化(3)在非水溶劑中研究弱酸的電離平衡具有重要科學(xué)價值。一定溫度下,某研究了兩種一元弱酸HX(X為A或B)在某非水溶劑中的Ka。a.選擇合適的指示劑其鉀鹽為KIn,Ka(HIn)=3.6×10-20;其鉀鹽為KIn。b.向KIn溶液中加入HX,發(fā)生反應(yīng):In-+HXX-+HIn。KIn起始的物質(zhì)的量為n0(KIn),加入HX的物質(zhì)的量為n(HX),平衡時,測得c平(In-)/c平(HIn)隨n(HX)/n0(KIn)的變化曲線如圖。①計算Ka(HA)。(寫出計算過程,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)②在該溶劑中,Ka(HB)Ka(HA);Ka(HB)Ka(HIn)。(填【解析】2△H2;EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(+),4)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(+),4)234;KI;In-+HXX-+HIn起始濃度(mol/L)c0c000轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)xxxx平衡濃度(mol/L)c0-xc0-xxx解得Ka(HA)=4.0×10?21;②根據(jù)圖像可知,當(dāng)=1.0時,設(shè)此時轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為ymol/L,可列出三段式如下:In-+HXX-+HIn起始濃度(mol/L)c0c000轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)yyyy平衡濃度(mol/L)c0-yc0-yyyKa(HB)>Ka(HA);由于y>0.5c0,則K2=>1,Ka2.(2024·北京卷)HNO3是一種重要的工業(yè)原料??刹捎貌煌牡粗苽銱NO3。(1)方法一:早期以硝石(含NaNO3)為氮源制備HNO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:H2SO4(濃)+NaNO3NaHSO4+HNO3↑。該反應(yīng)利用了濃硫酸的性質(zhì)是酸性和。(2)方法二:以NH3為氮源催化氧化制備HNO3,反應(yīng)原理分三步進行。NH3NO2NO2HNO3①第I步反應(yīng)的化學(xué)方程式為②針對第Ⅱ步反應(yīng)進行研究:在容積可變的密閉容器中,充入2nmolNO和nmolO2進行反應(yīng)。在不同壓強下(p1、p2),反應(yīng)達到平衡時,測得NO轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。解釋y點的容器容積小(3)方法三:研究表明可以用電解法以N2為氨源直接制備HNO3,其原理示意圖如下。②研究發(fā)現(xiàn):N2轉(zhuǎn)化可能的途徑為N2??i→NOa表面還發(fā)生iii.H2O→O2。iii的 。(4)人工固氮是高能耗的過程,結(jié)合N2分子結(jié)構(gòu)解釋原因 。方法三為N2【答案】(1)難揮發(fā)性②2NO+O22NO2,該反應(yīng)正向氣體分子總數(shù)減小,同溫時,p1條件下NO轉(zhuǎn)化率高于p2,故(3)①N2-10e-+6H2O2NO3-+12H+②反應(yīng)iii生成O2,O2將NO氧化成NO2,NO2更易轉(zhuǎn)化成NO3-(4)N2中存在氨氮三鍵,鍵能高,斷鍵時需要較大的能量,故人工固氮是高能耗的過程【解析】(1)(濃)難揮發(fā),產(chǎn)物H2SO4為氣體,有利于復(fù)分解反應(yīng)進行,體現(xiàn)了HNO3(濃)的難揮發(fā)性和酸性。(2)①第I步反應(yīng)為氨氣的催化氧化,化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。。3.(2024·甘肅卷)SiHC2硅【解析】22要吸收熱量為293.51kJ.mol-1×2=587.02kJ.mol-1;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)正向移動,有利SiHCl3的物質(zhì)的量為0.0042mol×=0.0056m催化劑轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.平衡濃度(mol/L)0.04270.1952③增大容器體積,壓強減小,平衡向氣體體積增大的方向移動4.(2024·湖南卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料。工業(yè)上以N2為載氣,用TiO2作催化劑生產(chǎn)CH2=CHCN的流程如下:?。篐OCH2CH2COOC2H5(g)→CH2ⅱ:CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CHΔH=(用含ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代數(shù)式表示);(2)進料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5(CH2=CHCOOC2H5、CH2=CHCN、C2H5OH、H2O)的流量,(單位時間內(nèi)出料口流出的物質(zhì)的①表示CH2=CHCN的曲線是(填“a”“b”或“c”);②反應(yīng)釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是。③出料中沒有檢測到CH2=CHCONH2的原因是。(3)催化劑TiO2再生時會釋放CO2,可用氨水吸收獲得NH4HCO3?,F(xiàn)將一定量的NH4HCO3固體(含0.72g水)置于密閉真空容器中,充入CO2和NH3,其中CO2的分壓為100kPa,在27℃下進行干燥。為保證NH4HCO3不分解,NH3的分壓應(yīng)不低于kPa(已知p(H2O)=2.5×102kPa.mol?1×n(H2O)NH4HCO3分解的平衡常數(shù)Kp=4×104(kPa)3);(4)以CH2=CHCN為原料,稀硫酸為電解液,Sn作陰極,用電解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4,【答案】(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3提高產(chǎn)率③.CH2=CHCONH2在反應(yīng)釜Ⅱ的溫度下發(fā)生分解④.反應(yīng)時間過長,催化劑中毒活性降低,反應(yīng)速率降低,故產(chǎn)物減少(3)40(4)Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4【解析】【分析】工業(yè)上以N2為載氣,用TiO2作催化劑,由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH為進料氣體生產(chǎn)CH2=CHCN,在反應(yīng)釜I中發(fā)生反應(yīng)i:HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g),加入NH3后,在反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)ii:CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g),反應(yīng)iii:CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g),故產(chǎn)物的混合氣體中有CH2=C根據(jù)蓋斯定律,總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反應(yīng)i+反應(yīng)ii+反應(yīng)iii得到,故ΔH=ΔH1+Δ222 。 。(3)為加速NaBH4水解,某研究小組開發(fā)了一種水溶性催化劑,當(dāng)該催化(4)氫能的高效利用途徑之一是在燃料電(5)資源的再利用和再循環(huán)有利于人類的3請書寫一個方程式表示NaBO2再生為NaBH4的一種制備方法,并注明△G。