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(廣東版)新高考化學(xué)三輪沖刺強(qiáng)化練習(xí) 第19題?化學(xué)反應(yīng)原理綜合題(解析版)
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1.(2023廣東卷,19)配合物廣泛存在于自然界,且在生產(chǎn)和生活中都發(fā)揮著重要作用。
(1)某有機(jī)物能與形成橙紅色的配離子,該配離子可被氧化成淡藍(lán)色的配離子。
①基態(tài)的電子軌道表示式為 。
②完成反應(yīng)的離子方程式:
(2)某研究小組對(1)中②的反應(yīng)進(jìn)行了研究。
用濃度分別為的溶液進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn),得到隨時(shí)間t的變化曲線如圖。
①時(shí),在內(nèi),的平均消耗速率= 。
②下列有關(guān)說法中,正確的有 。
A.平衡后加水稀釋,增大
B.平衡轉(zhuǎn)化率:
C.三組實(shí)驗(yàn)中,反應(yīng)速率都隨反應(yīng)進(jìn)程一直減小
D.體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{(lán)色所需時(shí)間:
(3)R的衍生物L(fēng)可用于分離稀土。溶液中某稀土離子(用M表示)與L存在平衡:
研究組配制了L起始濃度與L起始濃度比不同的系列溶液,反應(yīng)平衡后測定其核磁共振氫譜。配體L上的某個(gè)特征H在三個(gè)物種中的化學(xué)位移不同,該特征H對應(yīng)吸收峰的相對峰面積S(體系中所有特征H的總峰面積計(jì)為1)如下表。
【注】核磁共振氫譜中相對峰面積S之比等于吸收峰對應(yīng)H的原子數(shù)目之比;“”表示未檢測到。
①時(shí), 。
②時(shí),平衡濃度比 。
(4)研究組用吸收光譜法研究了(3)中M與L反應(yīng)體系。當(dāng)時(shí),測得平衡時(shí)各物種隨的變化曲線如圖。時(shí),計(jì)算M的平衡轉(zhuǎn)化率 (寫出計(jì)算過程,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】(1) HNO2
(2) A、B
(3)0.36 3:4或0.75
(4)98%
【解析】(1)①基態(tài)的電子軌道表示式為 ;
②根據(jù)原子守恒可知離子方程式中需要增加HNO2。
(2)①濃度分別為的溶液,反應(yīng)物濃度增加,反應(yīng)速率增大,據(jù)此可知三者對應(yīng)的曲線分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;時(shí),在內(nèi),觀察圖像可知的平均消耗速率為;
②A.對于反應(yīng)HNO2,加水稀釋,平衡往粒子數(shù)增加的方向移動(dòng),含量增加,含量減小,增大,A正確;
B.濃度增加,轉(zhuǎn)化率增加,故,B正確;
C.觀察圖像可知,三組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)速率都是前期速率增加,后期速率減小,C錯(cuò)誤;
D.硝酸濃度越高,反應(yīng)速率越快,體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{(lán)色所需時(shí)間越短,故,D錯(cuò)誤;
故選AB。
(3)①時(shí),,且=0.64,得x=0.36;
②相比于含有兩個(gè)配體,則與的濃度比應(yīng)為相對峰面積S的一半與的相對峰面積S之比,即。
(4);,由L守恒可知,則;則M的轉(zhuǎn)化率為。
2.(2022廣東卷,19)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。
(1)催化劑可由加熱分解制備,反應(yīng)同時(shí)生成無污染氣體。
①完成化學(xué)方程式:______________。
②催化丙烷脫氫過程中,部分反應(yīng)歷程如圖,過程的焓變?yōu)開______(列式表示)。
③可用于的催化氧化。設(shè)計(jì)從出發(fā)經(jīng)過3步反應(yīng)制備的路線_______(用“→”表示含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化);其中一個(gè)有顏色變化的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
(2)溶液中存在多個(gè)平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ)
①下列有關(guān)溶液的說法正確的有_______。
A.加入少量硫酸,溶液的pH不變
B.加入少量水稀釋,溶液中離子總數(shù)增加
C.加入少量溶液,反應(yīng)(ⅰ)的平衡逆向移動(dòng)
D.加入少量固體,平衡時(shí)與的比值保持不變
②25℃時(shí),溶液中隨pH的變化關(guān)系如圖。當(dāng)時(shí),設(shè)、與的平衡濃度分別為x、y、,則x、y、z之間的關(guān)系式為_______;計(jì)算溶液中的平衡濃度_____(寫出計(jì)算過程,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
③在稀溶液中,一種物質(zhì)對光的吸收程度(A)與其所吸收光的波長()有關(guān);在一定波長范圍內(nèi),最大A對應(yīng)的波長()取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征;濃度越高,A越大?;旌先芤涸谀骋徊ㄩL的A是各組分吸收程度之和。為研究對反應(yīng)(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影響,配制濃度相同、不同的稀溶液,測得其A隨的變化曲線如圖,波長、和中,與的最接近的是_______;溶液從a變到b的過程中,的值_______(填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】(1) N2↑ 4H2O (E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
2NO+O2=2NO2
(2) BD 當(dāng)溶液pH=9時(shí),,因此可忽略溶液中
即=0.20
反應(yīng)(ii)的平衡常數(shù)K2===3.3×10-7
聯(lián)立兩個(gè)方程可得=6.0×10-4ml/L λ3 增大
【解析】(1)①分解過程中,生成Cr2O3和無污染氣體,根據(jù)元素守恒可知,其余生成物為N2、H2O,根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)方程式為。
②設(shè)反應(yīng)過程中第一步的產(chǎn)物為M,第二步的產(chǎn)物為N,則X→M ΔH1=(E1-E2),M→N ΔH2=ΔH,N→Y ΔH3=(E3-E4)1,根據(jù)蓋斯定律可知,X(g)→Y(g)的焓變?yōu)棣1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。
③NH3在Cr2O3作催化劑條件下,能與O2反應(yīng)生成NO,NO與O2反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2,NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,若同時(shí)通入O2,可將氮元素全部氧化為HNO3,因此從NH3出發(fā)經(jīng)過3步反應(yīng)制備HNO3的路線為;其中NO反應(yīng)生成NO2過程中,氣體顏色發(fā)生變化,其反應(yīng)方程式為2NO+O2=2NO2。
(2)①K2Cr2O7溶液中存在平衡:(i)、(ii)。
A.向溶液中加入少量硫酸,溶液中c(H+)增大,(ii)平衡逆向移動(dòng),根據(jù)勒夏特列原理可知,平衡移動(dòng)只是減弱改變量,平衡后,溶液中c(H+)依然增大,因此溶液的pH將減小,故A錯(cuò)誤;
B.加水稀釋過程中,根據(jù)“越稀越水解”、“越稀越電離”可知,(i)和(ii)的平衡都正向移動(dòng),兩個(gè)平衡正向都是離子數(shù)增大的反應(yīng),因此稀釋后,溶液中離子總數(shù)將增大,故B正確;
C.加入少量NaOH溶液,(ii)正向移動(dòng),溶液中將減小,(i)將正向移動(dòng),故C錯(cuò)誤;
D.平衡(i)的平衡常數(shù)K1=,平衡常數(shù)只與溫度和反應(yīng)本身有關(guān),因此加入少量K2Cr2O7溶液,不變,故D正確;
綜上所述,答案為:BD。
②0.10ml/L K2Cr2O7溶液中,Cr原子的總濃度為0.20ml/L,當(dāng)溶液pH=9.00時(shí),溶液中Cr原子總濃度為=0.20ml/L,、與的平衡濃度分別為x、y、z ml/L,因此=0.10;由圖8可知,當(dāng)溶液pH=9時(shí),,因此可忽略溶液中,即=0.20,反應(yīng)(ii)的平衡常數(shù)K2===3.3×10-7,聯(lián)立兩個(gè)方程可得=6.0×10-4ml/L。
③根據(jù)反應(yīng)(i)、(ii)是離子濃度增大的平衡可知,溶液pH越大,溶液中越大,混合溶液在某一波長的A越大,溶液的pH越大,溶液中越大,因此與的λmax最接近的是λ3;反應(yīng)(i)的平衡常數(shù)K1= ,反應(yīng)(ii)的平衡常數(shù)K2=,= = ,因此= ,由上述分析逆推可知,b>a,即溶液pH從a變到b的過程中,溶液中c(H+)減小,所以的值將增大。
3.(2021廣東卷,19)我國力爭于2030年前做到碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng):
