2019-2020年高考化學大一輪復習 真題匯編 G單元 化學反應速率和化學平衡 蘇教版.doc
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2019-2020年高考化學大一輪復習 真題匯編 G單元 化學反應速率和化學平衡 蘇教版 G1 化學反應速率 8．G1[xx北京卷] 下列食品添加劑中，其使用目的與反應速率有關的是( ) A．抗氧化劑 B．調味劑 C．著色劑 D．增稠劑 8．A [解析] 食品添加劑中添加抗氧化劑，目的是減慢食品被氧化的速率，A項正確；調味劑的主要作用是補充、增強或增加食品的味道，與反應速率無關，B項錯誤；著色劑是以食品著色為主要目的，與反應速率無關，C項錯誤；增稠劑在食品中主要目的是將液體、漿狀食品形成特定形態(tài)，與反應速率無關，D項錯誤。 3．F1、F3、G1、G2、H5[xx天津卷] 下列敘述正確的是( ) A．使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱(ΔH) B．金屬發(fā)生吸氧腐蝕時，被腐蝕的速率和氧氣濃度無關 C．原電池中發(fā)生的反應達平衡時，該電池仍有電流產生 D．在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小 3．D [解析] 催化劑只能改變反應速率而不能改變化學反應的反應熱，故A項錯誤；金屬發(fā)生吸氧腐蝕的速率與氧氣的濃度有關，濃度越大，被腐蝕的速率越大，故B項錯誤；原電池反應達平衡時，該電池就沒有電流產生了，故C項錯誤；在同濃度的鹽酸中，氫離子的濃度相同，CuS不溶而ZnS可溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小，D項正確。 8．C1、C2、G1、J1、A3[xx浙江卷] 下列敘述不正確的是( ) A．鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時，不能用泡沫滅火器滅火 B．探究溫度對硫代硫酸鈉與硫酸反應速率的影響時，若先將兩種溶液混合并計時，再用水浴加熱至設定溫度，則測得的反應速率偏高 C．蒸餾完畢后，應先停止加熱，待裝置冷卻后，停止通水，再拆卸蒸餾裝置 D．為準確配制一定物質的量濃度的溶液，定容過程中向容量瓶內加蒸餾水至接近刻度線時，改用滴管滴加蒸餾水至刻度線 8．B [解析] K、Na、Mg均能與水和二氧化碳發(fā)生反應，A項正確；探究溫度對反應速率的對比實驗中，先將硫代硫酸鈉與稀硫酸加熱到一定溫度(初溫相同)，混合后與對照組比較，觀察變渾濁的快慢，B項錯誤；C項正確；定容過程中向容量瓶加蒸餾水至刻度線1～2 cm時，改用膠頭滴管滴加，D項正確。 27．G1、G2、G5、A4、A2[xx全國卷Ⅱ] 丙烯腈(CH2===CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產。主要副產物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}： (1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產物丙烯醛(C3H4O)的熱化學方程式如下： ①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝－515 kJmol－1 ②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g) ΔH＝－353 kJmol－1 兩個反應在熱力學上趨勢均很大，其原因是______________________________；有利于提高丙烯腈平衡產率的反應條件是____________________________；提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是________________。 (2)圖(a)為丙烯腈產率與反應溫度的關系曲線，最高產率對應的溫度為460 ℃。低于460 ℃時，丙烯腈的產率________(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡產率，判斷理由是______________________________________；高于460 ℃時，丙烯腈產率降低的可能原因是________(雙選，填標號)。 A．催化劑活性降低 B．平衡常數(shù)變大 C．副反應增多 D．反應活化能增大 圖0－0 (3)丙烯腈和丙烯醛的產率與n(氨)/n(丙烯)的關系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為____，理由是________________________________________。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為________________________。 27．(1)兩個反應均為放熱量大的反應 降低溫度降低壓強 催化劑 (2)不是 該反應為放熱反應，平衡產率應隨溫度升高而降低 AC (3)1 該比例下丙烯腈產率最高，而副產物丙烯醛產率最低 1∶7.5∶1 [解析] (1)由題意可知，反應①、②都是放熱反應，反應①、②分別放出515 kJmol－1和353 kJmol－1熱量，兩反應均符合化學反應自發(fā)進行的焓判據(jù)；反應①的正反應是氣體體積增大的放熱反應，由勒夏特列原理可知，降溫、減壓均能使反應①的化學平衡向正反應方向移動，提高丙烯腈平衡產率；催化劑具有高度的專一性，因此提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是催化劑，而非溫度、壓強。(2)反應①的正反應是放熱反應，如果已經達到化學平衡狀態(tài)，當投料、壓強、濃度等變量不變時，升溫能使平衡左移，丙烯腈的產率逐漸減小，讀圖可知，低于460 ℃時，丙烯腈的產率不是對應溫度下的平衡產率。溫度高于460 ℃時，催化劑活性可能降低，導致丙烯腈產率降低，A項正確；反應①的正反應是放熱反應，升溫使平衡逆向移動，平衡常數(shù)逐漸變小，B項錯誤；溫度高于460 ℃時，副反應進行程度可能增多，反應①進行程度減少，導致丙烯腈產率降低，C項正確；反應活化能與催化劑有關，與溫度、壓強、濃度等無關，升高溫度，不能使反應活化能改變，D項錯誤。(3)讀圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為1，因為該比例下丙烯腈產率最高，而副產物丙烯醛產率最低。