(要EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(2),3)4【解析】反應(yīng)NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(aq)+4H2(g)ΔH<0,ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS可知,任意溫度C.加入少量固體硼酸[B(OH)3],H2O的量減少,化學(xué)隨著投料比n(NaBH4)/n(H2O)增大,NaBH4的水解轉(zhuǎn)化率降低,因此生成氫氣的速率不斷減小。根據(jù)題干信息,該燃料電池中H2為負(fù)極,O2為正極,熔融碳酸鹽為電解為:O2+4e-+2CO2=2COEQ\*jc3\*hps15\o\al(\s\up6(2),3)-,該條件下,0.49LH2H2失去電子:H2-2e-=2H+,所帶電荷量為:2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19=3840C,工作電荷量為:3.2×14×60=2688C,則該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為×結(jié)合題干信息,要使得氫原子利用率為100%,可由(2×反應(yīng)3)-(2×反應(yīng)Ⅱ+反應(yīng)Ⅰ)得NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s),ΔG=2ΔG3-(2ΔG2+ΔG1)=2×(-570kJ/mol)-2×(-240kJ/mol)+(-320kJ/mol)=-340kJ/mol。6.(2024·江蘇卷)氫能是理想清潔能(1)利用鐵及其氧化物循環(huán)制氫,原理如圖所示。反H2各1mol的混合氣體通過該方法制氫,理論上可獲得molH2。(2)一定條件下,將氮氣和氫氣按n(N2):n(H2)=1:3混合勻速通入合成塔,發(fā)生反應(yīng)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up7(α),高)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up7(Fe),溫)EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up6(2O),高壓)2NH3。海綿狀的α?Fe作催化劑,多孔Al2O3作為α?Fe的“骨架”和氣體吸附①H2中含有CO會使催化劑中毒。CH3COO和氨水的混合溶液能吸收CO生成CH3COOCu(NH3)3CO溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②Al2O3含量與α?Fe表面積、出口處氨含量關(guān)系如圖所示。Al2O3含量大于2%,出口處氨含量下降的(3)反應(yīng)H2+HCOEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(?),3)HCOO?+H2O可用于儲氫。①密閉容器中,其他條件不變,向含有催化劑的0.1mol.L?1NaHCO3溶液中通入H2,HCOO?產(chǎn)率隨②使用含氨基物質(zhì)(化學(xué)式為CN-NH2,CN是一種碳衍生材料)聯(lián)合Pd-Au催化劑儲氫,可能機理如圖所示。氨基能將HCOEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(?),3)控制在催化劑表面,其原理是;用重氫氣(D2)代替H2,通過檢測是否存在_______(填化學(xué)式)確認(rèn)反應(yīng)過程中的加氫方式。(2)①.CH3COOCu(NH3)2+NH3.H2O+CO=CH3COOCu(NH3)3CO+H2O②.多孔減小,產(chǎn)生NH3減少。(3)①.NaHCO3受熱分解,導(dǎo)致HCOO-產(chǎn)率下降②.-NH2可以與H【解析】3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2、3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O化合價發(fā)生改變的元素有C、H、Fe。②CO、H2各1mol參與上述反應(yīng),各生成molFe,共3Fe+4H2O=Fe3O4+4H23Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2,列比例計算3mol9Al2O3含量大于2%時,α-Fe表面積減小,反應(yīng)速率減小,這也會導(dǎo)致產(chǎn)生的NH3減少。①NaHCO3受熱易分解,導(dǎo)致HCOO-產(chǎn)率下降。②氨基中的H原子連在電負(fù)性較大的N原子上,HCO3-中的H原子連在電負(fù)性較大的O原子上,二者之間可以形成氫鍵N?HO、NH?O③總反應(yīng)為H2+HCO3-=H2O+HCOO-,用D2代替H2,若生成HDO,則可確認(rèn)反應(yīng)過程中的加氫方式。①若正反應(yīng)活化能為E正kJ.mol-1,則逆反應(yīng)的活化能E逆=kJ.mol-1(用含E正正的代數(shù)式表②恒容密閉容器中按不同進料比充入SO2(g)和其Cl2(g),測定T1、T2、T3溫度下體系達平衡時的Δp(Δp=p0-p,p0為體系初始壓強,p0=240kPa,P為體系平衡壓強),結(jié)果如圖。分壓表示的平衡常數(shù)Kp=kPa-1。③下圖曲線中能準(zhǔn)確表示T1溫度下Δp隨進料比變化的是(填序號)。(2)1,4-二(氯甲基)苯(D)是有機k為速率常數(shù)(k1~k5分別對應(yīng)反應(yīng)①~⑤)。某溫度下,反應(yīng)器中加入一定量的X,保持體系中氯氣濃度恒k1:k2:k3:k4:k5=100:21:7:4:23。①30min時,c(X)=6.80mol.L-1,且30~60min內(nèi)v(X)=0.042mol.L-1.min-1,反應(yīng)進行到60min時,c(X)=mol.L-1。②60min時,c(D)=0.099mol.L-1,若0~60min產(chǎn)物T的含量可忽略不計,則此時c(G)=【答案】(1)①.E正+67.59②.T3>T2>T1③.【解析】①根據(jù)反應(yīng)熱ΔH與活化能E正和E逆關(guān)系為ΔH=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能可知,該反應(yīng)的E逆=E正kJ.mol-1-ΔH=(E正+67.59)kJ.mol-1。②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),因越大。從T3到T1,Δp增大,說明反應(yīng)正向進行逐漸降低,即T3>T2>T1。由題圖甲中M點可知,進料比為n(SO2):知恒溫恒容情況下,容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量之比等于壓強之比,可據(jù)此列出“三段起始壓強/kPa轉(zhuǎn)化壓強/kPa平衡壓強/kPaSO2Cl2(g)可計算得α(Cl2)=×100%=75%,Kp==0.03kPa-1。③由題圖甲中M點可知,進料比為2時,Δp=60kPa,結(jié)合“三段式料比為0.5時,Δp也為60kPa,曲反應(yīng)中SO2和Cl2的化學(xué)計量數(shù)之比為1:1,則SO2和Cl2的進料比互為倒數(shù)(如2與0.5)時,Δp相等。c(X)=6.80mol.L-1-v(X).Δt=6.80mol.L-1-0.042mol.L-1.min-1×30min=5.54mol.L-1。t=0.033mol.1,即60min后c=0.033mol.1。60min后,D和G轉(zhuǎn)化為T的速8.(2024·山東卷)水煤氣是H2的主要來源,研究CaO對C-H2O體系制H2的影響,涉及主要反應(yīng)如下:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)(Ⅰ)ΔH1>0CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)(Ⅱ)ΔH2<0CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)(Ⅲ)ΔH3<0(1)C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g)的焓變ΔH=(用代數(shù)式表示)。