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ?H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ?H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ?H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ?H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ?H5
(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)a的?H1=_______(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。
(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有_______。
A.增大CO2與CH4的濃度,反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加
B.移去部分C(s),反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)
C.加入反應(yīng)a的催化劑,可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率
D.降低反應(yīng)溫度,反應(yīng)a~e的正、逆反應(yīng)速率都減小
(3)一定條件下,CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分_______步進(jìn)行,其中,第_______步的正反應(yīng)活化能最大。
(4)設(shè)K為相對壓力平衡常數(shù),其表達(dá)式寫法:在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中,用相對分壓代替濃度。氣體的相對分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0=100kPa)。反應(yīng)a、c、e的ln K隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。
①反應(yīng)a、c、e中,屬于吸熱反應(yīng)的有_______(填字母)。
②反應(yīng)c的相對壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______。
③在圖中A點(diǎn)對應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2):n(CH4)=1:1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率,寫出計(jì)算過程_______。
(5)CO2用途廣泛,寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途:_______。
【答案】?H2+?H3-?H5或?H3-?H4 AD 4 4 ac 68% 做冷凍劑
【分析】
根據(jù)蓋斯定律計(jì)算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱;根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素判斷反應(yīng)速率的變化及轉(zhuǎn)化率的變化;根據(jù)圖像及曲線高低判斷反應(yīng)進(jìn)程和活化能的相對大小;根據(jù)平衡時(shí)反應(yīng)物的分壓計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率;根據(jù)CO2的物理性質(zhì)推測CO2的用途。
【解析】
(1)根據(jù)題目所給出的反應(yīng)方程式關(guān)系可知,a=b+c-e=c-d,根據(jù)蓋斯定律則有?H1=?H2+?H3-?H5=?H3-?H4;
(2)A.增大CO2和CH4的濃度,對于反應(yīng)a、b、c來說,均增大了反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大,A正確;
B.移去部分C(s),沒有改變反應(yīng)體系中的壓強(qiáng),反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率均不變,平衡不移動(dòng),B錯(cuò)誤;
C.催化劑可以同等條件下增大正逆反應(yīng)速率,只能加快反應(yīng)進(jìn)程,不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài),平衡轉(zhuǎn)化率不變,C錯(cuò)誤;
D.降低溫度,體系的總能量降低,正、逆反應(yīng)速率均減小,D正確;
故答案選AD;
(3)由圖可知,反應(yīng)過程中能量變化出現(xiàn)了4個(gè)峰,即吸收了4次活化能,經(jīng)歷了4步反應(yīng);且從左往右看4次活化能吸收中,第4次對應(yīng)的峰最高,即正反應(yīng)方向第4步吸收的能量最多,對應(yīng)的正反應(yīng)活化能最大。
(4)①隨著溫度的升高,反應(yīng)a和c的ln K增大,說明K的數(shù)值增大,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,反應(yīng)a和c為吸熱反應(yīng),同理反應(yīng)e的ln K減小,說明K的減小,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,反應(yīng)e為放熱反應(yīng),故答案為ac;
②用相對分壓代替濃度,則反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達(dá)式K=;
③由圖可知,A處對應(yīng)反應(yīng)c的ln K=0,即K==1,解方程的p2(H2)=p(CH4),已知反應(yīng)平衡時(shí)p(H2)=40kPa,則有p(CH4)=16kPa,且初始狀態(tài)時(shí)p(CH4)=×100kPa=50kPa,故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=68%;
(5)固態(tài)CO2即為干冰,干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性質(zhì)。
命題熱點(diǎn)1 化學(xué)平衡狀態(tài)及移動(dòng)方向的判斷
1.兩步法判斷化學(xué)平衡狀態(tài)
第一步 析特點(diǎn)
第二步 作判斷
根據(jù)參加反應(yīng)的體系的特點(diǎn),通過推理作出判斷,如v正=v逆,則處于平衡狀態(tài),否則反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。
2.化學(xué)平衡移動(dòng)的判斷
命題熱點(diǎn)2 速率、轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)的計(jì)算
1.速率、轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)的計(jì)算方法——三段式法
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始量/(ml/L)ab00
變化量/(ml/L)mxnxpxqx
平衡量/(ml/L)a-mxb-nxpxqx
(1)平衡轉(zhuǎn)化率=某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量某反應(yīng)物起始的量×100%,如α(A)平=mxa×100%。
(2)平衡常數(shù):K=(px)p·(qx)q(a-mx)m·(b-nx)n。
(3)百分含量:(A)=a-mx(a-mx)+(b-nx)+px+qx×100%。
(4)平衡前后的壓強(qiáng)之比(物質(zhì)的量之比):p平p始=(a-mx)+(b-nx)+px+qxa+b。
(5)平均摩爾質(zhì)量:M=a·M(A)+b·M(B)(a-mx)+(b-nx)+px+qx g/ml。
(6)某氣體組分的體積分?jǐn)?shù)=某氣體組分的物質(zhì)的量混合氣體總的物質(zhì)的量×100%。
(7)生成物的產(chǎn)率:產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量理論產(chǎn)量×100%。
2.分壓常數(shù)(Kp)與速率常數(shù)(k正、k逆)
(1)Kp的兩種計(jì)算模板。
①平衡總壓為p0。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
n(平)abc
p(分壓)aa+b+c p0ba+b+c p0ca+b+c p0
Kp=(ca+b+c p0) 2(aa+b+c p0)·(ba+b+c p0) 3。
②剛性容器起始?jí)簭?qiáng)為p0,平衡轉(zhuǎn)化率為α。
2NO2(g)N2O4(g)
p(始)p00
Δpp0α12p0α
p(平)p0-p0α12p0α
Kp=12p0α(p0-p0α)2。
(2)Kp與k正、k逆的關(guān)系。
以2NO2(g)N2O4(g)為例:
v正=k正·p2(NO2)v逆=k逆·p(N2O4)k正·p2(NO2)=k逆·p(N2O4)k正k逆=p(N2O4)p2(NO2)=Kp。
3.平衡常數(shù)與速率常數(shù)之間的關(guān)系
