解题方法
1 . 乙烯是一种基本化工原料,广泛应用于高新材料合成、医药合成等。工业上,乙烯的制备途径有多种。回答下列问题:
(1)二氧化碳催化加氢制备乙烯
反应原理: 。已知相关物质的标准摩尔生成焓数据如表所示[标准摩尔生成焓()是指在标准压力下,一定温度时,由元素最稳定的单质合成1摩尔物质时的反应焓变]。
①△H=______ ;△G随着温度变化的三种趋势如图1所示,能用来表示该反应的曲线是________ (填字母标号)。②向2L的密闭刚性容器中充入1mol 和3mol ,发生上述反应。平衡体系中各成分的浓度随温度的变化如图2所示。则图中代表的曲线是______ (填字母标号);K时,该反应的化学平衡常数___________ 。(2)正丁烷催化裂解制备乙烯
主反应:
副反应:
某温度下,向0.5L恒容密闭容器中充入1mol (g),发生上述反应。保持温度不变,正丁烷与乙烯的浓度随时间的变化关系如图3所示。
①反应开始至达平衡过程中,副反应平均反应速率v(丙烯)=_______ 。
②平衡时乙烯的选择性η(乙烯)=_________ 。
[已知选择性]
③第12min时,其他条件不变,扩大容器容积至1L,至14min体系再次达到平衡,请在图3中画出乙烯的浓度随时间的变化曲线示意图_________ 。
(1)二氧化碳催化加氢制备乙烯
反应原理: 。已知相关物质的标准摩尔生成焓数据如表所示[标准摩尔生成焓()是指在标准压力下,一定温度时,由元素最稳定的单质合成1摩尔物质时的反应焓变]。
物质 | (g) | (g) | (g) | (g) |
0 | 52.3 |
主反应:
副反应:
某温度下,向0.5L恒容密闭容器中充入1mol (g),发生上述反应。保持温度不变,正丁烷与乙烯的浓度随时间的变化关系如图3所示。
①反应开始至达平衡过程中,副反应平均反应速率v(丙烯)=
②平衡时乙烯的选择性η(乙烯)=
[已知选择性]
③第12min时,其他条件不变,扩大容器容积至1L,至14min体系再次达到平衡,请在图3中画出乙烯的浓度随时间的变化曲线示意图
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2 . 回答下列问题。
(1)已知下列热化学方程式:
Ⅰ.
Ⅱ.
在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________ 。
(2)查阅资料得知,反应在含有少量I2的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。
增大I2的浓度___________ (填“能”或“不能”)明显增大总反应的平均速率,理由为___________ 。
(3)氯化铜晶体()常用作玻璃、陶瓷着色剂和饲料添加剂等。工业上用粗氧化铜粉(含杂质FeO和SiO2)制备无水氯化铜,制取流程如下:
___________ (填字母,下同)。
a.KMnO4溶液 b.氯水 c.溴水 d.H2O2溶液
②溶液C中加入试剂y可以调节溶液pH,从而除去而不引入杂质。试剂y可选用下列物质中的___________ 。
a.Cu b.CuO c. d.NaOH
③SOCl2与水反应的化学方程式为___________ 。
④SOCl2与混合并加热,可得到无水CuCl2的原因是___________ 。
(1)已知下列热化学方程式:
Ⅰ.
Ⅱ.