(2)壓力p下,C-H2O-CaO體系達平衡后,圖示溫度范圍內(nèi)C(s)已完全反應(yīng),CaCO3(s)在T1溫度時完全分解。氣相中CO,CO2和H2摩爾分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示,則a線對應(yīng)物種為(填化學(xué)式)。當(dāng)溫度高于T1時,隨溫度升高c線對應(yīng)物種摩爾分?jǐn)?shù)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)Kp= ;此時氣體總物質(zhì)的量為4.0mol,則CaCO3(s)的物質(zhì)的量為 mol;若向平衡體系中通入少量CO2(g),重新達平衡后,分壓p(CO2) (填“增大”“減小”或“不變”),p(CO)將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。【答案】(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3動,所以CO2的摩爾分?jǐn)?shù)減小?!窘馕觥竣?C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)Ⅱ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)設(shè)目標(biāo)反應(yīng)C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g)為Ⅳ,根據(jù)蓋斯定律,Ⅳ=ⅠI+Ⅱ+Ⅲ,所以ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。斷升高,反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ逆向移動,依據(jù)反應(yīng)Ⅱ,摩爾分?jǐn)?shù)變化斜率相同,所以a曲線代表H2的摩爾分?jǐn)?shù)的變化,則c曲線代表變化,開始到T1,CO2的摩爾分?jǐn)?shù)升高,說明在這段溫度范圍內(nèi),反應(yīng)Ⅲ占主導(dǎo),當(dāng)溫度高于T1,CaCO3(s)已完全分解,只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,所以CO2的摩爾分?jǐn)?shù)減小。①壓力p下、溫度為T0時,H2、CO、CO2和摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.50、0.15、0.為:1?0.5?0.15?0.05=0.3,則反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)Kp=110aH2O=H2O=a+CO2b12a12aHaHb根據(jù)平衡時H2、CO、CO2和摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.50、0.15、0.05,則有=0.5、=0.15、 =0.05,解出則=x+1?b=而由于平衡時③若向平衡體系中通入少量CO2(g),重新達平衡后,反應(yīng)CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)的Kp=溫度不變,Kp不變,則分壓p(CO2)不變,但體系中增加了CO2(g),反應(yīng)Ⅱ逆向移動,所以p(CO)增大。9.(2024·新課標(biāo)卷)Ni(CO)4(四羰合鎳,沸點43℃)可用于制備高純鎳,也是有機化合物羰基化反應(yīng)的催化(1)Ni基態(tài)原子價電子的軌道表示式為。鎳的晶胞結(jié)構(gòu)類型與銅的相同,晶胞體積為a3,鎳原(2)Ni(CO)4結(jié)構(gòu)如圖甲所示,其中含有σ鍵數(shù)目為角度考慮,有利于Ni(CO)4的生成(寫出兩點)。p3、度下平衡常數(shù)Kp=(MPa)?3。t12k【解析】Ni為28號元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d84s2,則其價電子軌道表示式為;銅晶胞示意圖為,鎳的晶胞結(jié)構(gòu)類型與銅的相同,則鎳原4子半徑為晶胞面對角線長度的1,因為晶胞體積為a3,所以晶胞棱長為a,面對角線長度為a,則鎳4 原子半徑為a。個Ni(CO)4分子中含有8個σ鍵。Ni(CO)4的沸點很低,結(jié)合其結(jié)構(gòu)可知該物質(zhì)由分子構(gòu)成,因此其晶應(yīng)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)減小的放熱反應(yīng),因此降低溫度和增大壓強均有利于Ni(CO)4的生成;由上述分析知,溫度相同時,增大壓強平衡正向移動,對應(yīng)的平衡體系中Ni(CO)4的體積分?jǐn)?shù)增大,則壓強:p4>p3>p2>p1,即p3對應(yīng)的壓強是1.0MPa.由題圖乙可知,p3、100℃條件下達到平衡時,CO和Ni(CO)4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.1、0.9,設(shè)初始投入的CO為4mol,反應(yīng)生成44xx,反應(yīng)后總物質(zhì)的量為4-3x)mol,根據(jù)阿伏加德羅定律,其他條件相同時,氣體的體積分?jǐn)?shù)即為其物化率×100%≈97.3%;氣體的分壓=總壓強×該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則該溫度下的壓強10.(2024·全國甲卷)甲烷轉(zhuǎn)化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯(lián)為丙烯(C3H6)的研究CH4(g)+Br2(g)=CH3Br(g)+HBr(g)ΔH1=-29kJ.mol-13CH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g)ΔH2=+20kJ.mol-1計算反應(yīng)3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=kJ.mol-1。(2)CH4與Br2反應(yīng)生成CH3Br,部分CH3Br會進一步溴化。將8mmolCH4和8mmolBr2。通入密閉容器,平衡時,n(CH4)、n(CH3Br)與溫度的關(guān)系見下圖(假設(shè)反應(yīng)后的含碳物質(zhì)只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。(i)圖中CH3Br的曲線是(填“a”或“b”)。(iii)560OC時,反應(yīng)CH3Br(g)+Br2(g)=CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常數(shù)K=。(3)少量I2可提高生成CH3Br的選擇性。500OC時,分別在有I2和無I2的條件下,將8mmolCH4和8mmolBr2,通入密閉容器,(i)在11~19s之間,有I2和無I2時CH3Br)_____(ii)從圖中找出I2提高了CH3Br選擇性的證據(jù):。(ⅲ)研究表明,I2參與反應(yīng)的可能機理如下:①I2(g)=.I(g)+.I(g)②.I(g)+CH2Br2(g)=IBr(g)+.CH2Br(g)③.CH2Br(g)+HBr(g)=CH3Br(g)+.Br(g)④.Br(g)+CH4(g)=HBr(g)+.CH3(g)⑤.CH3(g)+IBr(g)=CH3Br(g)+.I(g)⑥.I(g)+.I(g)=I2(g)根據(jù)上述機理,分析I2提高CH3Br選擇性的原因:?!敬鸢浮?1)-67【分析】根據(jù)蓋斯定律計算化學(xué)反應(yīng)熱;根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素判斷還行反應(yīng)進行的方向從而判斷曲線歸屬;根據(jù)反應(yīng)前后的變化量計算轉(zhuǎn)化率;根據(jù)平衡時各物質(zhì)間內(nèi)物質(zhì)的含量變化計算速率并計算速率比;根【詳解】(1)將第一個熱化學(xué)方程式命名為①,將第二個熱化學(xué)方程式命名為②。根據(jù)蓋斯定律,將方程式①乘以3再加上方程式②,即①×3+②,故熱化學(xué)方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的?H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。