對于基元反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常數(shù)K=cc(C)·cd(D)ca(A)·cb(B)=k正·v逆k逆·v正,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆,故K=k正k逆。
命題熱點(diǎn)3 速率、平衡圖像題的綜合分析
1.新高考試題中速率、平衡圖像題的特點(diǎn)
(1)圖像的形式。
①直接呈現(xiàn)平衡體系中變量的變化:物質(zhì)的量濃度-時(shí)間、組分百分含量-溫度、壓強(qiáng)-溫度。
②平衡體系變量延伸出的變量的變化:分壓(物質(zhì)的量)-時(shí)間、轉(zhuǎn)化率-原料物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、平衡常數(shù)K(ln K)-溫度倒數(shù)(1T)的圖像。
(2)考查方式。
①分析出縱、橫坐標(biāo)之間的關(guān)系,判斷出適宜的反應(yīng)條件(溫度、壓強(qiáng)、濃度、反應(yīng)物的配比等)。
②需要根據(jù)分析出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化、計(jì)算得出結(jié)果。
2.化學(xué)反應(yīng)速率、平衡圖像的分析方法
(1)整體掃描圖像,明確面、線、點(diǎn)的物理、化學(xué)意義。
①看面:弄清縱、橫坐標(biāo)的物理含義,注意把坐標(biāo)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)量的變化。
②看線:弄清線的斜率、變化趨勢及線的陡與平所代表的化學(xué)意義。
③看點(diǎn):弄清曲線上點(diǎn)的含義,特別是一些特殊點(diǎn),如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、曲線的交點(diǎn)、拐點(diǎn)、最高點(diǎn)與最低點(diǎn)等。
④作線:多條件變化時(shí),是否需要確定一個(gè)條件為衡量的線,如等溫線、等壓線。
(2)找準(zhǔn)切入口,明確圖像的意義。
①從“斷點(diǎn)”著手。
當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變,可能使速率-時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小,即可確定變化的是何種條件。
②從“拐點(diǎn)”入手。
同一可逆反應(yīng),若反應(yīng)條件不同,達(dá)到平衡所用的時(shí)間也可能不同,反映到圖像出現(xiàn)“拐點(diǎn)”的時(shí)間也就有差異。根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,即可判斷出溫度的高低、壓強(qiáng)或濃度的大小及是否使用催化劑。
③從曲線的變化趨勢著手。
a.對于速率-溫度(或壓強(qiáng))圖像,由于隨著溫度逐漸升高或壓強(qiáng)逐漸增大,反應(yīng)速率會(huì)逐漸增大,因此圖像上出現(xiàn)的是平滑的遞增曲線。
b.溫度或壓強(qiáng)的改變對正、逆反應(yīng)速率的影響是一致的,在圖像上,就是v(正)、v(逆)兩條曲線的走勢大致相同。
c.分析外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí),只能分析達(dá)到平衡之后化學(xué)反應(yīng)速率的變化情況。
考點(diǎn)一 氣相中的化學(xué)平衡
1.(2024屆廣東省大灣區(qū)一模)某課題組研究CO2加氫制甲醇。涉及的主要反應(yīng)有:
反應(yīng)I:
反應(yīng)Ⅱ:
反應(yīng)Ⅲ:
反應(yīng)Ⅳ:
回答下列有關(guān)問題:
(1)反應(yīng)Ⅳ的 。
(2)下列有關(guān)說法正確的是___________。
A.增壓時(shí),的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定增大
B.當(dāng)甲醇的分壓不再改變時(shí),體系達(dá)到平衡
C.在恒容密閉容器中充入,反應(yīng)Ⅲ速率不變
D.升溫時(shí),反應(yīng)Ⅱ逆反應(yīng)速率加快的程度大于正反應(yīng)速率
(3)研究發(fā)現(xiàn):在條件下,當(dāng)起始,平衡時(shí),的轉(zhuǎn)化率、含碳產(chǎn)物的選擇性(轉(zhuǎn)化的中生成、或的百分比,如甲醇的選擇性)與溫度關(guān)系如圖所示,回答下列問題。
①隨著溫度升高,甲醇選擇性降低而的轉(zhuǎn)化率卻升高的原因可能是 。
②在T溫度下,若的選擇性為,計(jì)算此溫度下反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K= (寫出計(jì)算過程)。
(4)一種在銅基催化劑上加氫制甲醇的機(jī)理如圖所示,其中吸附在銅基催化劑表面上的物種用“*”標(biāo)注。
①基態(tài)銅原子的價(jià)電子排布式為 。
②決速步的反應(yīng)方程式為 。
(5)寫出甲醇在生產(chǎn)或生活中的一種應(yīng)用 。
【答案】(1)-89.5kJ?ml-1
(2)BC
(3)生成甲醇的反應(yīng)均為放熱反應(yīng),升溫時(shí)平衡逆向移動(dòng),甲醇選擇性降低,反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),升溫平衡正向移動(dòng),且反應(yīng)Ⅱ占主導(dǎo)作用 0.198
(4)3d104s1 CH3O*+OH*+2H*=CH3OH*+H2O*
(5)作燃料(或溶劑或制甲醛等)
【解析】(1)反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅱ=反應(yīng)Ⅳ,根據(jù)蓋斯定律可知ΔH4=ΔH1-ΔH2=-48.3kJ?ml-1-(+41.2kJ?ml-1)=-89.5kJ?ml-1,故答案為:-89.5kJ?ml-1;
(2)A.反應(yīng)Ⅱ是等體積變化的反應(yīng),反應(yīng)Ⅳ是氣體體積減小的反應(yīng),增壓時(shí)反應(yīng)Ⅳ的平衡正向移動(dòng),CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度、含量均不變,則甲醇的分壓不再改變時(shí)其濃度不變,體系達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;
C.在恒容密閉容器中充入Ar時(shí)反應(yīng)物、生成物的濃度均不變,則反應(yīng)速率不變化,C正確;
D.反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),升高溫度時(shí)平衡正向移動(dòng),即升溫時(shí)反應(yīng)Ⅱ逆反應(yīng)速率加快的程度小于正反應(yīng)速率,D錯(cuò)誤;
故答案為:BC;
(3)
①生成甲醇的反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ均為放熱反應(yīng),升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng);反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),升高溫度時(shí)平衡正向移動(dòng),且升溫對反應(yīng)Ⅱ的影響程度較大,反應(yīng)Ⅱ占主導(dǎo)作用,故答案為:生成甲醇的反應(yīng)均為放熱反應(yīng),升溫時(shí)平衡逆向移動(dòng),甲醇選擇性降低,反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),升溫平衡正向移動(dòng),且反應(yīng)Ⅱ占主導(dǎo)作用;
②設(shè)起始時(shí)n(CO2)=1ml、n(H2)=3ml,由圖可知,T溫度平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為60%、CH3OH的選擇性為60%,CH4的選擇性為10%,則CO的選擇性為1-60%-10%=30%,平衡體系中n(CO2)=0.4ml,n(CH3OH)=1ml×60%×60%=0.36ml,n(CH4)=0.06ml,n(CO)=0.18ml,根據(jù)H、O原子守恒可得:2n(H2)+2n(H2O)+0.36ml×4+0.06ml×4=6ml,n(H2O)+0.8ml+0.36ml+0.18ml=2ml,解得n(H2)=1.5ml,n(H2O)=0.66ml,此溫度下反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K===0.198,故答案為:0.198;
(4)①基態(tài)Cu的原子序數(shù)為29,核外電子排布式為[Ar]3d104s1,其價(jià)電子排布式為3d104s1,故答案為:3d104s1;
②反應(yīng)的能壘或活化能越高,反應(yīng)速率越慢,該步反應(yīng)的反應(yīng)速率決定整個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率,是決速步,由圖可知,過渡態(tài)5的能壘最高,該步反應(yīng)為CH3O*+OH*+2H*=CH3OH*+H2O*,故答案為:CH3O*+OH*+2H*=CH3OH*+H2O*;
(5)甲醇具有可燃性,是良好的有機(jī)溶劑,是重要的化工原料等,可用作燃料、溶劑、制備甲醛等,故答案為:作燃料(或溶劑或制甲醛等)。
2. (2024屆廣東省茂名一模)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的重大突破,其反應(yīng)為。合成氨原料中的一般由分餾液態(tài)空氣得到,可來源于水煤氣,相關(guān)反應(yīng)如下:
a.
