山东专用2020届高考化学二轮复习题组32化学反应原理简答题专练含解析

山东专用2020届高考化学二轮复习题组32化学反应原理简答题专练含解析

题组32　化学反应原理简答题专练 ‎1.乙醇是一种重要的化工原料,在生活、生产中的应用广泛。工业上利用二甲醚合成乙醇。‎ 反应①:CH3OCH3(g)+CO(g) CH3COOCH3(g)　　ΔH1‎ 反应②:CH3COOCH3(g)+2H2(g) CH3OH(g)+C2H5OH(g)　ΔH2‎ 压强为p kPa时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图1所示,则ΔH1　　　　0(填“>”或“<”,下同)、ΔH2　　　　0。温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇含量的影响如图2所示。在300~600 K范围内,乙酸甲酯的百分含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　‎ ‎　　　　　　　。 ‎ 图1　温度对反应平衡转化率的影响 图2　温度对平衡体系中产物百分含量的影响 答案　<　　<　　300~600 K范围内,随着温度升高,反应①对应的平衡体系向逆反应方向移动的程度比反应②的小 解析　由图1可知,压强相同时,温度升高,二甲醚和乙酸甲酯的平衡转化率均减小,则ΔH1和ΔH2都小于0,即ΔH1<0,ΔH2<0。300~600 K时,随着温度升高,反应①和反应②均逆向移动,但反应②受温度影响更大,逆向移动程度较大,导致乙酸甲酯的百分含量逐渐增大,乙醇的百分含量逐渐减小。‎ - 6 -‎ ‎2.用Fe作电极电解含Cr2O‎7‎‎2-‎的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀以达到除铬的目的。‎ ‎(1)用Fe作电极的原因为  　。 ‎ ‎(2)在阴极附近溶液pH升高的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)溶液中除生成Cr(OH)3沉淀外还生成沉淀是　　　　,解释产生的原因:　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)阳极反应为Fe-2e- Fe2+,提供还原剂Fe2+‎ ‎(2)水电离产生的H+放电生成H2:2H++2e- H2↑,同时产生了大量OH-‎ ‎(3)Fe(OH)3　溶液中的Fe2+被Cr2O‎7‎‎2-‎氧化为Fe3+,电解过程中pH升高,Fe3+水解程度增大,转化为Fe(OH)3沉淀 ‎3.应对雾霾、改善空气质量需要从多方面入手,如开发利用清洁能源等。甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。‎ 一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,在催化剂作用下充分反应。图中表示平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度变化的平衡曲线。回答下列问题:‎ ‎(1)该反应的ΔH　　 (填“>”或“<”)0,压强的相对大小:p1　　 (填“>”或“<”)p2。 ‎ ‎(2)压强为p2,温度为300 ℃时,该反应的化学平衡常数K=　　　　。 ‎ ‎(3)下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是　　　　。 ‎ A.容器内气体压强不再变化 B.v(CO)∶v(H2)∶v(CH3OH)=1∶2∶1‎ C.容器内气体的密度不再变化 ‎ D.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 E.容器内各组分的质量分数不再变化 ‎(4)某温度下,在保证反应物浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡　　　　(填字母)。 ‎ - 6 -‎ A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 答案　(1)<　>　(2)48　(3)BC　(4)C 解析　(1)由题图可知,随温度的升高,CH3OH的体积分数减小,即升温平衡向逆反应方向移动,说明逆反应吸热,则正反应放热。题给反应的正反应是气体体积减小的反应,压强增大,平衡正向移动,CH3OH体积分数增大,则p1>p2。(2)列三段式:‎ ‎　　　　　　　CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)‎ n(起始)/mol 1 2 　0‎ n(变化)/mol x 2x x n(平衡)/mol 1-x 2-2x 　x CH3OH的体积分数为0.5,则x‎1-x+2-2x+x=0.5,x=0.75,平衡时c(CO)、c(H2)、c(CH3OH)分别为0.125 mol·L-1、0.25 mol·L-1、0.375 mol·L-1,K=‎0.375‎‎0.125×0.2‎‎5‎‎2‎=48。(3)A项,该反应的正反应是气体体积减小的反应,压强不变,说明达到平衡;B项,没有说明是正反应速率还是逆反应速率,无法判断;C项,质量不变,容器体积不变,密度始终不变;D项,气体总质量不变,平均相对分子质量不变,则气体总物质的量不变,说明达到平衡;E项,各组分质量分数不变,说明达到平衡。‎ ‎4.直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。‎ ‎(1)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO‎3‎‎2-‎)∶n(HSO‎3‎‎-‎)的变化关系如下表:‎ n(SO‎3‎‎2-‎)∶n(HSO‎3‎‎-‎)‎ ‎91∶9‎ ‎1∶1‎ ‎9∶91‎ pH ‎8.2‎ ‎7.2‎ ‎6.2‎ 由上表判断,NaHSO3溶液显　　　　性,用化学平衡原理解释:　  　。 ‎ ‎(2)当吸收液的pH降至约为6时,需送到电解槽再生。