北京市高三各城区一模化学试题分类汇编化学反应原理.docx
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北京市高三各城区一模化学试题分类汇编化学反应原理
2019北京市高三各城区一模化学试题分类汇编--化学反应原理
(海淀区)26.(12分)羟基自由基(·OH,电中性,O为-1价)是一种活性含氧微粒。
常温下,利用·OH处理含苯酚废水,可将其转化为无毒的氧化物。
(1)·OH的电子式为________。
(2)pH=3时Fe2+催化H2O2的分解过程中产生·OH中间体,催化循环反应如下。
将ii补充完整。
i.Fe2++H2O2+H+===Fe3++H2O+·OH
ii.___+__===_+O2↑+2H+
(3)已知:
羟基自由基容易发生猝灭2·OH===H2O2。
用H2O2分解产生的·OH脱除苯酚,当其他条件不变时,不同温度下,苯酚的浓度随时间的变化如图1所示。
0~20min时,温度从40℃上升到50℃,反应速率基本不变的原因是________。
图1图2
(4)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH,使处理含苯酚废水更加高效,装置如图2所示。
已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2,然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。
①b极连接电源的________极(填“正”或“负”)。
②a极的电极反应式为________。
③电解液中发生的主要反应方程式为________。
(朝阳区)26.(13分)脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以净化空气、改善环境,是环境保护的主要课题。
(1)以漂粉精溶液为吸收剂脱除烟气中的NO,相关热化学方程式如下:
ⅰ.4NO(g)+3O2(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq)∆H1=﹣423kJ·mol-1
ⅱ.Ca(ClO)2(aq)=CaCl2(aq)+O2(g)∆H2=﹣120kJ·mol-1
ⅲ.3Ca(ClO)2(aq)+4NO(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq)+3CaCl2(aq)∆H3
①∆H3=kJ·mol-1。
②反应ⅲ的平衡常数随温度升高的变化趋势是。
(2)HClO可有效脱除NO,但HClO不稳定,实际应用中常用其盐。
C12和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是。
(3)次氯酸盐脱除NO的主要过程如下:
a.NO+HClO=NO2+HClb.NO+NO2+H2O⇌2HNO2c.HClO+HNO2=HNO3+HCl
下列分析正确的是。
A.烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率
B.NO2单独存在时不能被脱除
C.脱除过程中,次氯酸盐溶液的pH下降
(4)研究不同pH、不同温度下漂粉精溶液对NO脱除率的影响,结果如图1、图2。
图1图2
①图1中,pH降低NO脱除率增大的原因:
。
②脱除过程中往往有Cl2产生,原因是(用离子方程式表示)。
③图2中,60~80℃NO脱除率下降的原因:
。
(至少答出两点)
(东城区)26.(13分)软锰矿在生产中有广泛的应用。
III
(1)过程I:
软锰矿的酸浸处理
①酸浸过程中的主要反应(将方程式补充完整):
2FeS2+□MnO2+□===□Mn2++2Fe3++4S+□。
②生成的硫附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻,此时加入H2O2,利用其迅速分解产生的大量气体破除附着的硫。
导致H2O2迅速分解的因素是。
③矿粉颗粒表面附着的硫被破除后,H2O2可以继续与MnO2反应,从而提高锰元素的浸出率,该反应的离子方程式是。
(2)过程II:
电解法制备金属锰
金属锰在(填“阳”或“阴”)极析出。
洗涤后
氨水
过滤
(3)过程III:
制备Mn3O4
Mn3O4
固体
加蒸馏水
滤饼[含Mn(OH)2、
Mn2(OH)2SO4]
MnSO4
溶液
O2
右图表示通入O2时pH随时间的变化。
15~150分钟滤饼中一定参与反应的成分是,判断的理由是。
(4)过程Ⅳ:
制备MnCO3
MnCO3难溶于水、能溶于强酸,可用MnSO4溶液和NH4HCO3溶液混合制备。
每制得1molMnCO3,至少消耗amol/LNH4HCO3溶液的体积为L。
(西城区)27.(12分)研究水体中碘的存在形态及其转化是近年的科研热点。
I-与I2在水体和大气中的部分转化如下图所示。
(1)结合元素周期律分析Cl-、I-的还原性强弱;同主族元素的原子,从上到下,。
(2)水体中的I-在非酸性条件下不易被空气中的02氧化。
原因是
的反应速率慢,反应程度小。
①I-在酸性条件下与O2反应的离子方程式是。
②在酸性条件下I-易被O2氧化的可能的原因是。
(3)有资料显示:
水体中若含有Fe2+,会对O3氧化I-产生影响。