b.
回答下列問題:
(1)的反應(yīng)物總能量_______生成物總能量(填“高于”或“低于”)。
(2)在密閉容器中同時(shí)發(fā)生反應(yīng),下列說法正確的是_______。
A. 增大壓強(qiáng),反應(yīng)平衡不移動(dòng)B. 使用催化劑提高平衡轉(zhuǎn)化率
C. 升高溫度,反應(yīng)a的增大,減小D. 反應(yīng)a有非極性鍵的斷裂與形成
(3)實(shí)驗(yàn)室模擬合成水煤氣,一定溫度下在的密閉容器中加入與發(fā)生反應(yīng),在達(dá)到平衡時(shí),的轉(zhuǎn)化率是的物質(zhì)的量是,反應(yīng)開始到平衡時(shí)生成的平均反應(yīng)速率為_______,計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)_____(寫出計(jì)算過程)。
(4)合成氨總反應(yīng)在起始反應(yīng)物時(shí),在不同條件下達(dá)到平衡,設(shè)體系中的體積分?jǐn)?shù)為,在下的、下的如圖所示,圖中對應(yīng)等壓過程的曲線是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),當(dāng)時(shí)氨氣的分壓______(分壓=氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)。
(5)用氨合成尿素的反應(yīng),在高壓條件下連續(xù)進(jìn)行,反應(yīng)歷程如圖(均大于0):
①寫出合成尿素決速步驟的熱化學(xué)方程式:________。
②合成尿素過程中會(huì)積聚一定濃度的氨基甲酸銨(),為減少氨基甲酸銨的積聚,提高尿素的產(chǎn)率,可控制與的通入比例_______(填“>”“b>c 反應(yīng)③是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng)
(4)66.7% 1.28×104
(5)H2S-2e-=S+2H+
【解析】(1)由蓋斯定律可知,①+②得反應(yīng)③,則180+81=+261kJ?ml;反應(yīng)為熵增的吸熱反應(yīng),則反應(yīng)③能夠自發(fā)的條件是高溫;
(2)A.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,為正反應(yīng)速率之比,有v正(H2S)=2v逆(CS2),說明v正(CS2)=v逆(CS2),滿足平衡狀態(tài)的特征,故A錯(cuò)誤;
B.該反應(yīng)是氣體分子數(shù)可變的反應(yīng),恒容條件下壓強(qiáng)不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;
C.該反應(yīng)物和生成物都是氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,氣體的總質(zhì)量不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D.混合氣體平均摩爾質(zhì)量,氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,總質(zhì)量不變,則混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再變化時(shí),能作為平衡的標(biāo)志,故D正確;
故選BD;
(3)相同條件下,增加甲烷的投料,平衡正向移動(dòng),會(huì)促進(jìn)硫化氫的轉(zhuǎn)化,故a、b、c由大到小的順序?yàn)閍>b>c;反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),溫度越高,平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致反應(yīng)③H2S平衡轉(zhuǎn)化率增大;
(4)將n(H2S)∶n(CH4)∶n(N2)=3∶3∶2的混合氣進(jìn)行反應(yīng),設(shè)n(H2S)=3ml,設(shè)轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量為xml,n(CH4)=3ml,n(N2)=2ml,結(jié)合三段式列式得到,,在1000℃、100kPa反應(yīng)條件下,CS2分壓與H2S的分壓相同 3-2x=x,x=1,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為;平衡后氣體的總物質(zhì)的量為2ml+1ml+1ml+4ml+2ml=10ml,p(CH4)=×100kPa=20kPa,p(H2S)=p(CS2)=×100kPa=10kPa,p(H2)=×100kPa=40kPa,則反應(yīng)③的Kp==1.28×104(kPa)2;
(5)根據(jù)圖示陽極區(qū)為H2S轉(zhuǎn)化為S,失去電子,則陽極區(qū)的電極反應(yīng)式為:H2S-2e-=S+2H+。
10.(2024屆廣東省汕頭二模)金屬鈦(Ti)重量輕、強(qiáng)度高、抗腐蝕能力,在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石()轉(zhuǎn)化為,再進(jìn)一步還原得到鈦。
(1)基態(tài)Ti原子的價(jià)電子軌道表示式: 。
(2)轉(zhuǎn)化為有直接氯化法(Ⅰ)和碳氯化法(Ⅱ)。
Ⅰ.
Ⅱ.
