1 . 酯化反应可用通式表示为。在酸性条件下,,。假设整个过程中无环酯生成,不出现分层现象。
将投入反应容器中,发生如下反应:
二聚:
n聚:
聚:以上反应中每一步的速率常数近似认为相同,记平衡常数。
Ⅰ.反应平衡体系分析
(1)按系统命名法命名为______ 。
(2)定义反应程度,其中为时刻t时反应体系中-OH或者-COOH的数目,为初始反应体系中-OH或-COOH的数目。若,则______ 。
(3)最终产物中存在多种聚合度的缩聚产物,平均聚合度与平衡常数K的关系______ 。
(4)为了使平均聚合度增大,下列方法可行的是______ (填标号)。
A.及时移去 B.升高温度()
C.提高浓度 D.提高浓度
E.先将单体预聚合成低聚物,然后将低聚物进一步聚合
Ⅱ.在实际生产过程中,通常会将反应生成的水及时移去。
(5)加入少量催化与不加入催化两种情况下,初始阶段酯基的生成速率v与c(-COOH)的理论关系如图[图示为与的关系]。
a、b两条曲线的理论斜率之比更接近______ 。A. B. C. D.
当温度升高时,b线斜率将______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)加入少量催化时,实验测得反应过程中平均聚合度与反应时间t的关系为:,其中为反应初始时浓度,k为常数。0~t时,酯基生成的平均速率______ (用k、、t表示,忽略移去水对溶液体积的影响)。
将投入反应容器中,发生如下反应:
二聚:
n聚:
聚:以上反应中每一步的速率常数近似认为相同,记平衡常数。
Ⅰ.反应平衡体系分析
(1)按系统命名法命名为
(2)定义反应程度,其中为时刻t时反应体系中-OH或者-COOH的数目,为初始反应体系中-OH或-COOH的数目。若,则
(3)最终产物中存在多种聚合度的缩聚产物,平均聚合度与平衡常数K的关系
(4)为了使平均聚合度增大,下列方法可行的是
A.及时移去 B.升高温度()
C.提高浓度 D.提高浓度
E.先将单体预聚合成低聚物,然后将低聚物进一步聚合
Ⅱ.在实际生产过程中,通常会将反应生成的水及时移去。
(5)加入少量催化与不加入催化两种情况下,初始阶段酯基的生成速率v与c(-COOH)的理论关系如图[图示为与的关系]。
a、b两条曲线的理论斜率之比更接近
当温度升高时,b线斜率将
(6)加入少量催化时,实验测得反应过程中平均聚合度与反应时间t的关系为:,其中为反应初始时浓度,k为常数。0~t时,酯基生成的平均速率
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解题方法
2 . 氮及其化合物在生产、生活中有重要应用价值。工业上用氮气制取硝酸的流程如图所示:回答下列问题:
(1)反应1为合成氨反应。
①该反应在298K时:△H=-92.2kJmol-1,△S=-198.2J·K-1·mol-1,该反应在298K时_______ (填“能”或“不能”)正向自发进行。
②在合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为△H<0.则铜氨液吸收CO适宜的生产条件有_______ (填序号)。
a.适当降低温度 b.适当减小压强
c.减小[Cu(NH3)2]+浓度 d.增大NH3浓度
吸收生成的[Cu(NH3)3CO]+中配体为_______ (写化学式)。
(2)反应2为氨的催化氧化,该过程中生成的NO还会与NH3发生副反应生成N2,副反应的反应方程式为_______ 。
(3)取氨催化氧化后得到的气体,其起始成分为2.8molNO、1.2molN2、1.45molO2,恒容条件下继续发生反应3:,生成的NO2会发生二聚:,达到平衡时气体的总压强为0.5MPa,体系中N2O4、O2均为0.1mol,则反应3的平衡常数Kp=_______ MPa-1。
(4)N2O5是硝酸的酸酐,一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液中发生分解反应:。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:
在600~1200s内,用NO2浓度变化表示该反应的平均速率为_______ 。
(5)利用数字化色度传感器探究压强对化学平衡的影响。色度传感器能感受被分辨物体的色度,并转换成可输出信号由计算机自动记录透射率的变化,颜色越深,透射率越小。在注射器中收集一定量的NO2,存在反应,利用色度传感器记录注射器活塞移动时混合气体的透射率变化,结果如图所示。①A→B段为_______ (填“压缩”或“扩大”)注射器内气体的体积,F→G段化学平衡_______ (填“正”或“逆”)向移动。
②N2O4分子为平面结构,存在一个大π键,可表示为_______ (分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,如苯分子中的大π键可表示为)。
(1)反应1为合成氨反应。