在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为
(2)查阅资料得知,反应在含有少量I2的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。
增大I2的浓度
(3)氯化铜晶体()常用作玻璃、陶瓷着色剂和饲料添加剂等。工业上用粗氧化铜粉(含杂质FeO和SiO2)制备无水氯化铜,制取流程如下:
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 |
已知:氯化亚砜()熔点-105℃,沸点78.8℃,易水解。
①为避免引入杂质,试剂x可选用a.KMnO4溶液 b.氯水 c.溴水 d.H2O2溶液
②溶液C中加入试剂y可以调节溶液pH,从而除去而不引入杂质。试剂y可选用下列物质中的
a.Cu b.CuO c. d.NaOH
③SOCl2与水反应的化学方程式为
④SOCl2与混合并加热,可得到无水CuCl2的原因是
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3 . 硫酸是重要的化工原料,它的年产量可以用来衡量一个国家的化工生产水平,以黄铁矿为原
料进行接触法制硫酸的流程如下:(1)黄铁矿在___________ (填设备名称)中与氧气反应的方程式,每生成转移___________ mol电子。
(2)在转化阶段,下列条件能使平衡向生成的方向移动的是_________。
(3)硫酸工业生产中吸收率与进入吸收塔的硫酸浓度和温度关系如图,由图可知吸收所用硫酸的适宜浓度为98.3%,适宜温度为___________ ,而工业生产中一般采用60℃的可能原因是___________ 。
料进行接触法制硫酸的流程如下:(1)黄铁矿在
(2)在转化阶段,下列条件能使平衡向生成的方向移动的是_________。
A.不采用常温而加热至400℃-500℃ | B.使用作为催化剂 |
C.向容器中通入过量空气 | D.进入接触室前的混合气体需要先净化 |
(3)硫酸工业生产中吸收率与进入吸收塔的硫酸浓度和温度关系如图,由图可知吸收所用硫酸的适宜浓度为98.3%,适宜温度为
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4 . 氢能是一种绿色能源,研发新型制氢技术具有重要意义。
(1)甘油、水蒸气、氧气自热式催化重整制氢时无需加热,主要反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
①___________ 。
②除外,可能还会产生等副产物,为了提高原子利用率,最需要抑制的生成,原因是___________ 。
(2)“表面改性铝粉分解水制氢”因储量丰富和较强的还原活性得到广泛应用。铝粉表面的致密氧化膜是影响还原活性的主要因素,工业上常用溶液或锡酸钠溶液作为粉的改性试剂。已知:。
①利用溶液改性粉的原理可用化学方程式表示为___________ 。
②下,向两份质量和粒径均相同的粉中,分别加入等体积溶液和溶液来改性粉,氢气产率随时间的变化关系如图1所示。溶液改性效果明显优于溶液的可能原因是___________ 。③保持其他条件不变,氢气产率随溶液浓度的变化关系如图2所示。当溶液浓度为时,氢气产率接近。但溶液过大或过小会大大降低氢气产率,其可能原因分别是___________ 。(3)“纳米铷镍合金催化氨硼烷水解制氢”主要经过吸附和还原的过程,其反应机理如图所示(每个步骤只画出了可能参与该步反应的1个水分子,氨硼烷中与原子相连的3个原子分别用、和标记)。根据元素电负性的变化规律推测题图的虚线框内微粒和的化学式分别为___________ ;步骤Ⅱ可描述为___________ 。
(1)甘油、水蒸气、氧气自热式催化重整制氢时无需加热,主要反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
①
②除外,可能还会产生等副产物,为了提高原子利用率,最需要抑制的生成,原因是
(2)“表面改性铝粉分解水制氢”因储量丰富和较强的还原活性得到广泛应用。铝粉表面的致密氧化膜是影响还原活性的主要因素,工业上常用溶液或锡酸钠溶液作为粉的改性试剂。已知:。
①利用溶液改性粉的原理可用化学方程式表示为
②下,向两份质量和粒径均相同的粉中,分别加入等体积溶液和溶液来改性粉,氢气产率随时间的变化关系如图1所示。溶液改性效果明显优于溶液的可能原因是
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5 . 环己烯是工业常用的化工原料。工业上通过热铂基催化剂重整将环己烷脱氢制备环己烯,其热化学方程式为 。
(1)几种共价键的键能数据如下:
则a=_______ 。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述正确的是_______ (填字母)。
a.混合气体的密度不随时间变化时说明该反应达到平衡状态
b.平衡后再充入环己烷气体,平衡向右移动
c.加入高效催化剂,单位时间内环己烯的产率可能会增大
d.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性()随温度的变化如图所示:
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是_______ 。
②当温度高于600℃时,可能的副产物有_______ (任写出其中一种结构简式)。
(4)在873K、100kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而_______ (填“升高”或“降低”或“不变”),其原因是_______ 。
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则平衡时环己烷的分压为_______ kPa(保留2位小数),该环己烷脱氢反应的压强平衡常数_______ kPa(保留2位小数)。[注:用分压计算的平衡常数为压强平衡常数(),分压=总压×物质的量分数]
(1)几种共价键的键能数据如下:
共价键 | ||||
键能/ | 436 | 413 | 348 | a |
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述正确的是
a.混合气体的密度不随时间变化时说明该反应达到平衡状态
b.平衡后再充入环己烷气体,平衡向右移动
c.加入高效催化剂,单位时间内环己烯的产率可能会增大
d.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性()随温度的变化如图所示:
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是
②当温度高于600℃时,可能的副产物有
(4)在873K、100kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则平衡时环己烷的分压为
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6 . CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,将CO2作为原料转化为有用化学品,对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。
Ⅰ.工业上以CO2和NH3为原料合成尿素,在合成塔中存在如下转化:
(1)液相中,合成尿素的热化学方程式为:2NH3(l)+CO2(l)H2O(l)+NH2CONH2(l) ΔH=___________ kJ/mol。
Ⅱ.可利用CO2和CH4催化制备合成气(CO、H2),在一定温度下容积为1 L密闭容器中,充入等物质的量CH4和CO2,加入Ni/Al2O3使其发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(2)制备“合成气”反应历程分两步:
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量图变化如下图所示:
①反应速率快慢比较:反应①___________ 反应②(填“>”“<”或“=”),请依据有效碰撞理论微观探析其原因___________ 。
②一定温度下,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡常数K=___________ (用k1、k2、k3、k4表示)。
(3)制备合成气(CO、H2)过程中发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ/mol,在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态。反应体系中,随温度变化的关系如图所示:
随着进料比的增加,的值___________ (填“增大”、“不变”或“减小”),其原因是___________ 。
Ⅰ.工业上以CO2和NH3为原料合成尿素,在合成塔中存在如下转化:
(1)液相中,合成尿素的热化学方程式为:2NH3(l)+CO2(l)H2O(l)+NH2CONH2(l) ΔH=
Ⅱ.可利用CO2和CH4催化制备合成气(CO、H2),在一定温度下容积为1 L密闭容器中,充入等物质的量CH4和CO2,加入Ni/Al2O3使其发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(2)制备“合成气”反应历程分两步:
步骤 | 反应 | 正反应速率方程 | 逆反应速率方程 |
反应① | CH4(g)C(ads)+2H2(g) | v正=k1·c(CH4) | v逆=k2·c2(H2) |
反应② | C(ads)+CO2(g)2CO(g) | v正=k3·c(CO2) | v逆=k4·c2(CO) |
①反应速率快慢比较:反应①
②一定温度下,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡常数K=
(3)制备合成气(CO、H2)过程中发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ/mol,在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态。反应体系中,随温度变化的关系如图所示:
随着进料比的增加,的值