已知:的燃燒熱為393.5',的燃燒熱為283.0
① 。
②碳氯化反應(yīng)過程中CO和可以相互轉(zhuǎn)化,如圖1所示,下列關(guān)于碳氯化反應(yīng)說法正確的是 。
A.生成CO反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.升高溫度,平衡轉(zhuǎn)化率減小
C.增大壓強(qiáng),碳氯化反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
D.如圖2所示晶胞中位于所構(gòu)成的正八面體的體心,則的配位數(shù)是6
③碳氯化法中生成CO比生成更有利于轉(zhuǎn)化為,從熵變角度分析可能的原因是 。
(3)經(jīng)光譜分析在碳氯化反應(yīng)中有光氣()生成,后繼續(xù)反應(yīng),有理論認(rèn)為機(jī)理如下:
一分子含有 個(gè)σ鍵,決速步驟的反應(yīng)方程式為 。
(4)在,將、C、以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。
①反應(yīng)的平衡常數(shù) Pa。
②圖中顯示,在200℃平衡時(shí)幾乎完全轉(zhuǎn)化為,但實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度,其原因是 。
【答案】(1)
(2)-49 BD 生成CO反應(yīng)的嫡增變化幅度更大,更有利于反應(yīng)正向進(jìn)行
(3)3
(4) 提高反應(yīng)速率,在相同時(shí)間內(nèi)得到更多的產(chǎn)品
【解析】(1)
Ti的原子序數(shù)為22,基態(tài)Ti原子的價(jià)電子排布式為3d24s2,軌道表示式為:;
(2)①I:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)?H1=+172kJ?ml-1,已知:的燃燒熱為393.5',的燃燒熱為283.0,Ⅲ:C(s)+O2(g)=CO2(g)?H3=-393.5kJ?ml-1,Ⅳ:CO(g)+O2(g)=CO2(g)?H4=-283.0kJ?ml-1,根據(jù)蓋斯定律I+2×Ⅲ-2×Ⅳ得=(172-393.5×2+283.0×2)kJ/ml=-49kJ/ml;
②A.根據(jù)Ⅲ:C(s)+O2(g)=CO2(g)?H3=-393.5kJ?ml-1,Ⅳ:CO(g)+O2(g)=CO2(g)?H4=-283.0kJ?ml-1,根據(jù)蓋斯定律Ⅲ-2×Ⅳ得CO2(g)+ C(s)=2 CO(g),?H=-393.5+2×283.0=+172.5kJ?ml-1,生成CO反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;
B.碳氯化反應(yīng)過程中生成CO發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則平衡轉(zhuǎn)化率減小,故B正確;
C.反應(yīng)Ⅱ的氣體分子數(shù)增大,增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng),碳氯化反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故C錯(cuò)誤;
D.均攤法可知,TiO2晶胞中黑色球數(shù)目為1+8×=2,白色球數(shù)目為2+4×=4,結(jié)合黑色球與白色球數(shù)目之比為2:4=1:2,故黑色球?yàn)門i、白色球?yàn)镺,晶胞中體心Ti與周圍有6個(gè)O原子,晶胞中位于所構(gòu)成的正八面體的體心,則的配位數(shù)是6,故D正確;
故選BD;
③焓減和熵增有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,碳氯化法中生成CO比生成更有利于轉(zhuǎn)化為,原因是:生成CO反應(yīng)的嫡增變化幅度更大,更有利于反應(yīng)正向進(jìn)行;
(3)
的結(jié)構(gòu)式為,單鍵由1個(gè)σ鍵形成,雙鍵由1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵形成,則一分子含有3個(gè)σ鍵;正反應(yīng)活化能越大反應(yīng)速率越慢,最慢的一步?jīng)Q定整個(gè)反應(yīng)的速率,則決速步驟的反應(yīng)方程式為;
(4)①反應(yīng)的平衡常數(shù);
②考慮實(shí)際生產(chǎn)中要盡可能的在單位時(shí)間內(nèi)多出產(chǎn)品,故應(yīng)該為加快反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率。
考點(diǎn)二 液相中的化學(xué)平衡
11.(2024屆廣東省廣州市黃浦區(qū)二模)甲基叔戊基醚(TAME,簡寫為T)常用作汽油添加劑。在催化劑作用下,通過甲醇(簡寫為M)與2-甲基-2-丁烯(簡寫為A)的液相反應(yīng)制得。通過控制條件,體系中主要發(fā)生如下反應(yīng)(為2-甲基-1-丁烯的簡寫,不考慮其他副反應(yīng)):
反應(yīng)
反應(yīng)ii:
反應(yīng)iii:
(1)磷鉬酸可作為制備TAME反應(yīng)催化劑的浸漬試劑。已知鉬元素位于第五周期第VIB族,核外電子排布與相似。
①基態(tài)鉬原子的價(jià)層電子排布式為 。
②完成化學(xué)方程式:
(2)比較 (填“>”、“
(3) BDE
(4)增大相當(dāng)于增大c(M),反應(yīng)i平衡正向移動(dòng),c(T)增大,反應(yīng)ii平衡逆向移動(dòng),c(B)減小
【解析】(1)①鉬是42號(hào)元素,基態(tài)鉬原子的價(jià)層電子排布式為4d55s1;
②由原子守恒完成化學(xué)方程式為:Na2HPO4。
(2)由蓋斯定律可知,反應(yīng)iii-反應(yīng)ii可得反應(yīng)i,則,則>。
(3)①磷鉬酸濃度越大催化劑催化活性越好,反應(yīng)速率越快,則曲線I代表的磷鉬酸,在內(nèi),的平均生成速率為;
②A.三組實(shí)驗(yàn)中,磷鉬酸的濃度逐漸減少,反應(yīng)速率都隨反應(yīng)進(jìn)程一直減小,故A錯(cuò)誤;
B.平衡后加入惰性溶劑四氫呋喃稀釋,c(A)減小,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=不變,則減小,故B正確;
C.催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率,但不能提高甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率,故C錯(cuò)誤;
D.降低溫度,反應(yīng)和ii的正、逆反應(yīng)速率都減小,故D正確;
E.反應(yīng)iii的平衡常數(shù)K= ,達(dá)到平衡后,加入M,K值不變,不變,故E正確;
故選BDE。
(4)①增大相當(dāng)于增大c(M),反應(yīng)i平衡正向移動(dòng),c(T)增大,反應(yīng)ii平衡逆向移動(dòng),c(B)減??;
②根據(jù)已知條件列出“三段式”
平衡時(shí)c(T)=c(B)=0.018ml/L=x-y=z+y,x+z=0.036ml/L,c(M)=0.063 ml/L -x+y=0.045ml/L,c(A)=0.1 ml/L -x-z=0.064 ml/L,則反應(yīng)I的平衡常數(shù)K= 。
12.(2024屆廣東省深圳一模)用“氧化-萃取法”可從鹵水中提取碘,其方法為向酸化的鹵水中加入溶液,再加入萃取劑(R)進(jìn)行萃取。該過程涉及以下反應(yīng):
(?。?