①该反应在298K时:△H=-92.2kJmol-1,△S=-198.2J·K-1·mol-1,该反应在298K时
②在合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为△H<0.则铜氨液吸收CO适宜的生产条件有
a.适当降低温度 b.适当减小压强
c.减小[Cu(NH3)2]+浓度 d.增大NH3浓度
吸收生成的[Cu(NH3)3CO]+中配体为
(2)反应2为氨的催化氧化,该过程中生成的NO还会与NH3发生副反应生成N2,副反应的反应方程式为
(3)取氨催化氧化后得到的气体,其起始成分为2.8molNO、1.2molN2、1.45molO2,恒容条件下继续发生反应3:,生成的NO2会发生二聚:,达到平衡时气体的总压强为0.5MPa,体系中N2O4、O2均为0.1mol,则反应3的平衡常数Kp=
(4)N2O5是硝酸的酸酐,一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液中发生分解反应:。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:
t/s | 0 | 600 | 1200 | 1710 | 2220 | 2820 | ······ |
c(N2O5)/(mol·L-1) | 1.40 | 0.96 | 0.66 | 0.48 | 0.35 | 0.24 | ······ |
(5)利用数字化色度传感器探究压强对化学平衡的影响。色度传感器能感受被分辨物体的色度,并转换成可输出信号由计算机自动记录透射率的变化,颜色越深,透射率越小。在注射器中收集一定量的NO2,存在反应,利用色度传感器记录注射器活塞移动时混合气体的透射率变化,结果如图所示。①A→B段为
②N2O4分子为平面结构,存在一个大π键,可表示为
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19次组卷
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2卷引用:云南省昆明市云南师范大学附属中学2023-2024学年高三下学期适应性月考(九)理综试卷-高中化学
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3 . 过硫酸钠(),易溶于水,加热至65℃分解。作为强氧化剂,广泛应用于蓄电池工业、造纸工业、食品工业等。某化学小组对制备和性质及用途进行探究。
Ⅰ.实验室制备工业制备过硫酸钠的反应原理:
主反应:
副反应:
实验室设计如图实验装置:(1)过硫酸钠中硫元素的化合价为
(2)装置b的作用是
(3)上述反应过程中,d装置中主要发生的化学反应方程式为
Ⅱ.探究的性质与用途
(4)用于废水中苯酚的降解
已知:a.具有强氧化性,浓度较高时会导致淬灭。
b.可将苯酚氧化,但反应速率较慢,加入可加快反应。
过程为ⅰ.
ⅱ.将苯酚氧化为气体
①氧化苯酚的离子方程式是
②将含的溶液稀释后加入苯酚的废水处理器中,调节溶液总体积为1L,pH=1,测得在相同时间内,不同条件下苯酚的降解率如图甲。用等物质的量的铁粉代替,可明显提高苯酚的降解率,主要原因是
(5)工业上利用能有效处理燃煤锅炉烟气中的NO气体。一定条件下,将含一定浓度NO的烟气以一定的速率通过含的处理液中,NO去除率随温度变化的关系如图乙所示,80℃时,NO去除率为92%。若NO初始浓度为,达到最大去除率,NO去除的平均反应速率:
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解题方法
4 . Ⅰ.铁是生产生活、科学研究中的重要物质,研究与Fe相关的反应时要关注反应的快慢和程度,某些有铁参与的反应可设计成原电池。
(1)以下是相同条件下,等体积等浓度的H2O2溶液分解的对比实验时,放出 O2的体积随时间的变化关系示意图(线a为使用FeCl3作催化剂,线b为不使用催化剂),其中正确的图像是______(填字母)。
Ⅱ.已知下列热化学为程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H1=﹣25 kJ·mol-1
②Fe2O3(s)+CO(g) = 2FeO(s)+CO2(g) △H2=﹣3 kJ·mol-1
(2)写出Fe被CO2氧化成FeO(s) 和 CO的热化学方程式_______ 。
一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁并充入一定量的CO2气体,发生第(2)题的反应。反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。(3)4min时,反应速率的大小关系为v正(CO2)_____ v逆(CO2)(填“>”“<”或“=”)。
(4)0~4min内, CO的平均反应速率v(CO)=____ 。