由反應①的熱化學方程式可知，進料氣中氨、氧氣、丙烯氣體的理論體積之比為1∶1.5∶1，空氣中氧氣的體積分數(shù)約為1/5(氮氣約占4/5)，則進料氣中氨、空氣、丙烯的理論體積比約為1∶∶1＝1∶7.5∶1。 五、[xx上海卷] 隨著科學技術的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術成為研究的重點。 完成下列填空： 29．G2 G1目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應方程式為 已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。 若溫度從300 ℃升至400 ℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”“減小”或“不變”) v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α 29. v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α 增大 增大 減小 減小 [解析] 根據(jù)題意，溫度升高，H2的體積分數(shù)增加，說明平衡逆向移動，該反應為放熱反應，ΔH＜0。故溫度從300 ℃升高到400 ℃，正、逆反應速率都增大，但平衡常數(shù)K和平衡轉化率α均減小。 G2 化學平衡及勒夏特列原理化學反應進行的方向（課標中必須有） 3．F1、F3、G1、G2、H5[xx天津卷] 下列敘述正確的是( ) A．使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱(ΔH) B．金屬發(fā)生吸氧腐蝕時，被腐蝕的速率和氧氣濃度無關 C．原電池中發(fā)生的反應達平衡時，該電池仍有電流產生 D．在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小 3．D [解析] 催化劑只能改變反應速率而不能改變化學反應的反應熱，故A項錯誤；金屬發(fā)生吸氧腐蝕的速率與氧氣的濃度有關，濃度越大，被腐蝕的速率越大，故B項錯誤；原電池反應達平衡時，該電池就沒有電流產生了，故C項錯誤；在同濃度的鹽酸中，氫離子的濃度相同，CuS不溶而ZnS可溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小，D項正確。 10．G2 L2[xx北京卷] K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)＋H2O2CrO(黃色)＋2H＋。用K2Cr2O7溶液進行下列實驗： 圖0－0 結合實驗，下列說法不正確的是( ) A．①中溶液橙色加深，③中溶液變黃 B．②中Cr2O被C2H5OH還原 C．對比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強 D．若向④中加入70%H2SO4溶液至過量，溶液變?yōu)槌壬? 10．D [解析] 滴加70%的硫酸，增大了H＋的濃度，使平衡 Cr2O(橙色)＋H2O2CrO(黃色)＋2H＋向左移動，滴加30%的NaOH溶液，中和了H＋，H＋濃度降低，使上述平衡向右移動，因此①中溶液橙色加深，③中溶液變黃，A項正確；②中Cr2O在酸性條件下具有強氧化性，被C2H5OH還原，所以顏色變?yōu)榫G色，B項正確；根據(jù)實驗①、②可知，在酸性條件下，K2Cr2O7將C2H5OH氧化，根據(jù)實驗③、④可知，在堿性條件下，Cr2O和C2H5OH沒有反應，C項正確；若向④中加入70% H2SO4溶液至過量，Cr2O的氧化性增強， Cr2O被C2H5OH還原，故溶液變?yōu)榫G色，D項錯誤。 10．F1 G2[xx上海卷] 一定條件下，某容器中各微粒在反應前后變化的示意圖如下，其中和代表不同元素的原子。 圖0 關于此反應說法錯誤的是( ) A．一定屬于吸熱反應 B．一定屬于可逆反應 C．一定屬于氧化還原反應 D．一定屬于分解反應 10．A [解析] 根據(jù)題意，反應前后有剩余，該反應為可逆反應，B項正確；反應的方程式為22＋，該反應為有單質生成的分解反應，必定屬于氧化還原反應，C、D項正確；從圖中并不能判斷反應的熱效應，A項錯誤。 18．G2 J3 D2 D3[xx上海卷] (雙選)一定條件下，一種反應物過量，另一種反應物仍不能完全反應的是( ) A．過量的氫氣與氮氣 B．過量的濃鹽酸與二氧化錳 C．過量的銅與濃硫酸 D．過量的鋅與18 mol/L硫酸 18．AC [解析] 氫氣與氮氣合成氨氣的反應是可逆反應，氫氣過量，N2仍不能完全反應，A項正確；銅與濃硫酸才能反應，隨著反應的進行，硫酸的濃度不斷變稀，反應停止，硫酸不能反應完全，C項正確。 32．H1 G2[xx上海卷]人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡：H＋＋HCOH2CO3，當有少量酸性或堿性物質進入血液中時，血液的pH變化不大，用平衡移動原理解釋上述現(xiàn)象。 ________________________________________________________________________ 32．當少量酸性物質進入血液中，平衡向右移動，使H＋濃度變化較小，血液的pH基本不變；當少量堿性物質進入血液中，平衡向左移動，使H＋濃度變化較小，血液的pH基本不變(合理即給分) 六、[xx上海卷] 乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業(yè)，中學化學實驗常用a裝置來制備。 a b 圖0 完成下列填空： 33．I2 G2 J4實驗時，通常加入過量的乙醇，原因是______________________________________________________。加入數(shù)滴濃硫酸即能起催化作用，但實際用量多于此量，原因是________________________________________；濃硫酸用量又不能過多，原因是________________________________________。 33．增大反應物濃度，使平衡向生成酯的方向移動，提高酯的產率(合理即給分) 濃H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移動，提高酯的產率 濃H2SO4具有強氧化性和脫水性，會使有機物碳化，降低酯的產率 [解析] 乙酸乙酯的制備是一個可逆反應，加入廉價的過量乙醇可以促進平衡正向移動，提高乙酸的轉化率和乙酸乙酯的產率；濃硫酸在該反應中，作為催化劑同時還作為吸水劑，促進平衡正向移動，故實際用量較多；若濃硫酸過多，則由于濃硫酸具有強氧化性和脫水性，容易導致有機物脫水碳化，使產率降低。 