解题方法
1 . NiS难溶于水,易溶于稀酸,可利用沉淀转化的原理除去镍电解液中的铜离子,NiS在潮湿的空气中可转化为磁式硫化高镍,从而降低除铜离子能力、实验室模拟制取NiS装置如图(加热、夹持装置略去),先通氮气排尽装置内空气后,同时通入硫化氢气体和氨气,制得NiS沉淀,回答下列问题:(1)Ni在元素周期表中的位置为______ 。
(2)装置图中,仪器a的名称为______ ,装置Ⅱ中的试剂为______ 。
(3)装置Ⅲ中反应的离子方程式为中。
(4)反应结束后关闭、,在b、c处分别连接下图两个装置,打开、进行抽滤和洗涤。装置Ⅳ接在______ (填“b”或“c”)处。(5)用NiS除去镍电解液中的铜离子时,NiS陈化时间对除铜离子效果的影响如图所示(陈化时间:沉淀完全后,让生成的沉淀与母液一起放置的时间)。图中曲线变化原因是______ (用化学方程式结合文字作答)。(6)测定某Nis样品的纯度:称取试样mg(杂质中不含Ni)置于锥形瓶中,用稀酸溶解后加入掩蔽剂掩蔽其它离子,加的氨性缓冲溶液5mL,紫脲酸铵指示剂少许,用 标准溶液滴定,发生反应:。滴定达终点时消耗EDTA标准溶液VmL。
①样品的纯度为______ %。
②滴定过程中,若氨性缓冲溶液pH过低,导致测得的产品纯度______ (填“偏低”、“偏高”或“不影响”)。
(2)装置图中,仪器a的名称为
(3)装置Ⅲ中反应的离子方程式为中。
(4)反应结束后关闭、,在b、c处分别连接下图两个装置,打开、进行抽滤和洗涤。装置Ⅳ接在
①样品的纯度为
②滴定过程中,若氨性缓冲溶液pH过低,导致测得的产品纯度
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解题方法
2 . 和是两种常见的温室气体,利用和生成高附加值合成气CO和,以及甲烷部分催化裂解制备乙烯是目前研究的热点之一。回答下列问题:
(1)已知: ; ;
。
反应的________ ;对于该反应,有利于提高平衡转化率的条件是________ (填字母)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(2)CO常用于工业冶炼金属,如图是在不同温度下CO还原三种金属氧化物达平衡后气体中与温度(T)的关系曲线图。下列说法正确的是________(填字母)。
(3)甲烷部分催化裂解制备乙烯的反应原理为 。温度为T℃,压强为100kPa时,向体积可变的密闭容器中加入,平衡时转化率为40%,若温度、压强和初始量不变,充入作为稀释气,平衡时转化率为50%,则充入He的物质的量为________ mol。
(4)一定温度下,将充入2L的固定容积容器中发生反应 。实验测得容器内各气体分压与时间的关系如图所示。①的平衡转化率为________ 。
②反应的平衡常数________ 。
③若在该温度下,向容器中再充入,达到平衡时,平衡混合物中的物质的量分数________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)已知: ; ;
。
反应的
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(2)CO常用于工业冶炼金属,如图是在不同温度下CO还原三种金属氧化物达平衡后气体中与温度(T)的关系曲线图。下列说法正确的是________(填字母)。
A.CO还原的反应 |
B.CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr) |
C.工业冶炼金属铜时较低的温度有利于提高CO的利用率 |
D.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间,减少尾气中CO的含量 |
(3)甲烷部分催化裂解制备乙烯的反应原理为 。温度为T℃,压强为100kPa时,向体积可变的密闭容器中加入,平衡时转化率为40%,若温度、压强和初始量不变,充入作为稀释气,平衡时转化率为50%,则充入He的物质的量为
(4)一定温度下,将充入2L的固定容积容器中发生反应 。实验测得容器内各气体分压与时间的关系如图所示。①的平衡转化率为
②反应的平衡常数
③若在该温度下,向容器中再充入,达到平衡时,平衡混合物中的物质的量分数
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解题方法
3 . 丙烯是一种重要的化工原料,工业上丙烷制丙烯的相关反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
回答下列问题:
Ⅰ.单独投料(副反应抑制法)。
(1)反应:_________ 。
(2)时,单独加入至后达到平衡,体系中部分组分(仅考虑表内转化)的体积分数见下表。
①若只考虑体系中反应ⅱ,以下操作有利于减小平衡转化率的是___________ (填字母)。
A.通入少量 B.使用高选择性催化剂 C.降温 D.减压
②内消耗的平均速率:反应ⅰ_________ 反应ⅱ(填“<”、“>”或“=”)。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中通入,压强为,若只考虑反应ⅰ、ⅱ,反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数总压)为、,则该温度下,用物质的量浓度表示反应Ⅰ的平衡常数___________ 。
Ⅱ.共进料投料(耦合反应法)。
工业上也常采用与共进料投料,通过发生耦合反应制丙烯,反应如下:
(4)为用压强表示的反应平衡常数,一定温度下:
ⅰ.