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7 . 含铬化合物在生产生活中有着广泛的用途。利用含铬废液(主要含Cr3+、Cl-、K+、等)可制备强氧化剂K2Cr2O7。
已知:pH>6.5时Cr(Ⅵ)主要以的形式存在,pH<6.5时Cr(Ⅵ)主要以的形式存在。
(1)含铬废液中存在Cr3+,该微粒的核外电子排布式为___________ 。
(2)写出调节pH的为12时Cr3+被氧化为Cr(Ⅵ)的离子方程式:___________ 。
(3)加稀硫酸至溶液pH约为1,若“酸化”前不将溶液煮沸,则K2Cr2O7产率明显偏低,原因是___________ 。
(4)利用K2Cr2O7制备Cr2O3。向密闭反应釜中加入1L1mol/L K2Cr2O7溶液,再加入蔗糖(C12H22O11)充分反应生成Cr(OH)3、K2CO3和CO2。焙烧Cr(OH)3得到Cr2O3。理论上需要向反应釜中加入蔗糖的物质的量为___________ 。
(5)利用K2Cr2O7滴定法测定钢渣(主要含有Fe、Fe2O3、FeO及少量惰性杂质)中Fe的含量的方法如下:取钢渣样品0.2500g,加入足量FeCl3溶液充分反应(Fe2O3、FeO及惰性杂质不反应)后过滤,洗涤滤渣。将洗涤液与滤液合并,用0.1000mol/L K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液20.00mL。计算钢渣中Fe的质量分数_______ (写出计算过程,结果保留1位小数)。
已知:pH>6.5时Cr(Ⅵ)主要以的形式存在,pH<6.5时Cr(Ⅵ)主要以的形式存在。
(1)含铬废液中存在Cr3+,该微粒的核外电子排布式为
(2)写出调节pH的为12时Cr3+被氧化为Cr(Ⅵ)的离子方程式:
(3)加稀硫酸至溶液pH约为1,若“酸化”前不将溶液煮沸,则K2Cr2O7产率明显偏低,原因是
(4)利用K2Cr2O7制备Cr2O3。向密闭反应釜中加入1L1mol/L K2Cr2O7溶液,再加入蔗糖(C12H22O11)充分反应生成Cr(OH)3、K2CO3和CO2。焙烧Cr(OH)3得到Cr2O3。理论上需要向反应釜中加入蔗糖的物质的量为
(5)利用K2Cr2O7滴定法测定钢渣(主要含有Fe、Fe2O3、FeO及少量惰性杂质)中Fe的含量的方法如下:取钢渣样品0.2500g,加入足量FeCl3溶液充分反应(Fe2O3、FeO及惰性杂质不反应)后过滤,洗涤滤渣。将洗涤液与滤液合并,用0.1000mol/L K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液20.00mL。计算钢渣中Fe的质量分数
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8 . KSCN是实验室常用的化学试剂。
(1)探究KCl浓度对Fe3+与SCN-显色反应的影响
将25mL0.005mol•L-1FeCl3与25mL0.01mol•L-1KSCN溶液混合得红色溶液,各取3mL溶液分别加KCl晶体进行透光实验,结果如图所示。
已知:i.溶液颜色越浅,透光率(T)越高;
ii.FeCl3溶液中存在Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黄色)。
①采用FeCl3稀溶液是为了避免_______ (填离子符号)的颜色对实验干扰。
②由实验结果分析,随着KCl浓度增大,Fe(SCN)3的浓度_______ (填“增大”“减小”或“不变”),从平衡移动的角度分析可能的原因_______ 。
(2)探究KSCN在铜含量测定过程中的作用
步骤如下:取1.0g铜盐样品溶于稀盐酸配成250mL溶液,取10.00mL加入过量KI充分反应,用0.0100mol•L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点。
已知:i.2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;2S2O+I2=S4O+2I-;
ii.I2+I-I,CuI沉淀强烈吸附I;
iii.Ksp(CuI)=1.0×10-12;Ksp(CuSCN)=4.8×10-15
①以淀粉为指示剂,滴定终点的颜色变化为_______ ;根据信息预测最终测定的结果将_______ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②通过实验探究,在滴定过程中加入KSCN可使测定结果更准确,写出发生反应的离子方程式_______ ;到达滴定终点时消耗标准液20.00mL,样品中铜元素质量分数为_______ ,滴定后仍存在少量CuI沉淀,测得溶液中c(I-)=0.2mol•L-1,则c(SCN-)=_______ 。
(1)探究KCl浓度对Fe3+与SCN-显色反应的影响
将25mL0.005mol•L-1FeCl3与25mL0.01mol•L-1KSCN溶液混合得红色溶液,各取3mL溶液分别加KCl晶体进行透光实验,结果如图所示。
已知:i.溶液颜色越浅,透光率(T)越高;
ii.FeCl3溶液中存在Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黄色)。
①采用FeCl3稀溶液是为了避免