(iii)平衡時,反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量分別為n(CH3Br)=5.0mmol11.(2024·湖北卷)用BaCO3和焦炭為原料,經(jīng)反應(yīng)I、Ⅱ得到BaC2,再制備乙炔是我國科研人員提出的反應(yīng)I:BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)反應(yīng)Ⅱ:BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g)(1)寫出BaC2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。已知Kp=n、K=n(n是CO的化學(xué)計量系數(shù))。反應(yīng)、Ⅱ的1gK與溫度的關(guān)系曲線見①反應(yīng)BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在1585K的Kp=Pa3。②保持1320K不變,假定恒容容器中只發(fā)生反應(yīng)I,達到平衡時pCO=Pa,若將容器體積壓縮到原來的,重新建立平衡后pCO=Pa。(3)恒壓容器中,焦炭與BaCO3的物質(zhì)的量之比為4:1,Ar為載氣。400K和1823K下,BaC2產(chǎn)率隨①初始溫度為900K,緩慢加熱至1400K時,實驗表明BaCO3已全部消耗,此時反應(yīng)體系中含Ba物種為 。②1823K下,反應(yīng)速率的變化特點為【答案】(1)BaC2+2H2O→Ba(OH)2+HC≡CH↑(3)①.BaO②.速率不變至BaC2產(chǎn)率接近100%【解析】BaC2+2H2O→Ba(OH)2+HC≡CH↑;p3CO=1016pa3;③若將容器體積壓縮到原來的1,由于溫度不pCO=105pa;值,即速率保持不變;1400K時碳酸鋇已全部消耗,此時反應(yīng)體系12.(2024·黑吉遼卷)為實現(xiàn)氯資源循環(huán)利用,工業(yè)上采用RuO2催化氧2HCl+H2OΔH1=-57.2kJ.mol-1ΔSK。將HCl和O2分別以不同起 0(填“>”或“<”);T3=_______℃。(2)結(jié)合以下信息,可知H2的燃燒熱ΔH= kJ.mol-1。H2O(l)=H2O(g)ΔH2=+44.0kJ.mol-1H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH3=-184.6kJ.mol-1 (填標(biāo)號)A.增大HCl的流速B.將溫度升高40℃C.增大n(HCl):n(O2)D.使(4)圖中較高流速時,α(T3)小于α(T2)和α(T1),原因是。(5)設(shè)N點的轉(zhuǎn)化率為平衡轉(zhuǎn)化率,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用平衡物質(zhì)的量分(6)負(fù)載在TiO2上的RuO2催化活性高,穩(wěn)定性強,TiO2和RuO2的晶體結(jié)構(gòu)均可用下圖表示,二者【答案】(1)①.<②.360℃【解析】反應(yīng)2HCl(g)Cl2(g)+H2O(2HClCl2(g)+H2O(g),②H2O(l)=H2O(g),③H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),則④=①+③?②,因此氫氣的燃燒熱ΔH=-57.2kJ/mol-184.6kJ/mol-44kJ/mol=-258.8kJ/mol起始量/mol440013.(2024·浙江卷1月)通過電化學(xué)、熱化學(xué)等方(1)某研究小組采用電化學(xué)方法將CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,裝置如圖。電極B上的電極反應(yīng)式是 。I:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ.mol-1Ⅱ:C(s)+H2(g)+O2(g)=HCOOH(g)ΔH2=-378.7kJ.mol-1Ⅲ:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)ΔH3①ΔH3= kJ.mol-1。②反應(yīng)Ⅲ在恒溫、恒容的密閉容器中進行,CO2和H2的投料濃度均為1.0mol.L-1,平衡常數(shù)K=2.4×10-8,則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 。③用氨水吸收HCOOH,得到1.00mol.L-1氨水和0.18mol.L-1甲酸銨的混合溶液,298K時該混合溶液的pH=。[已知:298K時,電離常數(shù)Kb(NH3.H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)=1.8×10-4](3)為提高效率,該研究小組參考文獻優(yōu)化熱化學(xué)方法,在如圖DMSO(有機溶劑)溶液,CO2和H2在溶液中反應(yīng)制備HCOOH,反應(yīng)過程中保持CO2(g)和H2(g)的壓強不變,總反應(yīng)CO2+H2HCOOH的反應(yīng)速率為v,反應(yīng)機理如下列三個基元反應(yīng),各反應(yīng)的活化能E2<E1<<E3(不考慮催化劑活性降低或喪失)。Ⅳ:M+CO2QE1V:Q+H2LE2VI:LM+HCOOHE3①催化劑M足量條件下,下列說法正確的是A.v與CO2(g)的壓強無關(guān)B.v與溶液中溶解H2的濃度無關(guān)C.溫度升高,v不一定增大D.在溶液中加入N(CH2CH3)3,可提高CO2轉(zhuǎn)化率②實驗測得:298K,p(CO2)=p(H2)=2MPa下,v隨催化劑M濃度c變化如圖。c≤c0時,v隨c增大而增大:c>c0時,v不再顯著增大。請解釋原因。【答案】(1)CO2+2e-+2H+=HCOOH【解析】①電極B是陰極,則電極反應(yīng)式是CO2+2e-+2H+=HCOOH;CO2EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up9(起始),轉(zhuǎn)化),則K==2.4×10-8,x≈2.4×10-8mol/L,則轉(zhuǎn)化率×100%=2.4×10?6%;③用氨水吸收HCOOH,得到1.00mol.L-1氨水和0.18mol.L-1甲酸銨的混合溶液,得出c(NHEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(+),4))=0.18mol/L,根據(jù)=10-4mol/L,pOH=4,pH=14-4=10;成);c>c0時,v不再顯著增加,因【乙烷制乙烯】(1)C2H6氧化脫氫反應(yīng):2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g)C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)計算:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH1=-209.8kJ.mol-1ΔH2=178.1kJ.mol-1ΔH3=kJ.mol-1(2)C2H6直接脫氫反應(yīng)為C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)ΔH4,C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示,則ΔH4=0(填“>”“<”或“=”)。結(jié)合下圖。下列條件中,達到平衡時轉(zhuǎn)化率最接近40%(3)一定溫度和壓強下、反應(yīng)iC2H6(g)C2H4(g)+H2(g)Ka1反應(yīng)ⅱC2H6(g)+H2(g)2CH2(g)Ka2(Ka2遠大于Ka1)(Kx是以平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替平衡濃度計②同時發(fā)生反應(yīng)i和ⅱ時。與僅發(fā)生反應(yīng)i相比,C2H4的平衡產(chǎn)率(填“增大”“減小”或“不變”)?!疽彝楹鸵蚁┗旌蠚獾姆蛛x】(4)通過Cu+修飾的Y分子篩的吸附-脫附??蓪崿F(xiàn)C2H4和C2H6混合氣的分離。