ⅳ.
则体系中反应___________ (用含、的式子表示)。
(5)实际工艺生产中按进料,平衡体系中部分组分的体积分数与温度的关系如图所示,综合反应分析:①由图可知反应ⅰ是________ (填“吸热”或“放热”)反应,在________ (填“高温”或“低温”)下进行自发反应。
②生产中温度须不低于,原因是___________ 。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
回答下列问题:
Ⅰ.单独投料(副反应抑制法)。
(1)反应:
(2)时,单独加入至后达到平衡,体系中部分组分(仅考虑表内转化)的体积分数见下表。
物质 | ||||
体积分数 | 18 | 20 | 47 | 0 |
A.通入少量 B.使用高选择性催化剂 C.降温 D.减压
②内消耗的平均速率:反应ⅰ
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中通入,压强为,若只考虑反应ⅰ、ⅱ,反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数总压)为、,则该温度下,用物质的量浓度表示反应Ⅰ的平衡常数
Ⅱ.共进料投料(耦合反应法)。
工业上也常采用与共进料投料,通过发生耦合反应制丙烯,反应如下:
(4)为用压强表示的反应平衡常数,一定温度下:
ⅰ.
ⅳ.
则体系中反应
(5)实际工艺生产中按进料,平衡体系中部分组分的体积分数与温度的关系如图所示,综合反应分析:①由图可知反应ⅰ是
②生产中温度须不低于,原因是
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4 . 硫酰氯(SO2Cl2)在有机合成上可用作磺化剂和氯化剂。无水条件下合成SO2Cl2的反应为:SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g) △H=-67kJ/mol。
(1)关于上述反应,下列描述错误的是___________ (填字母)。(2)已知Cl-Cl和S-Cl的键能分别为243kJ/mol和255kJ/mol。二氧化硫和硫酰氯分子中硫氧键的键能差值为___________ kJ/mol。
(3)等温下,将等物质的量的反应物加入恒容容器中,起始压强为mkPa,发生上述反应,平衡后压强为nkPa,平衡常数Kp=___________ (kPa)-1(列出表达式)。
(4)硫酰氯对甲苯进行气相催化氯化,某反应机理如图所示(图中为催化剂表面的催化活性位点)。①甲苯氯化的化学方程式为___________ 。
②根据反应机理,当催化剂表面活性位点不足时,分别增大硫酰氯和甲苯的浓度,反应速率的变化情况分别为___________ 。
(5)锂—硫酰氯电池是一种高能锂电池。该电池采用非编织玻璃隔膜,以金属Li为负极,多孔碳为正极(硫酰氯为正极活性物质),溶解有Li[AlCl4]的液态硫酰氯作为电解液。
①电解液中迁移向正极的离子为___________ 。
②负极的电极反应式为___________ 。
③放电时,若正极生成LiCl、Li2S2O4和SO2三种产物,其物质的量分别为a、b和cmol,则c=___________ (用a和b表示)。
(1)关于上述反应,下列描述错误的是
(3)等温下,将等物质的量的反应物加入恒容容器中,起始压强为mkPa,发生上述反应,平衡后压强为nkPa,平衡常数Kp=
(4)硫酰氯对甲苯进行气相催化氯化,某反应机理如图所示(图中为催化剂表面的催化活性位点)。①甲苯氯化的化学方程式为
②根据反应机理,当催化剂表面活性位点不足时,分别增大硫酰氯和甲苯的浓度,反应速率的变化情况分别为
(5)锂—硫酰氯电池是一种高能锂电池。该电池采用非编织玻璃隔膜,以金属Li为负极,多孔碳为正极(硫酰氯为正极活性物质),溶解有Li[AlCl4]的液态硫酰氯作为电解液。
①电解液中迁移向正极的离子为
②负极的电极反应式为
③放电时,若正极生成LiCl、Li2S2O4和SO2三种产物,其物质的量分别为a、b和cmol,则c=
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5 . 铁酸钡()是一种压电材料。以重晶石(,杂质主要有、等)为原料,采用下列路线可制备粉状。已知:BaS可溶于水。CaS微溶于水,可溶于酸;草酸在水溶液中高于85℃易分解。
回答下列问题:
(1)“焙烧”步骤中碳粉将还原为BaS的化学方程式为___________ 。
(2)①用水“浸取”时主要发生反应的离子方程式为___________ 。