②由实验结果分析,随着KCl浓度增大,Fe(SCN)3的浓度
(2)探究KSCN在铜含量测定过程中的作用
步骤如下:取1.0g铜盐样品溶于稀盐酸配成250mL溶液,取10.00mL加入过量KI充分反应,用0.0100mol•L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点。
已知:i.2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;2S2O+I2=S4O+2I-;
ii.I2+I-I,CuI沉淀强烈吸附I;
iii.Ksp(CuI)=1.0×10-12;Ksp(CuSCN)=4.8×10-15
①以淀粉为指示剂,滴定终点的颜色变化为
②通过实验探究,在滴定过程中加入KSCN可使测定结果更准确,写出发生反应的离子方程式
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2024-04-05更新
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51次组卷
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3卷引用:湖南省岳阳市岳阳县第一中学2023-2024学年高二下学期开学化学试题
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解题方法
9 . 为淡绿色或蓝白色固体,难溶于水和乙醇,潮湿时易被氧化,常用于染料、医药中间体的生产。以废弃铁铜合金制备的流程如下:
已知:“氧化”阶段存在平衡。
请回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为第_______ 周期第_______ 族。
(2)“浸取”阶段的产物为。
①中含有_______ 键。
②其他条件不变,浸出率与温度关系如图所示。
请解释以前随温度升高,浸出率增大的原因:_______ 。
③该阶段被氧化的铜元素与被还原的铜元素质量之比为_______ 。
(3)“氧化”阶段试剂X选用_______ (填“液氨”“浓氨水”或“稀氨水”)更好,试从平衡移动角度解释其原因:_______ 。
(4)补全“沉铜”阶段的离子方程式:_______ 。
(5)洗涤时宜选用_______ (填“冷水”或“乙醇”)。
已知:“氧化”阶段存在平衡。
请回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为第
(2)“浸取”阶段的产物为。
①中含有
②其他条件不变,浸出率与温度关系如图所示。
请解释以前随温度升高,浸出率增大的原因:
③该阶段被氧化的铜元素与被还原的铜元素质量之比为
(3)“氧化”阶段试剂X选用
(4)补全“沉铜”阶段的离子方程式:
(5)洗涤时宜选用
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解题方法
10 . 某实验小组同学用KSCN探究久置FeSO4固体变质的情况。将0.3gFeSO4固体用10mL蒸馏水溶解,配成待测液,进行实验。
【初步实验】
(1)用KSCN检验Fe3+的原理是___________ (用离子方程式表示)。
(2)甲同学认为FeSO4固体几乎未变质,ⅱ中变血红色是由于Fe2+被___________ (填化学式)氧化。结合平衡移动原理解释ⅱ中血红色褪去的可能原因___________ 。
(3)乙同学不认同甲对现象的解释,他推测加入浓硝酸后ⅱ中变血红色还可能与其它因素有关,可能的影响因素是___________ 。
为验证该猜测,乙同学继续进行了以下实验。【继续探究】
(4)请补全步骤Ⅱ中的操作:___________ 。
(5)由Ⅰ~Ⅲ推测FeSO4固体变质的情况是___________ (填字母序号)。
a.几乎未变质 b.部分变质 c.完全变质
【反思与迁移】
(6)从上述探究中获得启发,在用KSCN检验Fe3+及进行Fe2+还原性验证实验时,需要注意的事项有___________ (至少2条)。
【初步实验】
(1)用KSCN检验Fe3+的原理是
(2)甲同学认为FeSO4固体几乎未变质,ⅱ中变血红色是由于Fe2+被
(3)乙同学不认同甲对现象的解释,他推测加入浓硝酸后ⅱ中变血红色还可能与其它因素有关,可能的影响因素是
为验证该猜测,乙同学继续进行了以下实验。【继续探究】
步骤 | 操作 | 现象 |
Ⅰ | 取2mL待测液,加入5滴0.1mol·L-1KSCN溶液,再加入5mL浓KNO3溶液 | 溶液无明显变化 |
Ⅱ | 取2mL待测液,加入5滴0.1mol·L-1KSCN溶液,___________ | 溶液变为红色 |
Ⅲ | 向Ⅱ中所得溶液中逐滴加入浓硝酸,边加边振荡 | 溶液逐渐加深为血红色,继续滴加浓硝酸,溶液褪色,pH变化始终不明显 |
(4)请补全步骤Ⅱ中的操作:
(5)由Ⅰ~Ⅲ推测FeSO4固体变质的情况是
a.几乎未变质 b.部分变质 c.完全变质
【反思与迁移】
(6)从上述探究中获得启发,在用KSCN检验Fe3+及进行Fe2+还原性验证实验时,需要注意的事项有
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