Cu+的 與C2H4分子的τ鍵電子形成配位鍵,這種配位鍵強弱介于范德華力和共價鍵之間。用該分子篩分離C2H4和C2H6的優(yōu)點是 。(5)常溫常壓下,將C2H4和C2H6等體積混合,以一定流速通過某吸附劑。測得兩種氣體出口濃度(c)與進口濃度(c0)之比隨時間變化關(guān)系如圖所示。下列推斷合理的是(填標(biāo)號)。B.p點對應(yīng)的時刻,出口氣體的主要成分是C2H6C.a(chǎn)-b對應(yīng)的時間段內(nèi),吸附的C2H6逐新被C2H4替代【答案】(1)-566【解析】②只發(fā)生反應(yīng)i時,隨著反應(yīng)進行,氣體總物質(zhì)的成配位鍵。C2H4能與Cu+形成配合物而法吸附,通過這種分子篩分離C2H4和C2H6,優(yōu)點是識別度高,能c0c0c0c0c0152023·全國甲卷)甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法。回答下列問題:②2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(l)K2ΔH2=?329kJ.mol?1反應(yīng)③CH4(g)+O3(g)=CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=kJ.mol?1,平衡常數(shù)K3=(用K1、K2表(2)電噴霧電離等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)與O3反應(yīng)可得MO+。MO+與CH4反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應(yīng)條件相同)進行反應(yīng)MO++CH4=M++CH3OH,結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是(填“a”或“b”。300K、60s時MO+的(3)MO+分別與CH4、CD4反應(yīng),體系的能量隨反應(yīng)進程的變化如下圖所示(兩者歷程相似,圖中以CH4示 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時,反應(yīng)速率會變慢,則MO+與CD4反應(yīng)的能量變 (ⅲ)MO+與CH2D2反應(yīng),氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD CHD2OH(填“>??<?或“=”)。若MO+與CHD3 1 1【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)③=(反應(yīng)②-①),所以對應(yīng)ΔH3=又因同一條件下降低溫度化學(xué)反應(yīng)速率減慢,所以曲線b表示的是根據(jù)上述分析結(jié)合圖像可知,300K、60s時-lg=0.1,則=10-0.1,利用數(shù)學(xué)關(guān)系式可求出c(M+)=(100.1?1)c(MO+),根據(jù)反應(yīng)MO++CH4=M++CH3OH可知,生成的M+即為轉(zhuǎn)化的MO+,則MO+的轉(zhuǎn)化率為×100%1-10-0.1100.1-1 1×100%或100.11-10-0.1100.1-1(3)(ⅰ)步驟Ⅰ涉及的是碳氫鍵的斷裂和氫氧鍵的形成,步驟Ⅱ中涉及碳氧鍵形成,根據(jù)圖示可知,MO+與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c;(ⅲ)MO+與CH2D2反應(yīng)時,因直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時,反應(yīng)速率會變慢,則單位時間內(nèi)產(chǎn)量會下降,則氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD<CHD2OH;根據(jù)反應(yīng)機理可知,若MO+與CHD3反應(yīng),生成的氘代甲醇可能為CHD2OD或CD3OH共2種,故答案為:<;2。162023·全國乙卷)硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途,如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病,制造磁性氧(1)在N2氣氛中,F(xiàn)eSO4.7H2O的脫水熱分解過程如圖所示:根據(jù)上述實驗結(jié)果,可知x=,y=。FeSO4.7H2O(s)=FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1=akJ.mol?1FeSO4.xH2O(s)=FeSO4(s)+xH2O(g)ΔH2=bkJ.mol?1FeSO4.yH2O(s)=FeSO4(s)+yH2O(g)ΔH3=ckJ.mol?1則FeSO4.7H2O(s)+FeSO4.yH2O(s)=2(FeSO4.xH2O)(s)的ΔH=kJ.mol?1。(3)將FeSO4置入抽空的剛性容器中,升高溫度發(fā)生分解反應(yīng):2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) P【答案】(1)41【詳解】(1)由圖中信息可知,當(dāng)失重比為19.4%時,F(xiàn)eSO4.7H2O轉(zhuǎn)化為FeSO4.xH2O,則=19.4%,解之得x=4;當(dāng)失重比為38.8%時,F(xiàn)eSO4.7H2O轉(zhuǎn)化為FeSO4.yH2O,則(2)①FeSO4.7H2O(s)=FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1=akJ.mol?1②FeSO4.xH2O(s)=FeSO4(s)+xH2O(g)ΔH2=bkJ.mol?1③FeSO4.yH2O(s)=FeSO4(s)+yH2O(g)ΔH3=ckJ.mol?1根據(jù)蓋斯定律可知,①+③-②×2可得FeSO4.7H2O(s)+FeSO4.yH2O(s)=2(FeSO4.xH2O)(s),則ΔH=(a+c-2b)kJ.mol?1。(3)將FeSO4置入抽空的剛性容器中,升高溫度發(fā)生分解反應(yīng):2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)。由平衡時PSO?T的關(guān)系圖可知,660K時,PSO=1.5kPa,則PSO=1.5kPa,因此,該反應(yīng)的平衡總壓P總=3kPa、。在929K時,=84.6kPa、O3=35.7kPa,則O3+2O2?2聯(lián)立方程組消去PO,可得3PSO+5PSO=42=84.6kPa?35.7kPa?46.26kPa=2.64kPa,KpkPa。172023·新課標(biāo)卷)氨是最重要的化學(xué)品之一,我國目前氨的生產(chǎn)能力2222(2)研究表明,合成氨反應(yīng)在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位,N2*表示被吸附于催化劑表面的N2)。判斷上述反應(yīng)機理中,速率控制步驟(即速率最慢步驟)為(填步驟前的標(biāo)(3)合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287pm,密度為7.8g.cm-3,則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為(列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。(4)在不同壓強下,以兩種不同組成進料,反應(yīng)達平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)與溫度的計算結(jié)果如下圖所示一種進料組成為xH2=0.75、xN2=0.25,另一種為xH2=0.675②進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是。③圖3中,當(dāng)p2=20MPa、xNH3=0.20時,氮氣的轉(zhuǎn)化率α=。該溫度時,反應(yīng)22 N2(g)+H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)Kp=(MPa)-1(化為最簡式)。