《高考备考指南 理科综合 化学》课件-第7章 第3节 真题

第七章第三节真题体验·直击高考【全国卷真题体验】1．[2016·全国卷Ⅰ，27(2)]元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(蓝紫色)、Cr(OH)3(绿色)、Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙红色)、CrOeq\o\al(2－,4)(黄色)等形式存在。CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))随c(H＋)的变化如图所示。①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：_________________________。②由图可知，溶液酸性增大，CrOeq\o\al(2－,4)的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。③升高温度，溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】①2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O②增大1.0×1014③小于【解析】①Na2CrO4溶液中的转化反应为2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。②由图可知，溶液酸性越强，Cr2Oeq\o\al(2－,7)浓度越大，即CrOeq\o\al(2－,4)的平衡转化率增大。A点时，c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.25mol·L－1，c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1，c(CrOeq\o\al(2－,4))＝0.5mol·L－1，故K＝eq\f(0.25,0.52×1.0×10－72)＝1014。③升高温度，溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，正反应为放热反应。2．(2016·全国卷Ⅲ，27)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：(1)NaClO2的化学名称为________。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液浓度为5×10－3mol·L－1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SO2－4SO2－3NO－3NO－2Cl－c/(mol·L－1)8.35×10－46.87×10－61.5×10－41.2×10－53.4×10－3①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：_______________________________________。增加压强，NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________(填“增大”“不变”或“减小”)。③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________________________________________________________________________。(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。②反应ClOeq\o\al(－,2)＋2SOeq\o\al(2－,3)=2SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－的平衡常数K表达式为__________________。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。①从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_____________________。②已知下列反应：SO2(g)＋2OH－(aq)=SOeq\o\al(2－,3)(aq)＋H2O(l)ΔH1ClO－(aq)＋SOeq\o\al(2－,3)(aq)=SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Cl－(aq)ΔH2CaSO4(s)=Ca2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH3则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)=CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。【答案】(1)亚氯酸钠(2)①4OH－＋3ClOeq\o\al(－,2)＋4NO=4NOeq\o\al(－,3)＋3Cl－＋2H2O提高②减小③大于NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(3)①减小②eq\f(c2SO\o\al(2－,4)·cCl－,c2SO\o\al(2－,3)·cClO\o\al(－,2))(4)①形成CaSO4沉淀，反应平衡向生成产物方向移动，SO2转化率提高②ΔH1＋ΔH2－ΔH33．(2015·全国卷Ⅱ，27改编)甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1<0②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2<0③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3>0(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为____(填曲线标记字母)，其判断理由是___________________________。 图1 图2(2)合成气的组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________。图2中的压强由大到小为____________，其判断理由是__________________________________。【答案】(1)K＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)a反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小(2)减小升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；③为吸热反应，平衡向右移动，使得产生CO的量又增大；总结果随温度升高，使CO的转化率降低p3＞p2＞p1相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高4．(2014·全国卷Ⅱ，26)在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。(1)反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60s时段，反应速率v(N2O4)为__________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1(2)100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10①T________100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是_________________②列式计算温度T时反应的平衡常数K2：____________________________________。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是__________________________________。【答案】(1)大于0.00100.36mol·L－1(2)①大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高②平衡时，c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.160mol·L－1c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1K2＝(0.160mol·L－1)2/(0.020mol·L－1)＝1.28mol·L－1(3)逆反应将反应容器的容积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即向逆反应方向移动5．(2013·全国卷Ⅱ，28)在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，A(g)B(g)＋C(g)ΔH＝＋85.1kJ·mol－1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p×100/kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为____________________________。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为____________。平衡时A的转化率为__________，列式并计算反应的平衡常数K：______________________。