(5)仅改变下列条件,化学反应速率减小的是___ (填字母)。
A.减少铁的质量 B.降低温度 C.保持压强不变,充入He使容器的体积增大
Ⅲ.某化学兴趣小组利用反应Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2,设计了如图所示的原电池装置。(6)a是___ 极(填“正”或“负”),。
(7)写出b电极上的电极反应式______ 。
(1)以下是相同条件下,等体积等浓度的H2O2溶液分解的对比实验时,放出 O2的体积随时间的变化关系示意图(线a为使用FeCl3作催化剂,线b为不使用催化剂),其中正确的图像是______(填字母)。
A. | B. |
C. | D. |
Ⅱ.已知下列热化学为程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H1=﹣25 kJ·mol-1
②Fe2O3(s)+CO(g) = 2FeO(s)+CO2(g) △H2=﹣3 kJ·mol-1
(2)写出Fe被CO2氧化成FeO(s) 和 CO的热化学方程式
一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁并充入一定量的CO2气体,发生第(2)题的反应。反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。(3)4min时,反应速率的大小关系为v正(CO2)
(4)0~4min内, CO的平均反应速率v(CO)=
(5)仅改变下列条件,化学反应速率减小的是
A.减少铁的质量 B.降低温度 C.保持压强不变,充入He使容器的体积增大
Ⅲ.某化学兴趣小组利用反应Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2,设计了如图所示的原电池装置。(6)a是
(7)写出b电极上的电极反应式
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5 . 碳单质及其化合物广泛存在于人们的生产和生活中。研究碳单质及其化合物的结构、性质、转化是科技工作者的研究热点。
(1)实验室常用邻二氮菲检验亚铁离子,生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子X:①基态的最外层电子排布式是________________ 。
②X中除含共价键外,还含配位键,X含________ mol配位键。
(2)温度为T时,在恒容密闭容器中充入一定量的和混合气体,发生反应:
。
已知该反应存在:,,其中、为速率常数,x为相关物质的物质的量分数。反应达到平衡时,若、转化率均为60%,且该反应的,则________ ,压强平衡常数________ 。
(3)氧化锰八面体分子筛(简称OMS-2)是一种纳米级别的新型环保催化剂,对挥发性有机物(VOCs)的氧化去除有着很好的催化作用。如用OMS-2为催化剂(为对比催化实验)氧化处理甲醛的反应生成、,在等时间内HCHO转化率随温度的变化关系如图所示。①常温时,OMS-2催化氧化甲醛生成、反应的化学方程式是________________________ 。
②下列有关说法中,正确的有________ 。
A.相比,OMS-2能提高甲醛氧化的平衡转化率
B.OMS-2能降低甲醛氧化反应的活化能
C.OMS-2作为纳米材料,表面积大,催化效果好
D.两种催化剂的平衡转化率均随温度的升高而增大
(4)以合成气(、)为原料合成乙二醇的反应:
反应ⅰ.
反应ⅱ.
温度为473K,在恒容(2.0L)密闭容器中充入一定量的合成气(,测得体系总压为40MPa),在(其中含)催化剂作用下,进行上述反应。测得的时空收率为,反应速率。
【注】(催化剂)。
①反应速率________ 。
②的时空收率为________ 。
(1)实验室常用邻二氮菲检验亚铁离子,生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子X:①基态的最外层电子排布式是
②X中除含共价键外,还含配位键,X含
(2)温度为T时,在恒容密闭容器中充入一定量的和混合气体,发生反应:
。
已知该反应存在:,,其中、为速率常数,x为相关物质的物质的量分数。反应达到平衡时,若、转化率均为60%,且该反应的,则
(3)氧化锰八面体分子筛(简称OMS-2)是一种纳米级别的新型环保催化剂,对挥发性有机物(VOCs)的氧化去除有着很好的催化作用。如用OMS-2为催化剂(为对比催化实验)氧化处理甲醛的反应生成、,在等时间内HCHO转化率随温度的变化关系如图所示。①常温时,OMS-2催化氧化甲醛生成、反应的化学方程式是
②下列有关说法中,正确的有
A.相比,OMS-2能提高甲醛氧化的平衡转化率
B.OMS-2能降低甲醛氧化反应的活化能
C.OMS-2作为纳米材料,表面积大,催化效果好
D.两种催化剂的平衡转化率均随温度的升高而增大
(4)以合成气(、)为原料合成乙二醇的反应:
反应ⅰ.