28．B1、B3、C3、G2、J2[xx全國卷Ⅱ] 某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質?；卮鹣铝袉栴}： (1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 molL－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________________。 (2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為________________________________________________。 (3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________。 (4)丙組同學取10 mL 0.1 molL－1KI溶液，加入6 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液混合。分別取 2 mL 此溶液于3支試管中進行如下實驗： ①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色； ②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀； ③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。 實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為________。 (5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為____________________________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是______________________________，生成沉淀的原因是________________________________________(用平衡移動原理解釋)。 28．(1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反應 (5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解產生O2 H2O2分解反應放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動 [解析] (1)FeCl2容易被空氣中的O2氧化為FeCl3，由Fe＋2FeCl3===3FeCl2可知，配制亞鐵鹽溶液時加入少量鐵屑能防止Fe2＋被氧化。(2)氯氣有強氧化性，能將FeCl2氧化為FeCl3，即2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油不溶于水且密度比水小，浮在FeCl2溶液上面的煤油能隔絕空氣，排除氧氣對實驗的影響。(4)Fe2＋與黃色的鐵氰化鉀溶液反應生成藍色的鐵氰化亞鐵沉淀，即3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，則實驗②檢驗的離子是Fe2＋；由實驗①推斷，KI與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應，生成物含有I2，實驗③說明I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋；由上述現(xiàn)象推斷，F(xiàn)e3＋沒有完全還原為Fe2＋，即KI與FeCl3的氧化還原反應是可逆反應。(5)H2O2是強氧化劑，能將Fe2＋氧化成Fe3＋，則有2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；一段時間后，F(xiàn)e3＋能將H2O2氧化成O2，離子方程式為2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋，上述兩步反應的總反應方程式為2H2O2===O2↑＋2H2O，F(xiàn)e3＋是該反應的催化劑，因而有氣泡出現(xiàn)，且溶液變?yōu)樽攸S色；由于上述反應放熱，溫度升高，H2O2反應生成水，起到了稀釋作用，增大了溶液的pH，這些因素都能使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移動，因此能生成紅褐色沉淀。 27．D3 D4 F2 G2[xx全國卷Ⅲ] 煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝，回答下列問題： (1)NaClO2的化學名稱為________。 (2)在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應溫度為323 K，NaClO2溶液濃度為510－3molL－1 。反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如下表。 離子 SO SO NO c/(molL－1) 8.3510－4 6.8710－6 1.510－4 離子 NO Cl－ c/(molL－1) 1.210－5 3.410－3 ①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式______________________________________________。增加壓強，NO的轉化率________(填“提高”“不變”或“降低”)。 ②隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液的pH逐漸______(填“增大”“不變”或“減小”)。 ③由實驗結果可知，脫硫反應速率________脫硝反應速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是______________________。 (3)在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中SO2和NO的平衡分壓pc如圖0－0所示。 圖0－0 ①由圖分析可知，反應溫度升高，脫硫、脫硝反應的平衡常數(shù)均________(填“增大”“不變”或“減小”)。 ②反應ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常數(shù)K表達式為____________。 (4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。 ①從化學平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點是________________________________________。 ②已知下列反應： SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l) ΔH1 ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq) ΔH2 CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq) ΔH3 則反應SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________。 27．(1)亞氯酸鈉 (2)①4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－ 提高 ②減小 ③大于 NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高 (3)①減小 ② (4)①形成CaSO4沉淀，促使平衡向產物方向移動，SO2的轉化率提高 ②ΔH1＋ΔH2－ΔH3 [解析] (1)NaClO2中Cl為＋3價，其酸根對應含氧酸HClO2為亞氯酸，故其名稱為亞氯酸鈉。(2)①NaClO2溶液脫硝過程，ClO轉化為Cl－，NO主要轉化為NO，則有4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－。增加壓強，反應正向進行，NO的轉化率提高。②根據(jù)脫硫、脫硝反應，隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液由NaClO2溶液轉化為NaCl、NaNO3、Na2SO4的混合溶液，pH減小。③由實驗結果可知，SO濃度大于NO濃度，因此脫硫反應速率大于脫硝反應速率，原因還可能是NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高。(3)①由圖可知，反應溫度升高，SO2和NO的－lgpc都減小，則pc增大，說明平衡向逆反應方向進行，故平衡常數(shù)減小。②反應ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常數(shù)K＝。(4)①Ca(ClO)2替代NaClO2進行煙氣脫硫，Ca(ClO)2與SO2反應，生成CaSO4沉淀，平衡向產物方向移動，SO2轉化率提高。②根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應＋第二反應－第三個反應，可得SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，則ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。 10．F2、F3、F4、F5、G2[xx天津卷] 氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}： (1)與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點是____________________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：________________________________。 (2)氫氣可用于制備H2O2。 已知：H2(g)＋A(l)===B(l) ΔH1 O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l) ΔH2 其中A、B為有機物，兩反應均為自發(fā)反應，則H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。 (3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s) ΔH<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是________。 a．容器內氣體壓強保持不變 b．吸收y mol H2只需1 mol MHx c．若降溫，該反應的平衡常數(shù)增大 d．若向容器內通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫) (4)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉化形式為__________________。 (5)化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 圖0－0 ①電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽極室”)。 ②電解過程中，須將陰極產生的氣體及時排出，其原因為________________________________________。 ③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________。 10．(1)污染??；可再生；來源廣；資源豐富；燃燒熱值高(任寫其中2個) H2＋2OH－－2e－===2H2O (2)＜ (3)ac (4)光能轉化為化學能 (5)①陽極室 ②防止Na2FeO4與H2反應使產率降低 ③M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢 N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產率降低 [解析] (1)氫氣相對于汽油等化石能源，其優(yōu)點有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等。 (2)由反應方程式可看出兩反應的ΔS均小于0，又因為兩個反應均為自發(fā)反應，所以兩個反應的焓變ΔH1、ΔH2均小于0，由蓋斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH<0。 (3)該反應達到平衡狀態(tài)時氣體的量不變(只有氫氣為氣體)，故壓強不變，a正確；由于該反應為可逆反應，反應物不能完全轉化，要吸收y mol氫氣，需要的MHx的物質的量要大于1 mol，故b錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關，該反應為放熱反應，降溫，平衡右移，平衡常數(shù)增大，故c正確；向平衡體系中通入氫氣，平衡右移，則v(吸氫)>v(放氫)，故d錯誤。 (4)利用太陽能分解水制得氫氣和氧氣，其能量轉化形式是光能轉化為化學能。 (5)依據(jù)裝置及電解原理，其陽極的電極反應式為Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，陰極的電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，故c(OH－)在陽極區(qū)減小，在陰極區(qū)增大；由已知條件可知，若不及時排出H2，H2會還原FeO使其濃度減小，產率降低。 28．F1、F2、F3、G2、G4[xx浙江卷] 催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應，分別生成CH3OH和CO。反應的熱化學方程式如下： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJmol－1?、? CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2?、? 某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2，在相同壓強下，經過相同反應時間測得如下實驗數(shù)據(jù)： T(K) 催化劑 CO2轉化率(%) 甲醇選擇性(%) 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 【備注】Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉化的CO2中生成甲醛的百分比 已知：①CO和H2的標準燃燒熱分別為－283.0 kJmol－1和－285.8 kJmol－1 ②H2O(l)===H2O(g) ΔH3＝44.0 kJmol－1 請回答(不考慮溫度對ΔH的影響)： (1)反應Ⅰ的平衡常數(shù)表達式K＝__________________；反應Ⅱ的ΔH2＝________kJmol－1。 (2)有利于提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有________。 A．使用催化劑Cat.1 B．使用催化劑Cat.2 C．降低反應溫度 D．投料比不變，增加反應物的濃度 E．增大CO2和H2的初始投料比 (3)表中實驗數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是__________________________________________________。 (4)在圖中分別畫出反應Ⅰ在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應過程－能量”示意圖。 圖0－0 (5)研究證實，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應發(fā)生在________極，該電極反應式是______________________________。 28．(1)?。?1.2 (2)CD (3)表中數(shù)據(jù)表明此時反應未達到平衡，不同的催化劑對反應Ⅰ的催化能力不同，因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響 (4) (5)陰 CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O [解析] (1)根據(jù)反應方程式可寫出平衡常數(shù)的表達式；根據(jù)CO、H2的標準燃燒熱可得熱化學方程式為Ⅲ： CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1；?、簦篐2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJmol－1；若設H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJmol－1為反應Ⅴ，將反應Ⅳ＋Ⅴ－Ⅲ可得反應Ⅱ，故ΔH2＝－285.8 kJmol－1＋44 kJmol－1－(－283 kJmol－1)＝＋41.2 kJmol－1。(2)根據(jù)反應Ⅰ，要提高CO2的轉化率，需使得平衡正向移動，而催化劑只能改變反應速率，A、B項錯誤；該反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，C項正確；該反應的正反應為氣體體積減小的反應，反應物濃度同時增大時，相當于增大壓強，平衡正向移動，D項正確；增大CO2和H2的投料比時，相當于增大了CO2 的用量，CO2的轉化率降低，E項錯誤。(4)催化劑對平衡移動無影響，故三條曲線的起點和終點相同，但是使用催化劑后能降低反應的活化能，由表格中的數(shù)據(jù)可知，Cat.2的催化效果更好，即在圖像上表現(xiàn)為Cat.2對應曲線在Cat.1的下方。(5)CO2中C的化合價為＋4價，CH3OH中C的化合價為－2價，CO2得電子后生成CH3OH，發(fā)生還原反應，為陰極，電解質溶液為酸性，所以電極反應式為CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。 27．G1、G2、G5、A4、A2[xx全國卷Ⅱ] 丙烯腈(CH2===CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產。