(ⅱ)
(ⅲ)
(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng) 。
(2)基態(tài)碘原子價(jià)層電子的軌道表示式為 。
(3)①反應(yīng)條件會(huì)影響碘的萃取率。其他條件不變時(shí),不同溫度下達(dá)平衡時(shí)碘萃取率
[]曲線如圖所示:
萃取溫度從300 K升高至320 K,碘萃取率緩慢下降。結(jié)合平衡移動(dòng)原理,分析其原因 (忽略萃取劑的揮發(fā)、的揮發(fā)及分解產(chǎn)生的影響)。當(dāng)萃取溫度超過320 K時(shí),的分解導(dǎo)致碘萃取率明顯下降。
②下列說法不正確的是 (填標(biāo)號(hào))。
A.增大溶液的pH,碘萃取率降低 B.增大萃取劑用量,碘萃取率升高
C.萃取體系平衡后加水稀釋,變小 D.增大的濃度,反應(yīng)(?。┑乃俾试龃?br>(4)未加萃取劑時(shí),固定總碘濃度為,平衡時(shí)溶液中的、、分布系數(shù)與溶液中初始關(guān)系如圖所示。[總碘濃度各組分折合為后的濃度之和,,如]
①設(shè)平衡時(shí)、、分別為、、,則、、之間的關(guān)系式為 。
②計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù) (結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
(5)測定鹵水中的方法:取鹵水于錐形瓶中,加適量氧化劑恰好將全部氧化為;加溶液酸化后,再加入適量溶液,密閉靜置后,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈微黃色,加入淀粉指示劑,繼續(xù)滴定至終點(diǎn);平行測定3次,平均消耗,則鹵水中 。(已知:)
【答案】(1)—276.4kJ/ml
(2)
(3)反應(yīng)ⅱ、ⅲ均為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng),碘萃取率下降 C
(4)a+2b+3c 667
(5)2.000×10—3
【解析】(1)由蓋斯定律可知,反應(yīng)ⅰ+ⅱ得到反應(yīng),則反應(yīng)△H=(—257.5kJ/ml)+(—18.9 kJ/ml)= —276.4kJ/ml,故答案為:—276.4kJ/ml;
(2)碘元素的原子序數(shù)為53,基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為5s25p5,軌道表示式為,故答案為:;
(3)①反應(yīng)ⅱ、ⅲ均為放熱反應(yīng),萃取溫度從300 K升高至320 K時(shí),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),RI有機(jī)相的濃度減小,碘萃取率下降,故答案為:反應(yīng)ⅱ、ⅲ均為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng),碘萃取率下降;
②A.增大溶液的pH,溶液中氫離子濃度減小,反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),導(dǎo)致平衡碘萃取率降低,故正確;
B.增大萃取劑用量,反應(yīng)ⅲ向正反應(yīng)方向移動(dòng),碘萃取率升高,故正確;
C.由方程式可知,反應(yīng)ⅱ的平衡常數(shù)K=,溶液中=,萃取體系平衡后加水稀釋時(shí),碘離子濃度減小、平衡常數(shù)不變,則溶液中和的值增大,故錯(cuò)誤;
D.增大溶液中碘離子的濃度,反應(yīng)物的濃度增大,反應(yīng)(ⅰ)的速率增大,故正確;
故選C;
(4)①由碘原子個(gè)數(shù)守恒可知,平衡時(shí)溶液中++=0.01ml/L,由此可得a+2b+3c=0.01,故答案為:a+2b+3c;
②由圖可知,溶液中碘離子濃度為0.01ml/L×0.45=4.5×10—3ml/L、碘三離子的濃度為0.01ml/L×0.45×=1.5×10—3ml/L、碘濃度為0.01ml/L×(1—0.045—0.045)×=5×10—4ml/L,則由方程式可知,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=≈667,故答案為:667;
(5)由題意可得如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:I——IO—3I2—6S2O,滴定消耗 ml/L硫代硫酸鈉溶液,則鹵水中碘離子濃度為=2.000×10—3ml/L,故答案為:2.000×10—3。
13.(2024屆廣東省肇慶二模)酚類化合物在醫(yī)療、環(huán)保、工業(yè)等方面有著廣泛的用途。
(1)苯酚可用于外科器械消毒、皮膚殺菌與止癢,可通過磺化法制備。該工藝具體流程如下:
反應(yīng)③的化學(xué)方程式為 。
(2)石油加工、造紙等企業(yè)易產(chǎn)生含有苯酚的工業(yè)廢水,可通過O3-H2O2氧化法進(jìn)行處理,其原理為C6H5OH+H2O2+O3→CO2+H2O(非可逆反應(yīng),反應(yīng)未配平)。在T1℃和T2℃時(shí),分別向含有苯酚的水樣中加入等量的30%H2O2溶液,再以相同的流速向水樣中通入O3,測得水樣中苯酚的含量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。
①在T1℃時(shí),0~10min內(nèi),C6H5OH的平均反應(yīng)速率為 。
②請判斷T1和T2的大?。篢1 (填“>”“ H2O2受熱分解
(3)BD
(4)I 0.002ml/L 500
【解析】(1)反應(yīng)③C6H5SO3Na 和熔融的NaOH反應(yīng),生成C6H5ONa ,化學(xué)方程式為:C6H5SO3Na+2NaOHC6H5ONa+Na2SO3+H2O;
(2)①由圖可知,在T1℃時(shí),0~10min內(nèi),C6H5OH的濃度下降了,C6H5OH的平均反應(yīng)速率為;
②反應(yīng)初始時(shí),T1℃反應(yīng)速率更快,即T1>T2;由于H2O2受熱易分解,因此反應(yīng)結(jié)束時(shí),T2℃時(shí)工業(yè)廢水中苯酚的去除率更高;
(3)A.加水稀釋,c(H+)下降,pH增大,故A錯(cuò)誤;
B.滴入幾滴濃鹽酸,c(H+)上升,平衡逆向移動(dòng),增大,減小,增大,故B正確;
C.溫度不變,反應(yīng)平衡常數(shù)不變,故C錯(cuò)誤;
D.加入少量Cu粉,發(fā)生反應(yīng),,c(Fe3+)下降,平衡逆向移動(dòng),溶液紫色變淺,故D正確;
故選BD;
(4)①由圖可知,隨著的增大, 減小,即曲線Ⅱ?yàn)?,那么即曲線Ⅰ為;
②,即,,即,根據(jù)L守恒得:,因此,,根據(jù)M守恒得:,,,。
14.(2024屆廣東省省一模)銀作為催化劑,主要用于乙烯氧化制環(huán)氧乙烷、甲醇氧化制甲醛等,通過亞硫酸鈉-甲醛還原法或氨浸-水合肼還原法可回收失效的銀催化劑。
回答下列問題:
(1)向銀催化劑中加入稀硝酸溶解的化學(xué)方程式為 。
(2)用氯化鈉溶液沉淀銀離子可發(fā)生下列反應(yīng):
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①計(jì)算 (列出計(jì)算式即可)。
②根據(jù)上述平衡信息,為了使沉淀完全,應(yīng)注意控制的條件是 。
(3)亞硫酸鈉-甲醛還原法浸取的主要反應(yīng)為。
①該反應(yīng)在敞口容器中進(jìn)行,其他條件不變時(shí),浸出時(shí)間過長會(huì)使銀的浸出率降低,原因可能是 (用離子方程式表示)。
②浸出液中含銀微??倽舛入S含硫微粒總濃度及浸出液的關(guān)系如圖所示:
已知浸出液中含銀微粒的存在形式為、和(X為或),則含硫微粒的總濃度+ + +;時(shí),含銀微??倽舛入S含硫微??倽舛鹊淖兓淮?,時(shí),含銀微??倽舛入S含硫微??倽舛鹊淖兓^大,原因是 。