(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝________mol，n(A)＝________mol。②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。反应时间t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是______________，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为________mol·L－1。【答案】(1)升高温度、降低压强(2)(eq\f(p,p0)－1)×100%94.1%K≈1.5(3)①eq\f(0.10p,p0)0.10×(2－eq\f(p,p0))②0.051达到平衡前每间隔4h，c(A)减少约一半0.013【解析】(1)要提高A的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B、C或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。(2)相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为x，则有eq\f(p,p0)＝eq\f(x,0.10mol)，故x＝eq\f(0.10p,p0)mol，而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量，故A的转化率为eq\f(x－0.10mol,0.10mol)×100%＝(eq\f(p,p0)－1)×100%，将表中的数据代入公式中可得平衡时A的转化率为(eq\f(9.53×100kPa,4.91×100kPa)－1)×100%≈94.1%；根据化学方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是浓度，即可求得平衡常数。(3)结合(2)的解析可知n总＝eq\f(0.10p,p0)，n(A)＝0.10mol－(eq\f(0.10p,p0)－0.10)mol＝0.10×(2－eq\f(p,p0))mol；根据表中的数据，可知a＝0.10×(2－eq\f(7.31×100kPa,4.91×100kPa))mol·L－1≈0.051mol·L－1。通过表中的数据可知，在达到平衡前每间隔4h，A的浓度减少约一半，故反应在12h时，A的浓度为0.5×0.026mol·L－1＝0.013mol·L－1。【各省市真题体验】1．(2015·重庆卷，7)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是()A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B．通入CO后，正反应速率逐渐增大C．反应前H2S物质的量为7molD．CO的平衡转化率为80%【答案】C【解析】A项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率开始减小，错误；C项，CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)n(始)/mol:10n00n(变)/mol：2222n(平)/mol：8n－222因为是气体体系相等的反应，所以有K＝eq\f(2×2,8×n－2)＝0.1，解得n＝7，正确；D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。2．(2014·四川卷，7)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b下列说法正确的是()A．实验①中，若5min时测得n(M)＝0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2mol·L－1·min－1B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%D．实验④中，达到平衡时，b＞0.060【答案】C【解析】根据方程式可知在5min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)＝eq\f(0.050mol,10L×5min)＝1×10－3mol·L－1·min－1，A项错误；根据表格中数据可知平衡时c(X)＝0.002mol·L－1、c(Y)＝0.032mol·L－1、c(N)＝c(M)＝0.008mol·L－1，则平衡常数K＝eq\f(cM·cN,cX·cY)＝eq\f(0.008×0.008,0.002×0.032)＝1.0，B项错误；因该反应在800℃时平衡常数为1.0，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20－x)×(0.30－x)＝x·x，故x＝0.12mol，X的转化率为eq\f(0.12mol,0.20mol)×100%＝60%，C项正确；假设在900℃时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验④中的数据可知b＝0.060，由①中数据可知在700℃时平衡常数约为2.6，结合800℃时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b<0.060，D项错误。3．(2016·浙江卷，28)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7kJ·mol－1ⅠCO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2Ⅱ某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性/%543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比。已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为－283.0kJ·mol－1和－285.8kJ·mol－1；②H2O(l)=H2O(g)ΔH3＝44.0kJ·mol－1。请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K＝______________；反应Ⅱ的ΔH2＝________kJ·mol－1。(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有________(填字母)。A．使用催化剂Cat.1B．使用催化剂Cat.2C．降低反应温度D．投料比不变，增加反应物的浓度E．增大CO2和H2的初始投料比(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___________________________________________。(4)在右图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”示意图。(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在______极，该电极反应式是___________________。【答案】(1)eq\f(cCH3OH·cH2O,cCO2·c3H2)＋41.2(2)CD(3)表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响(4)(5)阴CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O【解析】(1)根据平衡常数的公式，K＝eq\f(cCH3OH·cH2O,cCO2·c3H2)。据题意，有以下热化学方程式：a：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1；b：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；c：H2O(l)=H2O(g)ΔH3＝44.0kJ·mol－1。根据盖斯定律，b－a＋c即可得热化学方程式：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1＋283.0kJ·mol－1＋44.0kJ·mol－1＝＋41.2kJ·mol－1。(2)催化剂不能改变平衡转化率，A、B项错误；降低反应温度，平衡正向移动，提高CO2的转化率，C项正确；投料比不变，增加反应物的浓度，平衡正向移动，提高CO2的转化率，D项正确；增大二氧化碳和氢气的初始投料比，能提高H2的转化率，CO2的转化率会降低，E错误。(4)从表中数据分析，在催化剂Cat.2的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂Cat.2对反应Ⅰ的催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低。(5)二氧化碳变甲醇，碳元素的化合价降低，得到电子，说明其在阴极反应，其电极反应为：CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O。4．(2015·浙江卷，28)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：(1)已知：化学键C—HC—CC—CH—H键能/kJ·molˉ1412348612436计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K为____________(用α等符号表示)。(3)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H