②流程中先用水浸取,再用盐酸酸化,相比于焙烧后的产物直接用盐酸浸取主要的优势在于___________ 。
(3)“浓缩结晶”所得中常含有少量杂质金属离子,因此在制备高纯时需要先将纯化。纯化的步骤为:将酸浸液加热至95℃浓缩,冷却结晶后得到溶于水中,加入双氧水,然后加入氨水调节pH,过滤除去沉淀。滤液经加热浓缩,冷却结晶,即得到高纯度。
①加入双氧水的作用为___________ 。
②为何不在浓缩结晶之前加入双氧水和氨水除去杂质金属离子?___________ 。
(4)“沉淀”步骤生成难溶的
已知:在水中剧烈水解,在“沉淀”步骤的反应体系中,根据pH不同,发生以下过程:
;
;
实验表明,“沉淀”反应的最佳pH条件为2.5附近。从平衡移动角度分析pH太高或太低对生成沉淀不利的原因:___________ 。
(5)在氮气气氛中“热分解”生成粉状钛酸钡,对应的化学反应方程式为___________ 。
回答下列问题:
(1)“焙烧”步骤中碳粉将还原为BaS的化学方程式为
(2)①用水“浸取”时主要发生反应的离子方程式为
②流程中先用水浸取,再用盐酸酸化,相比于焙烧后的产物直接用盐酸浸取主要的优势在于
(3)“浓缩结晶”所得中常含有少量杂质金属离子,因此在制备高纯时需要先将纯化。纯化的步骤为:将酸浸液加热至95℃浓缩,冷却结晶后得到溶于水中,加入双氧水,然后加入氨水调节pH,过滤除去沉淀。滤液经加热浓缩,冷却结晶,即得到高纯度。
①加入双氧水的作用为
②为何不在浓缩结晶之前加入双氧水和氨水除去杂质金属离子?
(4)“沉淀”步骤生成难溶的
已知:在水中剧烈水解,在“沉淀”步骤的反应体系中,根据pH不同,发生以下过程:
;
;
实验表明,“沉淀”反应的最佳pH条件为2.5附近。从平衡移动角度分析pH太高或太低对生成沉淀不利的原因:
(5)在氮气气氛中“热分解”生成粉状钛酸钡,对应的化学反应方程式为
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6 . 环己烯()是一种重要的化学试剂,主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。
直接脱氢:1.氧化脱氢:
回答下列问题:
(1)已知几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 | H-H | C-H | C-C | |
键能/(kJ | 436 | 413 | 348 | 615 |
①的焓变小于零的原是
② 脱氢的速率
③环己烷脱氢制备环己烯的副产物可能有
④在恒容密闭容器中充入一定量的环己烷,其初始压强为p,发生直接脱氢反应达到平衡时,环己烷的转化率为x,则反应I的标准平衡常数Kθ=
(3)在压强恒为的密闭容器中充入不同投料比的环己烷和CO2,在不同温度下达到平衡时,环己烷的转化率如下图所示,则a、b、c的大小关系为
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2024-06-04更新
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109次组卷
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4卷引用:湖北省普通高中2024届高三下学期高考押题预测卷化学试题
7 . 乙烯、丙烯是石油产业的核心,工业上可利用甲醇制备乙烯、丙烯,所涉及的反应如下:
主反应:;
副反应:。
回答下列问题:
(1)已知相关化学键的键能数据如下:
_______ 。
(2)下列关于反应的说法正确的是_______(填字母)。
(3)T℃时,在压强恒定的相同容器中填装催化剂,以恒定的流速通入,测得甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性(选择性:转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)与反应时间的关系如图所示。①控制反应的最佳时间为_______ 。
②3h后乙烯和丙烯的选择性均明显下降,可能的原因是_______ 。
(4)只研究温度对反应的影响,向压强恒定为的密闭容器中通入只发生反应和,经过相同时间,乙烯和丙烯的物质的量随温度的变化如图所示。①前,乙烯和丙烯的物质的量随温度升高逐渐增大的原因为_______ 。
②时,的平衡转化率为_______ 。