再生示意图如下:‎ 当阴极室中溶液pH升到8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:  　。 ‎ - 6 -‎ 答案　(1)酸　NaHSO3溶液中的HSO‎3‎‎-‎存在两个平衡:HSO‎3‎‎-‎ H++SO‎3‎‎2-‎和HSO‎3‎‎-‎+H2O H2SO3+OH-,HSO‎3‎‎-‎的电离程度大于其水解程度 ‎(2)H+在阴极得电子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO‎3‎‎-‎电离生成SO‎3‎‎2-‎,且Na+进入阴极室,吸收液得以再生 ‎5.简要回答下列问题:‎ ‎(1)用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO‎4‎‎2-‎等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的　　　　(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO‎4‎‎2-‎,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。 ‎ ‎(2)氯碱工业中电解饱和食盐水时,用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)已知Ba2+有很强的毒性,医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是  ‎ ‎　 (用沉淀溶解平衡原理解释)。 ‎ 答案　(1)BaCl2　BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO‎3‎‎2-‎时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)‎ ‎(2)由于阳极上生成氯气,而氯气可溶于水,并发生下列反应:Cl2+H2O HCl+HClO,增大HCl的浓度可使平衡逆向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的逸出 ‎(3)对于平衡BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO‎4‎‎2-‎(aq),H+不能减小SO‎4‎‎2-‎的浓度,故平衡不能向溶解方向移动,Ba2+浓度很小,因而对人身无害 ‎6.汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质,已成为某些大城市空气的主要污染源。‎ ‎(1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因为(可逆反应,用化学方程式表示)　　　　　　　　　　　　　　　　　,且汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,试分析其原因:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2,反应原理:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。‎ - 6 -‎ 某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中,分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO,在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示。‎ ‎①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)=　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　(填序号)。 ‎ ‎③与实验Ⅱ相比,实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件,所改变的条件和判断的理由为:‎ 实验Ⅰ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ 实验Ⅲ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)、αⅢ(CO)的大小关系为　　 　　‎ ‎　　　　　　。 ‎ 答案　(1)N2+O2 2NO　温度升高,反应速率加快 ‎(2)①1.75×10-3 mol·L-1·min-1‎ ‎②Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ ‎③改变条件:升高温度;理由:达到平衡时所用的时间比Ⅱ短,相比实验Ⅱ平衡左移　改变条件:加催化剂;理由:达到平衡时所用的时间比Ⅱ短,平衡没有移动 ‎④αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)‎ 解析　(1)汽车尾气中含有NO,原因是空气中的氮气和氧气在高温或放电的条件下生成NO;反应温度越高,反应速率越快,故汽车启动后,汽缸的温度越高,单位时间内NO的排放量越大。(2)①实验Ⅱ从开始到平衡,体系总压强从320 kPa降低至250 kPa,总物质的量浓度由0.16 mol·L-1变为0.125 mol·L-1,根据反应方程式2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),总浓度减小0.035 mol·L-1,反应的NO的浓度为0.07 mol·L-1,则v(NO)=‎0.07 mol·‎L‎-1‎‎40 min=‎ ‎1.75×10-3 mol·L-1·min-1。④三组实验中CO的转化率:实验Ⅲ、Ⅱ中CO的转化率相等,实验Ⅰ的压强改变量为50 kPa,实验Ⅲ、Ⅱ的压强改变量为70 kPa,故实验Ⅰ中CO的转化率最小,即αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。‎ - 6 -‎ - 6 -‎