22鍵能比H-H鍵的大很多,因此,在上述反應(yīng)機理中,速率控(4)P<P2<P3 33.33%\432【詳解】(1)在化學(xué)反應(yīng)中,斷開化學(xué)鍵要消耗能量,形成化學(xué)鍵要釋放能量,反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物ΔH=(473+654-436-397-339)kJ.mol-1=?45kJ.mol-1。H2(g)=3H(g)的ΔH=+654kJ.mol-1,則H-H鍵的鍵能為436kJ.mol-1。在化學(xué)反應(yīng)中,最大的能壘為速率(3)已知α-Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287pm,密度為7.8g.cm-3,設(shè)其晶胞中含有Fe的原子數(shù)為x,(4)①合成氨的反應(yīng)中,壓強越大越有利于氨的合成,因此,壓強越大平衡時氨P充入情性氣體Ar,反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小,各組分的分壓也減小,化學(xué)平衡要朝氣體分子的方向移動,因此,充入情性氣體Ar不利于合成氨,進料組成中含有情性氣體Ar的圖是圖4。N2(g)1x3日時2NH3(g)2x2x當(dāng)p2=20MPa、xNH3=0.20時,xNH3==0.20,解之得則氮氣的轉(zhuǎn)化率≈33.33%,平衡時N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為mol、2mol、mol,其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為、、,則該溫度下182023·廣東卷)配合物廣泛存在于自然界,且在生產(chǎn)和生活中都發(fā)揮(1)某有機物R能與Fe2+形成橙紅色的配離子[FeR3]2+,該配離子可被HNO3氧化成淡藍色的配離子①基態(tài)Fe2+的3d電子軌道表示式為。②完成反應(yīng)的離子方程式:NO3-+2[FeR3]2++3H++2[FeR3]3+①c(HNO3)=3.0mol.L-1時,在0~1min內(nèi),[FeR3]2+的平均消耗速率=。②下列有關(guān)說法中,正確的有B.[FeR3]2+平衡轉(zhuǎn)化率:αIII>αII>αID.體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{色所需時間:tIII>tII>tIML+LML2K2研究組配制了L起始濃度c0(L)=0.02mol.L-1、M與L起始濃度比c0(M)/c0(L)不同的系列溶液,反應(yīng)平衡后測定其核磁共振氫譜。配體L上的某個特征H在三個物種L、ML、ML2中的化學(xué)位移不同,該特征Hc0(M)/c0(L)000ax<0.01b<0.01【注】核磁共振氫譜中相對峰面積S之比等于吸收峰對應(yīng)①c0(M)/c0(L)=a時,x=。②c0(M)/c0(L)=b時,平衡濃度比c平(ML2):c平(ML)=。(4)研究組用吸收光譜法研究了(3)中M與L反應(yīng)體系。當(dāng)c0(L)=1.0×10-5mol.L-1時,測得平衡時各物種c平/c0(L)隨c0(M)/c0(L)的變化曲線如圖。c0(M)/c0(L)=0.51時,計算M的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計【答案】(1)HNO2【詳解】(1)①基態(tài)Fe2+的3d電子軌道表示式為;②根據(jù)原子守恒可知離子方程式中需要增加HNO2。的HNO3溶液,反應(yīng)物濃度增加,反應(yīng)速率增大,據(jù)此②A.對于反應(yīng)NO3-+2[FeR3]2++3H+HNO2+2[FeB.HNO3濃度增加,[FeR3]2+轉(zhuǎn)化率增加,故αIII>αII>αI,B正確;D.硝酸濃度越高,反應(yīng)速率越快,體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{色所需時間越短,故tIII<tII<tI,D(3)①c0(M)/c0(L)=a時,S(ML2)+S(ML)+S(L)=1,且S(ML2)=0.64,S(ML)<0.01得x=0.36;②S(ML2)相比于S(ML)含有兩個配體,則S(ML2)與S(ML)的濃(4)c0(M)=0.51c0(L)=5.1×10?6mol.L-1;c平(ML)=c平(L)=0.4c0(L)=4.0×10?6mol.L-1,由L守恒可知c轉(zhuǎn)(M)=4.0×10-6mol.L-1+1.0×10-6mol.L-1=5.0×10-6mol.L-1192023·山東卷)一定條件下,水氣變換反應(yīng)CO+H2OCO2+H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應(yīng)過程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分子反應(yīng):Ⅰ.HCOOHCO+H2O(快)研究發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中,H+僅對反應(yīng)Ⅰ有催加速作用;反應(yīng)Ⅰ速率遠大于反應(yīng)Ⅱ,近似認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ建立平衡(1)一定條件下,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2,則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變ΔH=_____(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。(2)反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率方程為:v=kc(H+).c(HCOOH),k為反應(yīng)常數(shù)為Ka,當(dāng)HCOOH平衡濃度為xmol.L?1時,H+濃度為_____mol.L?1,此時反應(yīng)Ⅰ應(yīng)速率v=_____mol.L?1.h?1(用含Ka、x和k的代數(shù)式表示)。(3)T3溫度下,在密封石英管內(nèi)完全充滿1.0mol.L?1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產(chǎn)物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應(yīng)時間的變化關(guān)系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1時刻測得CO、CO2=_____(用含y的代數(shù)式表示,下同),反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為_____。相同條件下,若反應(yīng)起始時溶液中同時還含有0.10mol.L?1鹽酸,則圖示點a、b、c、d中,CO的濃度峰值點可能是(填標(biāo)號)。與不同鹽酸相比,CO達濃度峰值時,CO2濃度(填“增大”“減小”或“不【答案】(1)ΔH2-ΔH1【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)II-反應(yīng)I=水氣變換反應(yīng),故水氣變換反應(yīng)的焓變ΔH=ΔH2-ΔH1;HCOOHHCOO-+H+HCOOHCO+H2OCO2+H2HCOOHaHCOOHbCO+H2OaCO2+H2CO濃度峰值提前,由于時間縮短,反應(yīng)Ⅱ消耗的HCOOH減小,體系中HCOOH濃度增大,導(dǎo)致CO濃度=K(I),溫度不變,平衡常數(shù)不變,則的值不變。202023·北京卷)尿素合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進步。(1)十九世紀(jì)初,用氰酸銀(AgOCN)與NH4Cl在一定條件下反應(yīng)制得CO(NH2)2,實現(xiàn)了由無機物到有機物的合成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是(2)二十世紀(jì)初,工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。反應(yīng)分兩步:2和NH3生成NH2COONH4;2COONH4分解生成尿素。