③时,反应的平衡常数_______ (列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(5)若反应ⅲ的速率方程为,其中分别表示正、逆反应速率常数,只与温度有关。如图为反应ⅲ的速率常数的对数与温度的倒数之间的关系,则时,反应ⅲ的化学平衡常数_______ 。
主反应:;
副反应:。
回答下列问题:
(1)已知相关化学键的键能数据如下:
化学键 | C-H | C-O | C=C | O-H |
键能 | 413 | 351 | 615 | 463 |
(2)下列关于反应的说法正确的是_______(填字母)。
A.主反应均为熵增反应 |
B.乙烯和丙烯的体积分数相等,说明体系达到了平衡状态 |
C.及时将水蒸气液化并分离,有利于提高甲醇的平衡转化率 |
D.其他条件相同,反应i分别在恒容和恒压条件下进行,前者甲醇的平衡转化率更高 |
(3)T℃时,在压强恒定的相同容器中填装催化剂,以恒定的流速通入,测得甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性(选择性:转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)与反应时间的关系如图所示。①控制反应的最佳时间为
②3h后乙烯和丙烯的选择性均明显下降,可能的原因是
(4)只研究温度对反应的影响,向压强恒定为的密闭容器中通入只发生反应和,经过相同时间,乙烯和丙烯的物质的量随温度的变化如图所示。①前,乙烯和丙烯的物质的量随温度升高逐渐增大的原因为
②时,的平衡转化率为
③时,反应的平衡常数
(5)若反应ⅲ的速率方程为,其中分别表示正、逆反应速率常数,只与温度有关。如图为反应ⅲ的速率常数的对数与温度的倒数之间的关系,则时,反应ⅲ的化学平衡常数
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8 . 乙二醇常用作溶剂、防冻液和合成聚酯的原料。工业上有多种方法可以制备乙二醇。
(1)环氧乙烷()直接水合法;环氧乙烷在一定条件下直接水解得到乙二醇,写出该反应的化学方程式__________ 。
生成的乙二醇可以继续与环氧乙烷发生副反应生成。为避免发生副反应,需要加大量的水,导致产品含水量较高,后续分离流程复杂。
(2)碳酸乙烯酯合成法:
①反应温度为140℃,催化剂用量为2%,反应2h时,/n(碳酸乙烯酯)与反应后体系中各物质含量的关系如下表所示:
根据表中数据分析,/n(碳酸乙烯酯)=1.5时,乙二醇实际含量较低的可能原因是__________ 、__________ 。(写出两条)
②/n(碳酸乙烯酯)=2.0,催化剂用量为2%,反应2h时,碳酸乙烯酯转化率和乙二醇选择性随反应温度变化的趋势如图。反应温度大于140℃时,乙二醇选择性下降的原因是__________ 。(3)CO氧化偶联法:先以CO、、、NO、等为原料合成草酸二甲酯,再制得乙二醇。物质转化流程如下图。①写出该过程的总反应方程式__________ 。
②已知乙二醇的沸点为197.3℃,甲醇的沸点为64.8℃,二者互溶。分离乙二醇和甲醇的实验操作为__________ ,解释二者互溶的原因__________ 。
(4)乙烯催化氧化一步法:有研究者发现,能够在钛硅分子筛的催化作用下氧化乙烯,一步生成乙二醇。不同温度下,的转化率与利用率如下表所示。
解释60℃后利用率变化的原因__________ 。
(1)环氧乙烷()直接水合法;环氧乙烷在一定条件下直接水解得到乙二醇,写出该反应的化学方程式
生成的乙二醇可以继续与环氧乙烷发生副反应生成。为避免发生副反应,需要加大量的水,导致产品含水量较高,后续分离流程复杂。
(2)碳酸乙烯酯合成法:
第一步:(碳酸乙烯酯)
第二步:(碳酸乙烯酯)
探究第二步反应最佳的合成工艺条件。①反应温度为140℃,催化剂用量为2%,反应2h时,/n(碳酸乙烯酯)与反应后体系中各物质含量的关系如下表所示:
/n(碳酸乙烯酯) | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
乙二醇含量/% | 23.2 | 96.8 | 94.4 | 90.4 |
含量/% | 0.8 | 3.2 | 5.6 | 9.6 |
碳酸乙烯酯含量/% | 72.2 | 0 | 0 | 0 |
②/n(碳酸乙烯酯)=2.0,催化剂用量为2%,反应2h时,碳酸乙烯酯转化率和乙二醇选择性随反应温度变化的趋势如图。反应温度大于140℃时,乙二醇选择性下降的原因是
②已知乙二醇的沸点为197.3℃,甲醇的沸点为64.8℃,二者互溶。分离乙二醇和甲醇的实验操作为
(4)乙烯催化氧化一步法:有研究者发现,能够在钛硅分子筛的催化作用下氧化乙烯,一步生成乙二醇。不同温度下,的转化率与利用率如下表所示。