(4)常溫下用氨浸-水合肼還原法浸取,已知:,,寫出溶于氨水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: ,計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù) (保留3位有效數(shù)字)。
【答案】(1)
(2)或 控制氯化鈉的用量
(3)或 較小時(shí),與結(jié)合生成或,盡管含硫微??倽舛仍龃?,但較小
(4)
【解析】(1)銀和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為;
(2)①根據(jù)蓋斯定律,可知反應(yīng)Ⅲ反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ,所以。
②根據(jù)過程中發(fā)生的反應(yīng),可知加入氯離子過量,反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ會(huì)正向移動(dòng),導(dǎo)致生成的氯化銀沉淀溶解,沉淀不完全,所以為使沉淀完全,應(yīng)注意控制氯化鈉的用量(濃度)或控制的用量(濃度)等;
(3)①其他條件不變時(shí),該反應(yīng)在敞口容器中進(jìn)行,浸出時(shí)間過長會(huì)使銀的浸出率降低,可能原因是亞硫酸鈉或被空氣中的氧氣氧化,離子方程式為或;
②根據(jù)元素質(zhì)量守恒,;時(shí),含銀微??倽舛入S含硫微粒總濃度的變化與時(shí)不同,結(jié)合硫元素的存在形式,可推測原因是較小時(shí),與結(jié)合生成或,盡管含硫微??倽舛仍龃螅^小,溶解較少;
(4)溶于氨水的離子方程式為;,,所以
。
15.(2024屆廣東省廣州一模)氨能與形成配合物和,該反應(yīng)在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著重要的作用。
(1)基態(tài)原子價(jià)層電子的軌道表示式為 ,中與間形成的化學(xué)鍵為 。
(2)將置于溶液中,通入,轉(zhuǎn)化為的離子方程式為: 。反應(yīng)1小時(shí)測得溶液中銀的總濃度為,的溶解速率為 。
(3)氨與形成配合物有助于溶解。常溫下,向飽和溶液(含足量固體)中滴加氨水,主要存在以下平衡:
(i)
(ii)
(iii)
①下列有關(guān)說法中,正確的有 (填編號(hào))。
A.加少量水稀釋,平衡后溶液中、均減小
B.隨增大,反應(yīng)ⅱ平衡正向移動(dòng),增大
C.隨增大,不變
D.溶液中存在
②反應(yīng) (用、、表示)。
(4)向溶液中通入足量得到澄清溶液(設(shè)溶液體積不變),溶液中、、的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨的變化如圖所示。
已知溶液中,。
①點(diǎn)溶液中 。
②計(jì)算點(diǎn)溶液中的轉(zhuǎn)化率 (寫出計(jì)算過程,已知)。
【答案】(1) 配位鍵
(2)2H2O 4OH— 10—5
(3)D K1K2Ksp
(4)10—3.53 60%
【解析】(1)氮元素的原子序數(shù)為7,基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為2s22p3,軌道表示式為;銀氨絡(luò)離子中具有空軌道的銀離子與具有孤電子對的氨分子形成配位鍵,故答案為:;配位鍵;
(2)由題意可知,銀轉(zhuǎn)化為銀氨絡(luò)離子的反應(yīng)為銀與氨水、氧氣反應(yīng)生成銀氨絡(luò)離子和氫氧根離子,反應(yīng)的離子方程式為4Ag+O2+8NH3+2H2O=4[Ag(NH3)2]++ 4OH—,反應(yīng)1小時(shí)測得溶液中銀的總濃度為1.08mg/L,則由方程式可知,銀的溶解速率為=10—5ml/h,故答案為:2H2O;4OH—;10—5;
(3)①A.加少量水稀釋時(shí),氯化銀的溶度積不變,則平衡后溶液中銀離子、氯離子的濃度不變,故錯(cuò)誤;
B.平衡常數(shù)是溫度函數(shù),溫度不變,平衡常數(shù)不變,則溶液中氨分子濃度增大時(shí),反應(yīng)ⅱ平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但平衡常數(shù)K1不變,故錯(cuò)誤;
C.由平衡常數(shù)可知,溶液中=,則溶液中氨分子濃度增大時(shí),平衡常數(shù)K2不變,溶液中和的值減小,故錯(cuò)誤;
D.滴加氨水的氯化銀飽和溶液中存在物料守恒關(guān)系,故正確;
故選D;
②由方程式可知,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=== K1K2Ksp,故答案為:K1K2Ksp;
(4)①溶液中銀離子與氨水的反應(yīng)存在如下平衡:,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=== K1K2=106.76,由圖可知,M點(diǎn)銀離子濃度與二氨合銀離子濃度相等,則溶液中氨分子的濃度為10—3.53ml/L,故答案為:10—3.53;
②設(shè)M點(diǎn)一氨合銀離子濃度和二氨合銀離子濃度分別為x ml/L、y ml/L,由銀原子個(gè)數(shù)守恒和物料守恒可得:x+2y=0.1,由ii的平衡常數(shù)可得:x=10—3.53×103.24y,解得x=0.02、y=0.06,則溶液中銀離子的轉(zhuǎn)化率為60%,故答案為:60%。
16.(2024屆廣東省江門聯(lián)考)銅及其化合物在生產(chǎn)及生活中應(yīng)用廣泛。
(1)銅-鐵催化劑可用于電催化還原為,完成下列離子方程式: 。
+______+______
(2)銅-鐵催化劑還可以催化分解轉(zhuǎn)化為燃料氫氣,反應(yīng)為。往體積為的密閉容器中加入分解制。圖中曲線a、b分別表示在分別表示在銅-鐵催化劑I的作用下,時(shí)及時(shí)隨時(shí)間的變化;曲線表示在銅-鐵催化劑Ⅱ的作用下,時(shí)隨時(shí)間的變化。
① (填“”或“=”)。
②在銅-鐵催化劑I的作用下,時(shí),內(nèi)平均反應(yīng)速率 。
③上述三種條件下,分解反應(yīng)的平衡常數(shù)的大小關(guān)系為
(3)工業(yè)合成氨中,常用亞銅鹽的氨水溶液除去原料氣中的,反應(yīng)的離子方程式為,該反應(yīng)的。其他條件不變時(shí),下列說法正確的有______(填字母)。
A.與的濃度相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
B.平衡后增大的濃度,的轉(zhuǎn)化率增大
C.平衡后加水稀釋,與的濃度之比增大
D.可采用加熱溶液的方法實(shí)現(xiàn)的再生
(4)工業(yè)生產(chǎn)中采用水解中和法處理含銅廢水。常溫下,水溶貿(mào)中含銅微粒和的分布系數(shù)(某含銅微粒占總含銅微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨的變化曲線如圖所示。
①曲線2代表的含銅微粒為 。
②的平衡常數(shù)K= 。
③若CuSO4溶液起始濃度為,加入NaOH固體調(diào)節(jié)溶液pH(忽略加入固體后引起的溶液體積的變化),求M點(diǎn)混合溶液中Na+的濃度 (寫出計(jì)算過程,結(jié)果用含的式子表示)。
【答案】(1)
(2)< 0.05
(3)CD
(4)
【解析】(1)
銅-鐵催化劑可用于電催化還原NO為NH3(還原產(chǎn)物),同時(shí)生成O2(氧化產(chǎn)物)和OH-,離子方程式:NO+2H2ONH3↑+ O2+ OH-;
故答案為:O2;OH-。