結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖,下列說法正確的是(3)近年研究發(fā)現(xiàn),電催化CO2和含氮物質(zhì)(NOEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(?),3)等)在常溫常壓下合成尿素,有助于實現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的KNO3溶液通CO2至飽和,在電極上反應(yīng)生成CO(NH2)2,電解原理如圖所①電極b是電解池的極。②電解過程中生成尿素的電極反應(yīng)式是已知:溶液中c(NHEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(+),4))不能直接用NaOH溶液準(zhǔn)確滴定。②步驟ⅳ中標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的濃度和消耗的體積分別為c和V,計算樣品含氮量還需要的實驗數(shù)據(jù)有 。【答案】(1)AgOCN+NH4Cl=CO(NH2)2+AgCl(3)陽2NOEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up4(?),3)+16e?+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O(4)NHEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up5(+),4)樣品的質(zhì)量、步驟Ⅲ所加入H2SO4溶液的體積和濃度【詳解】(1)根據(jù)原子守恒分析,二者反應(yīng)生成尿素和氯化銀,化學(xué)方程式是AgOCN+NH4Cl=CO(NH2)2+AgCl。答案為AgOCN+NH4Cl=CO(NH2)2+AgCl;(2)a.反應(yīng)ⅰ的活化能是E1,反應(yīng)ⅱ活化能是E3,E1<E3,a項正確;c.總反應(yīng)的:ΔH=E1-E2+E3-E4,c項錯誤;(3)①電極b上發(fā)生H2O失電子生成O2的氧化反應(yīng),是電解池的陽極。②a極硝酸根離子得電子轉(zhuǎn)化為尿素,再結(jié)合酸性環(huán)境可分析出電極反應(yīng)式為2NOEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(?),3)+16e?+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O。答案為陽極;2NOEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(?),3)+16e?+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O;(4)①尿素消化分解生成NH3和CO2,由于反應(yīng)中存在濃H2SO4,則消化液中含氮粒子為NHEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up5(+),4)。②除了已知數(shù)據(jù)外,還需要的是樣品的質(zhì)量、步驟ⅲ所加入H2SO4溶液的體積和濃度。答案為NHEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up5(+),4);樣品的質(zhì)212023·湖北卷)納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下,C40H10可以由C40H20分子經(jīng)(1)已知C40Hx中的碳氫鍵和碳碳鍵的鍵能分別為431.0kJ.mol?1和298.0kJ.mol?1,H-H鍵能為436.0kJ.mol?1。估算C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的ΔH=kJ.mol?1。(3)C40H10納米碗中五元環(huán)和六元環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)目分別為、。(4)1200K時,假定體系內(nèi)只有反應(yīng)C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)發(fā)生,反應(yīng)過程中壓強恒定為p0(即(5)C40H19(g)C40H18(g)+H.(g)及C40H11(g)C40H10(g)+H.(g)反應(yīng)的lnK(K為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。已知本實驗條件下,lnK=-+c(R為理想氣體常數(shù),c為截距)。圖中兩條線幾乎平(6)下列措施既能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,又能增大生成C40H10的反應(yīng)速率的是(填標(biāo)號)?!敬鸢浮?1)12822【詳解】(1)由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出,C40H20中斷裂了2根碳氫鍵,C40H18形成了1根碳碳鍵,所以C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的ΔH=431×2?298?436kJ.mol?1=+128kJ.mol?1,故CH+HCH19+H2,CH19+H2CH19'+H2,C40H19'+H2C40H18+H+H2,其中第三個的活化能最大,反應(yīng)速率最慢,(3)由C40H20的結(jié)構(gòu)分析,可知其中含有1個五元環(huán),10個六元環(huán),每脫兩個氫形成一個五元環(huán),則C40H10總共含有6個五元環(huán),10個六元環(huán),故答案為:6;10;(4)1200K時,假定體系內(nèi)只有反應(yīng)C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)發(fā)生,反應(yīng)過程中壓強恒定為p0(即C40H12(g)變化量(mol)α平衡量(mol)1?αC40H10(g)0αα+H2(g)0αα(5)C40H19(g)C40H18(g)+H.(g)及C40H11(g)C40H10(g)+H.(g)反應(yīng)的lnK(K為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖。圖中兩條線幾乎平行,說明斜率幾乎相等,根據(jù)lnK=-+c(R為理想氣體常數(shù),c為截距)可知,斜率相等,則說明焓變相等,因為在反應(yīng)過程中,斷裂和形成的化學(xué)鍵相同,故答案為:在反應(yīng)b.由化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)為正向體積增大的反應(yīng),加222023·湖南卷)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料,可通過苯乙烯聚合制得。①C6H5C2H5(g)+O2(g)=8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=?4386.9kJ.mol?1②C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=?4263③H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH3=?241.8kJ.mol?1計算反應(yīng)④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH4=kJ.mol?1;(3)在913K、100kPa下,以水蒸氣作稀釋氣。Fe2O3作催化劑,乙苯除脫氫生成苯乙烯外,還會發(fā)生如下⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2=CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)以上反應(yīng)體系中,芳香烴產(chǎn)物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S(S=轉(zhuǎn)化為EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up6(目的產(chǎn)物所消耗乙),已轉(zhuǎn)化的乙苯總量)苯的量×100%)(4)關(guān)于本反應(yīng)體系中催化劑Fe2O3的描述錯誤的是;A.X射線衍射技術(shù)可測定Fe2O3晶體結(jié)構(gòu)B.Fe2O3可改變乙苯平衡轉(zhuǎn)化率C.Fe2O3降低了乙苯脫氫反應(yīng)的活化能D.