主要副產物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}： (1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產物丙烯醛(C3H4O)的熱化學方程式如下： ①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝－515 kJmol－1 ②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g) ΔH＝－353 kJmol－1 兩個反應在熱力學上趨勢均很大，其原因是______________________________；有利于提高丙烯腈平衡產率的反應條件是____________________________；提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是________________。 (2)圖(a)為丙烯腈產率與反應溫度的關系曲線，最高產率對應的溫度為460 ℃。低于460 ℃時，丙烯腈的產率________(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡產率，判斷理由是______________________________________；高于460 ℃時，丙烯腈產率降低的可能原因是________(雙選，填標號)。 A．催化劑活性降低 B．平衡常數(shù)變大 C．副反應增多 D．反應活化能增大 圖0－0 (3)丙烯腈和丙烯醛的產率與n(氨)/n(丙烯)的關系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為____，理由是________________________________________。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為________________________。 27．(1)兩個反應均為放熱量大的反應 降低溫度降低壓強 催化劑 (2)不是 該反應為放熱反應，平衡產率應隨溫度升高而降低 AC (3)1 該比例下丙烯腈產率最高，而副產物丙烯醛產率最低 1∶7.5∶1 [解析] (1)由題意可知，反應①、②都是放熱反應，反應①、②分別放出515 kJmol－1和353 kJmol－1熱量，兩反應均符合化學反應自發(fā)進行的焓判據(jù)；反應①的正反應是氣體體積增大的放熱反應，由勒夏特列原理可知，降溫、減壓均能使反應①的化學平衡向正反應方向移動，提高丙烯腈平衡產率；催化劑具有高度的專一性，因此提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是催化劑，而非溫度、壓強。(2)反應①的正反應是放熱反應，如果已經達到化學平衡狀態(tài)，當投料、壓強、濃度等變量不變時，升溫能使平衡左移，丙烯腈的產率逐漸減小，讀圖可知，低于460 ℃時，丙烯腈的產率不是對應溫度下的平衡產率。溫度高于460 ℃時，催化劑活性可能降低，導致丙烯腈產率降低，A項正確；反應①的正反應是放熱反應，升溫使平衡逆向移動，平衡常數(shù)逐漸變小，B項錯誤；溫度高于460 ℃時，副反應進行程度可能增多，反應①進行程度減少，導致丙烯腈產率降低，C項正確；反應活化能與催化劑有關，與溫度、壓強、濃度等無關，升高溫度，不能使反應活化能改變，D項錯誤。(3)讀圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為1，因為該比例下丙烯腈產率最高，而副產物丙烯醛產率最低。由反應①的熱化學方程式可知，進料氣中氨、氧氣、丙烯氣體的理論體積之比為1∶1.5∶1，空氣中氧氣的體積分數(shù)約為1/5(氮氣約占4/5)，則進料氣中氨、空氣、丙烯的理論體積比約為1∶∶1＝1∶7.5∶1。 五、[xx上海卷] 隨著科學技術的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術成為研究的重點。 完成下列填空： 29．G2 G1目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應方程式為 已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。 若溫度從300 ℃升至400 ℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”“減小”或“不變”) v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α 29. v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α 增大 增大 減小 減小 [解析] 根據(jù)題意，溫度升高，H2的體積分數(shù)增加，說明平衡逆向移動，該反應為放熱反應，ΔH＜0。故溫度從300 ℃升高到400 ℃，正、逆反應速率都增大，但平衡常數(shù)K和平衡轉化率α均減小。 G3 速率、平衡圖像 10．F1 G3 H1 H2[xx江蘇卷] 下列圖示與對應的敘述不相符合的是( ) 圖0－0 A．圖甲表示燃料燃燒反應的能量變化 B．圖乙表示酶催化反應的反應速率隨反應溫度的變化 C．圖丙表示弱電解質在水中建立電離平衡的過程 D．圖丁表示強堿滴定強酸的滴定曲線 10．A [解析] 燃燒反應一定是放熱反應，圖甲中生成物的能量大于反應物的能量，表示的是吸熱反應，與敘述不符；酶在特定溫度下的催化效果最好，如果溫度過高，酶會失去活性，反應速率反而減小，圖示與敘述相符；弱電解質電離時，開始時分子變成離子速率最大，而離子變成分子速率最小，當二者速率相等時，則建立了電離平衡，圖示與敘述相符；在強酸中滴入強堿，pH不斷增大，當接近滴定終點時，溶液的pH會發(fā)生突變，圖示與敘述相符。 6．G3 G5[xx四川卷] 一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。設起始＝Z，在恒壓下，平衡時CH4的體積分數(shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關系如圖所示。下列說法正確的是( ) 圖0－0 A．該反應的焓變ΔH>0 B．圖中Z的大小為a>3>b C．圖中X點對應的平衡混合物中＝3 D．溫度不變時，圖中X點對應的平衡在加壓后φ(CH4)減小 6．A [解析] 從圖分析，隨著溫度升高甲烷的體積分數(shù)逐漸減小，說明升溫平衡正向移動，則正反應為吸熱反應，A項正確；的比值越大，則甲烷的體積分數(shù)越小，則a<3
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