(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),5min時(shí),a曲線T1℃消耗NH3的物質(zhì)的量為1ml,根據(jù)方程式可知生成H2的物質(zhì)的量為1.5ml,b曲線為T2℃生成H2的物質(zhì)的量為2ml, T2℃H2的生成量大,故溫度T10,溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),K增大,因?yàn)門1Ag,故電負(fù)性:O>P>Ag;
(2)①根據(jù)銀氨溶液的溶質(zhì)為:Ag(NH3)2OH以及元素守恒可知,該反應(yīng)的離子方程式為:;
②pH越大,氫氧根離子濃度越大,,,磷酸根濃度越大,加入硝酸銀生成的速率越快,根據(jù)已知ⅱ.一般情況,析晶速率越快,晶粒尺寸越小,故pH較大時(shí),樣品A的晶粒小;
③A.pH增大,氫氧根濃度增大,此時(shí)生成的氫氧化銀不穩(wěn)定生成Ag2O,故樣品A中雜質(zhì)含量最高,A正確;
B.加入鹽酸,含有氯離子,會(huì)生成氯化銀沉淀,則不能用鹽酸調(diào)控體系的pH,B錯(cuò)誤;
C.由于,,加入硝酸銀后會(huì)生成磷酸銀,使電離平衡正向移動(dòng),此時(shí)氫離子濃度增大,溫度不變,K不變,則減小,C正確;
D.向溶液中加入少量溶液時(shí),此時(shí)銀離子濃度增大,會(huì)生成沉淀,此時(shí)溶液pH和生成樣品時(shí)相比較低,則晶體尺寸不同,D錯(cuò)誤;
故選AC;
(3)①溶液與0.2 溶液等體積混合中c(Ag+)=0.1ml/L,由于,則剛開始生成沉淀時(shí),溶液中的;
②由于的一級(jí)電離常數(shù)大于二級(jí)電離常數(shù),則當(dāng)氫離子濃度相同時(shí)較大,而較小,則較大,故b代表與pH的關(guān)系,根據(jù)圖示可知,當(dāng)pH=4.1時(shí),,則;
③體系中由第一步電離決定,則
故
結(jié)合②的方法可知,,,
故ml/L。
20.(2024屆廣東省佛山二模)金屬有機(jī)配合物廣泛應(yīng)用于各類催化反應(yīng)。
Ⅰ.某鐵的配合物催化1-丁烯和加成的部分歷程如圖。
(1)①寫出1-丁烯和加成的化學(xué)方程式 。
②若丙→乙的活化能為,則甲→丙的反應(yīng)熱△H= (用含a的式子表達(dá))。
(2)甲、乙的結(jié)構(gòu)如圖所示,Ar表示苯基。
①乙中Fe的配位數(shù)為 。
②下列說法正確的是 (填標(biāo)號(hào))。
A.甲→乙的過程中有鍵的斷裂和形成
B.乙→丙的速率比甲→乙慢
C.升高溫度,乙的平衡濃度減小
D.選用合適的催化劑可提高1-丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率
Ⅱ.某金屬配合物的合成反應(yīng)為:。該金屬配合物的吸光度A隨的變化如圖所示[為定值]。為M和R完全反應(yīng)的吸光度,為實(shí)際測得的最大吸光度,吸光度和的濃度成正比。
(3)x= 。
(4)解離平衡的解離度(即的平衡轉(zhuǎn)化率)為 (用含、的式子表示)。
(5)若x=1,將10mL 0.01 、5mL 0.001 M溶液、5mL 0.001 R溶液混合,測得解離度,計(jì)算的解離平衡常數(shù)(寫出計(jì)算過程)。
【答案】(1)
(2)4 BC
(3)
(4)1-
(5)1.25×10-5
【解析】(1)①1-丁烯和加成的化學(xué)方程式:;
②根據(jù)圖示,甲→乙的,乙→丙的活化能為23.8kcal/ml、丙→乙的活化能為,則乙→丙的,根據(jù)蓋斯定律:甲→丙的反應(yīng)熱;
(2)①由乙的結(jié)構(gòu)可知,乙中Fe的配位數(shù)為4;
②A.對比甲、乙兩物質(zhì)結(jié)構(gòu)可知,甲→乙的過程中有鍵的斷裂,但無鍵的形成,A錯(cuò)誤;
B.乙→丙的活化能大于甲→乙活化能,所以乙→丙速率比甲→乙速率慢,B正確;
C.甲→乙為放熱過程,乙→丙為吸熱過程,升高溫度,乙的平衡濃度減小,C正確;
D.催化劑不影響化學(xué)平衡移動(dòng),不能提高1-丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率,D錯(cuò)誤;
答案選BC。
(3)A0為M和R完全反應(yīng)的吸光度,由圖示知=0.4,解得=,則x=。
(4)由圖示知=0.4時(shí),M和R完全反應(yīng)的吸光度為A0,A1為實(shí)際測得的最大吸光度,即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的吸光度,吸光度與MRx的濃度成正比,說明反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)M的平衡轉(zhuǎn)化率為;則解離平衡的解離度α=1-。
(5)若x=1,將10mL 0.01 、5mL 0.001 M溶液、5mL 0.001 R溶液混合,若完全反應(yīng)生成MR的濃度為=2.5×10-4ml/L,解離度為0.2,則平衡時(shí)MR的濃度為2.5×10-4ml/L×(1-0.2)=2×10-4ml/L,M、R的濃度都為5×10-5ml/L,的解離平衡常數(shù)Kc==1.25×10-5。
核心考點(diǎn)
考情統(tǒng)計(jì)
考向預(yù)測
備考策略
氣相中的化學(xué)平衡
2021·廣東卷,19
考查氣相中的化學(xué)反應(yīng)原理,難點(diǎn)在于KP的考查;
考查液相中的化學(xué)反應(yīng)原理,難點(diǎn)在于水溶液圖像的解讀和三大守恒的應(yīng)用。
無論是哪種情況,熱化學(xué)、氧化還原、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)等都屬于基礎(chǔ)得分點(diǎn)。
1.重視熱化學(xué)、氧化還原、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)等于基礎(chǔ)得分點(diǎn),確?;A(chǔ)分。
2.關(guān)注KP、KC、三大守恒、圖像分析等,實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)突破。
液相中的化學(xué)平衡
2023·廣東卷,19
2022·廣東卷,19
0
1.00
0
0
a
x
0.64
b
0.40
0.60
依據(jù)勒夏特列原理判斷
如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如溫度、濃度、壓強(qiáng)等),平衡就向能使這種改變減弱的方向移動(dòng)
依據(jù)圖像中正、逆反應(yīng)速率相對大小判斷
若v正>v逆,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);反之向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
依據(jù)變化過程中速率變化的性質(zhì)判斷
若平衡移動(dòng)的過程中,正反應(yīng)速率增大(減小),則平衡向逆(正)反應(yīng)方向移動(dòng)
依據(jù)濃度商(Q)規(guī)則判斷
若某溫度下QK,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
溫度(℃)
300
500
700
900
1100
反應(yīng)Ⅰ()
6.3×1041
1.1×1026
2.1×1019
3.8×1015
3.4×1011
反應(yīng)Ⅱ()
7.3×1056
7.1×1034
2.6×1025
1.5×1020
6.7×1016
物質(zhì)
N(投料)/
19
34
6.5
25
0
0
n(平衡)/
50
1
20
25
x
y
時(shí)間t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
總壓強(qiáng)p/100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
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