反应ⅱ.
温度为473K,在恒容(2.0L)密闭容器中充入一定量的合成气(,测得体系总压为40MPa),在(其中含)催化剂作用下,进行上述反应。测得的时空收率为,反应速率。
【注】(催化剂)。
①反应速率
②的时空收率为
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解题方法
6 . NH3(含6个H-N)是一种重要的化工原料,在生产、生活中用途广泛。
(1)已知:
注:拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量,就是该共价键的键能
可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH(g) ∆H=___________ kJ•mol-1。
(2)在一定条件下,体积固定的体系中,建立如图所示的N2+3H22NH3平衡体系。①表示c(N2)的曲线是___________ (填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。
②0~tomin时,用H2表示化学反应速率是___________ mol•L•min-1。
③下列能说明该反应达到平衡的是___________ 。
A.混合气体的压强不再变化 B.c(H2)=c(NH3)
C.混合气体的质量不再变化 D.NH3的体积分数不再变化
(3)潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如图所示:①该装置的能量转换形式是___________ ,其中电极b是该电池的___________ 。
②电解质溶液中OH-离子向___________ 移动(填“电极a”或“电极b”)。
(4)火箭燃料N2H4具有强还原性,可用氨水与NaClO溶液反应制取,反应装置如图所示,其中分液漏斗中溶液是___________ 。
(1)已知:
共价键 | H-H | N≡N | N-H |
键能/kJ•mol-1 | 436 | 946 | 391 |
可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH(g) ∆H=
(2)在一定条件下,体积固定的体系中,建立如图所示的N2+3H22NH3平衡体系。①表示c(N2)的曲线是
②0~tomin时,用H2表示化学反应速率是
③下列能说明该反应达到平衡的是
A.混合气体的压强不再变化 B.c(H2)=c(NH3)
C.混合气体的质量不再变化 D.NH3的体积分数不再变化
(3)潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如图所示:①该装置的能量转换形式是
②电解质溶液中OH-离子向
(4)火箭燃料N2H4具有强还原性,可用氨水与NaClO溶液反应制取,反应装置如图所示,其中分液漏斗中溶液是
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解题方法
7 . 回答下列问题
(1)理论研究表明,在和下,异构化反应的能量变化如图。①稳定性:_______ (填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的______________ 。
(2)“长征2F”运载火箭使用和(偏二甲册)作推进剂。液态在液态中燃烧生成、、三种气体,放出热量,该反应的热化学方程式为_______________ 。
(3)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物()、、等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
I.脱硝:催化剂存在下,还原生成水蒸气和其他无毒物质的化学方程式为_______________ 。
Ⅱ.脱碳:向2L密闭容器中加入、,在恒温恒容的条件下发生反应。
(4)下列叙述中,能说明此反应达到平衡状态的是_____________(填字母)。
(5)该反应过程中的部分数据见下表:
前10min内的平均反应速率________ ;平衡时的转化率为__________ 。
(6)汽车中的电瓶使用的就是铅酸电池,工作时电池总反应为,下列说法正确的是_________。
(7)甲醇()—空气燃料电池是一种高效能、轻污染的车载电池,以为电解质溶液,负极发生的电极反应式为___________ 。
(1)理论研究表明,在和下,异构化反应的能量变化如图。①稳定性:
②该异构化反应的
(2)“长征2F”运载火箭使用和(偏二甲册)作推进剂。液态在液态中燃烧生成、、三种气体,放出热量,该反应的热化学方程式为
(3)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物()、、等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
I.脱硝:催化剂存在下,还原生成水蒸气和其他无毒物质的化学方程式为
Ⅱ.脱碳:向2L密闭容器中加入、,在恒温恒容的条件下发生反应。
(4)下列叙述中,能说明此反应达到平衡状态的是_____________(填字母)。
A.单位时间内生成的同时生成 |
B. |
C.和的浓度保持不变 |
D.混合气体的密度保持不变 |
(5)该反应过程中的部分数据见下表:
反应时间 | ||||
0 | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 | 4.5 | |||
20 | 1 | |||
30 | 1 |
(6)汽车中的电瓶使用的就是铅酸电池,工作时电池总反应为,下列说法正确的是_________。
A.放电时,负极的电极反应式为:P |
B.放电时,正极附近溶液增大 |
C.放电时,理论上每生成硫酸铅,外电路中转移的电子为 |
D.充电过程是原电池的工作原理 |
(7)甲醇()—空气燃料电池是一种高效能、轻污染的车载电池,以为电解质溶液,负极发生的电极反应式为
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解题方法
8 . 研究氮氧化物 (NOₓ)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一、回答下列问题:
.用H2还原NO的反应为
(1)该反应的正反应速率方程可表示为,某温度下,测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。则___________ ,___________ 。
(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应:
i.;
ii.。
根据 (1)所给信息判断,H 还原 NO 总反应的速率由反应___________ (填“ i”或“ii” ) 决定。
(3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同),到达平衡时,H的平衡转化率最大的是___________ 。
a. 恒温恒容 b.恒温恒压 c. 恒容绝热
.脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应:
反应i.;
反应ii.。
反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态):(4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为___________ 。
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图3。(5)NO和CO的脱除应选择___________ (填“高温”或者“低温”)。
(6)实验过程中,高于340℃后NO浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是___________ 。
(7)450℃时, 该时间段内NO的脱除率=___________ (保留2位有效数字, NO的脱除率
.用H2还原NO的反应为
(1)该反应的正反应速率方程可表示为,某温度下,测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。则
(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应:
i.;
ii.。
根据 (1)所给信息判断,H 还原 NO 总反应的速率由反应
(3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同),到达平衡时,H的平衡转化率最大的是
a. 恒温恒容 b.恒温恒压 c. 恒容绝热
.脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应:
反应i.;
反应ii.。
反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态):(4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图3。(5)NO和CO的脱除应选择
(6)实验过程中,高于340℃后NO浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是
(7)450℃时, 该时间段内NO的脱除率=
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2024·黑龙江·模拟预测
9 . 由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应为HOCH2CH2CH2COOH+H2O H<0,在298K下,γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L-1,测得γ-丁内酯的浓度随时间变化的数据如图所示:
下列说法错误的是A.在50~80min内,以γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率为 mol/(L⋅min) |
B.在25℃时,该反应的平衡常数 |
C.加水降低γ-羟基丁酸的初始浓度,γ-羟基丁酸的平衡转化率减小 |
D.使用非水溶剂并通过共沸回流移除体系中的水,有助于提高γ-丁内酯的平衡产率 |
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解题方法
10 . 船舶柴油机发动机工作时,反应产生的尾气是空气主要污染物之一,研究的转化方法和机理具有重要意义。
已知:;;
(1)氧化脱除的总反应是_______ 。
(2)该反应过程有两步:,反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数_______ (填“”、“”或“”),原因是 _______ 。 (3)已知:的反应历程分两步:
①则反应Ⅰ与反应Ⅱ的活化能:_______ (填“”“”或“”)。反应的平衡常数_______ (用、、、表示)。
②在、初始压强为的恒温刚性容器(体积为VL)中,按通入和一定条件下发生反应。达平衡时转化率为转化率为____________ 。
(4)某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生反应的转化率随温度的变化情况如图所示: 内温度从升高到,此时段内的平均反应速率_______ (保留位有效数字)。
②无氧条件下,生成的转化率较低,原因可能是_______ 。
已知:;;
(1)氧化脱除的总反应是
(2)该反应过程有两步:,反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数
步骤 | 反应 | 活化能 | 正反应速率方程 | 逆反应速率方程 |
Ⅰ | (快) | |||
Ⅱ | (慢) |
②在、初始压强为的恒温刚性容器(体积为VL)中,按通入和一定条件下发生反应。达平衡时转化率为转化率为
(4)某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生反应的转化率随温度的变化情况如图所示: 内温度从升高到,此时段内的平均反应速率
②无氧条件下,生成的转化率较低,原因可能是
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