改變Fe2O3顆粒大小不影響反應(yīng)速率苯乙烯聚合有多種方法,其中一種方法的關(guān)鍵步驟是某Cu(Ⅰ)的配合物促進C6H5CH2X(引發(fā)劑,X表示鹵素)生成自由基C6H5CH2?,實現(xiàn)苯乙烯可控聚合。(5)引發(fā)劑C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是;(6)室溫下,①Cu+在配體L的水溶液中形成Cu(L)2數(shù)為Ksp。由此可知,CuBr在配體L的水溶液中溶解反應(yīng)的平衡常數(shù)為(所有方程式中計量系數(shù)關(guān)(3)苯反應(yīng)④為主反應(yīng),反應(yīng)⑤⑥為副反應(yīng),苯乙烯的選擇性最大;在恒溫恒壓下,隨乙苯(5)C6H5CH2Cl(6)K?Ksp【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律,將①-②-③可得C6H5C2H5(g)=C6H5CH=CH2(g)+H2(g)?H4=-4386.9kJ/mol-(-4263.1kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+1(2)設(shè)充入H2O(g)物質(zhì)的量為xmoC6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)n(轉(zhuǎn)化)(mol)n,此時平C6H5C2H5(g)n(轉(zhuǎn)化)(mol)n(平衡)(mol)C6H5CH=CH2(g)+H2(g),此時乙苯、苯乙烯、H2物質(zhì)的量之和為1.75mol,混合氣的總物質(zhì)的量為(1.75+x)mol,在恒溫、恒壓時,體積之比等于物質(zhì)的量之(3)曲線a芳香烴產(chǎn)物的選擇性大于曲線b、c芳香烴產(chǎn)物的選擇性應(yīng),則曲線a代表產(chǎn)物苯乙烯的選擇性;反應(yīng)④⑤的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),氣體分子數(shù)不變的反應(yīng);在913K、100kPa(即恒溫恒壓)下以水蒸氣作稀釋減小壓強,反應(yīng)④⑤都向正反應(yīng)方向移動,反應(yīng)⑥平衡不移動,故曲線b代表的產(chǎn)物是苯;答案為:苯;反應(yīng)④為主反應(yīng),反應(yīng)⑤⑥為副反應(yīng),苯乙烯的選擇性最大;在恒溫恒壓下,隨乙苯轉(zhuǎn)化率的增大,反應(yīng)⑤正向移動,反應(yīng)⑥不移動,則曲線b代表產(chǎn)(4)A.測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀,即用X射線衍射技術(shù)可測定Fe2O3(5)電負(fù)性Cl>Br>I,則極性C—Cl鍵>C—Br鍵>C—I鍵,則C最高的是C6H5CH2Cl;答案為:C6H5CH2Cl;(6)Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,則Cu水中的溶度積常數(shù)Ksp=c(Cu+)?c(Br-);CuBr在配體L的水溶液中溶解反應(yīng)為CuBr+2L=[Cu(L)2]++Br-,該232023·遼寧卷)硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析,該NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅱ)為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求,鉛室法最終被接觸法所代替,其SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol(ⅰ)為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度,繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略d.可根據(jù)不同α下的最大速率,選擇最佳生產(chǎn)溫度(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能,我國科學(xué)家對其進行了改良。不同催化劑下,溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如【答案】(1)CuOSO3(2)催化劑反應(yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、NO2可以溶【詳解】(1)根據(jù)圖示的熱重曲線所示,在700℃左右會出現(xiàn)兩個吸熱峰,說出,此時氣體產(chǎn)物為SO2、SO3、O2,可能出現(xiàn)的(2)(i)根據(jù)所給的反應(yīng)方程式,NO2在反應(yīng)過程中線消耗再生成,說明NO2在反(ii)近年來,鉛室法被接觸法代替因為在反應(yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、同時作為催化劑的NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來雜質(zhì)影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率不高(答案合理 242023·浙江卷)水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng),可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ.mol-13Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH1=-47.2kJ.mol-12Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)ΔH2(1)ΔH2=kJ.mol-1。(2)恒定總壓1.70MPa和水碳比[n(H2O)/n(CO)=12:5]投料,在不同條件下達到平衡時CO2和H2的分壓(某p(CO2)/MPap(H2)/MPap(CH4)/MPa0①在條件1下,水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。②對比條件1,條件2中H2產(chǎn)率下降是因為發(fā)生了一個不涉及CO2的副反應(yīng),寫出該反應(yīng)方程式。A.通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入O2B.恒定水碳比n(H2O)/n(CO),增加體系總壓可提高H2的平衡產(chǎn)率C.通入過量的水蒸氣可防止Fe3O4被進一步還原為Fe(4)水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng),需在多個催化劑反應(yīng)層間進行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫,在圖3中作出CO平(5)在催化劑活性溫度范圍內(nèi),水煤氣變換反應(yīng)的歷程包含反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附(快速)【答案】(1)6(2)2CO+3H2=CH4+H2O(5)溫度過高時,不利于反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附,從而導(dǎo)致其反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸濃度降低,反應(yīng)速率減小;溫度過高還會導(dǎo)致催化劑的活性降低,從而使化學(xué)反應(yīng)速率減小【詳解】(1)

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