温度(℃) | 50 | 60 | 80 |
转化率/% | 84.9 | 98.4 | 99.8 |
利用率/% | 67.2 | 67.8 | 55.5 |
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9 . 以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一,反应原理为:
反应Ⅰ:。
已知:
回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变__________ 。合成过程中借助高分子选择性吸水膜可有效提高平衡利用率,其原因是__________ 。
(2)关于反应Ⅰ的说法,正确的是__________ 。
A.有利于减少碳排放,实现碳中和
B.降低温度可提高含量,工业生产时应控制温度越低越好
C.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
(3)在恒压密闭容器中通入和的混合气体制备甲醇。过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表:①该反应最适宜的温度是__________ ℃。
②随着温度升高,反应速率加快,甲醇的时空收率增大。继续升高温度,甲醇的时空收率反而降低的原因可能是__________ 。
③220℃时,氢气的平均反应速率为__________ 。
(4)催化加氢制甲醇过程中,存在竞争的副反应主要是:
在恒温、压强为p的反应条件中,和反应并达到平衡状态,平衡转化率为20%,甲醇选择性为50%,该温度下主反应的平衡常数__________ 。(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,甲醇的选择性%)
反应Ⅰ:。
已知:
回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变
(2)关于反应Ⅰ的说法,正确的是
A.有利于减少碳排放,实现碳中和
B.降低温度可提高含量,工业生产时应控制温度越低越好
C.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
(3)在恒压密闭容器中通入和的混合气体制备甲醇。过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表:①该反应最适宜的温度是
②随着温度升高,反应速率加快,甲醇的时空收率增大。继续升高温度,甲醇的时空收率反而降低的原因可能是
③220℃时,氢气的平均反应速率为
(4)催化加氢制甲醇过程中,存在竞争的副反应主要是:
在恒温、压强为p的反应条件中,和反应并达到平衡状态,平衡转化率为20%,甲醇选择性为50%,该温度下主反应的平衡常数
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10 . 工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措.回答下列问题:
(1)已知相关反应的热力学数据如下表所示:
①理论上,反应消耗时,反应______ (填“吸收”或“释放”)__________ 的能量;
②时,另一脱硝反应的_______ ;(用含有a、b的式子表示)
(2)模拟工业尾气脱硝:一定条件下,将的气体与混合,均匀通过催化脱硝反应器,测得内去除率与转化率随反应温度的变化如图所示.①温度为T时,的去除率最高的原因是_________________ ;
②若只考虑反应Ⅰ和Ⅲ,则温度为T时,_______ ;(保留到0.1%)
③时,为提高反应Ⅲ中的平衡转化率,理论上能采取的措施是________ ;(填选项)
A.适当降低温度 B.加入少量生石灰
C.恒容充入更多 D.使用更高效的催化剂
(1)已知相关反应的热力学数据如下表所示:
反应 | |||
Ⅰ | |||
Ⅱ | |||
Ⅲ | a | ||
Ⅳ | b |
②时,另一脱硝反应的
(2)模拟工业尾气脱硝:一定条件下,将的气体与混合,均匀通过催化脱硝反应器,测得内去除率与转化率随反应温度的变化如图所示.①温度为T时,的去除率最高的原因是
②若只考虑反应Ⅰ和Ⅲ,则温度为T时,
③时,为提高反应Ⅲ中的平衡转化率,理论上能采取的措施是
A.适当降低温度 B.加入少量生石灰
C.恒容充入更多 D.使用更高效的催化剂
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