为检验这一结论,进行如下探究实验:
分别将等量的O3通入到20mL下列试剂中,一段时间后,记录实验现象与结果。
己知:
每lmolO3参与反应,生成lmolO2。
①a=。
②A中反应为可逆反应,其离子方程式是。
③C中溶液的pH下降,用离子方程式解释原因。
④比较A、B、C,说明Fe2+在实验B中的作用并解释____。
(丰台区)27.(13分)某小组进行实验:
向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠的混合溶液,一段时间后溶液变蓝。
查阅资料知体系中存在两个主要反应:
反应i:
H2O2(aq)+2I-(aq)+2H+(aq)I2(aq)+2H2O(l)ΔH1=-247.5kJ/mol
反应ii:
I2(aq)+2S2O32-(aq)2I-(aq)+S4O62-(aq)ΔH2=-1021.6kJ/mol
(1)H2O2与S2O32-反应的热化学方程式为______。
(2)下列实验方案可证实上述反应过程。
将实验方案补充完整(所用试剂浓度均为0.01mol/L)。
a.向酸化的H2O2溶液中加入________溶液,溶液几秒后变为蓝色。
b._________,溶液立即褪色。
(3)探究c(H+)对反应速率的影响,实验方案如下表所示。
(所用试剂除H2O以外,浓度均为0.01mol/L)
实验序号
a
b
试
剂
H2O2/mL
5
H2SO4/mL
4
2
Na2S2O3/mL
8
KI(含淀粉)/mL
3
H2O
0
将上述溶液迅速混合
观察现象
溶液变蓝所需时间
为t1秒
溶液变蓝所需时间
为t2秒
①将实验b补充完整。
②对比实验a和实验b,t1_____t2(填“>”或“<”)。
③结合
(2)中现象解释溶液混合后一段时间才变蓝的原因________。
④利用实验a的数据,计算t1时间内H2O2与S2O32-反应的平均反应速率(用H2O2浓度的变化表示)________mol/(L·s)。
(石景山区)27.(13分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物合成的有机化合物,通常用作植物的氮肥。
合成尿素的主要反应如下:
i.2NH3(l)+CO2(g)
(l)(氨基甲酸铵)△H=-akJ/mol
ii.
(l)
(l)+H2O(l)△H=+bkJ/mol
iii.2
(缩二脲)+NH3(副反应,程度较小)
(1)实验室制取氨气的化学方程式是。
(2)CO(NH2)2中C为+4价,N的化合价_______。
(3)CO2和NH3合成尿素的热化学方程式为。
(4)工业上提高氨碳比(
),可以提高尿素的产率,结合反应i~iii,解释尿素产率提高的原因。
(5)某科研小组模拟工业合成尿素,一定条件下,在0.5L的密闭容器中投入4molNH3和1molCO2,测得反应中各组分的物质的量随时间变化如图1所示:
图1图2
①反应进行到10min时,用CO2表示反应i的速率υ(CO2)=。
②合成总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素的总反应的快慢由第步反应决定(填“i”或“ii”)。
(6)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图2)。
总反应为:
CO(NH2)2+H2O
3H2↑+N2↑+CO2↑。
①A电极连接电源的极(填“正”或“负”)。
②A电极的电极反应为。
(门头沟区)26.(13分)CO2的排放会带来全球“温室”效应,因此,引起国际关注和研究,渴望21世纪CO2将作为新碳源被广泛使用。
(1)以CO2和H2为原料可得到CH4燃料。
已知:
①CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H1=+247kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+205kJ·mol-1
写出由CO2获得CH4的热化学方程式:
。
(2)CO2与CH4经催化重整可制得合成气:
CH4(g)+CO2(g)=CO(g)+2H2(g)
图1
按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率影响如图1所示。
此反应优选温度为900℃的原因是。
图2
(3)以二氧化钛表面覆盖的Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的变化关系如图2所示。
250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是(写出两种)。
图3
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中离子方程式是 。
(4)O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图3所示。
该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:
。
电池的正极反应式:
2CO2+2e−=C2O42−该过程中,O2起催化作用,催化过程可表示为:
i:
6O2+6e−=6O2−
ii:
……
写出ii的离子方程式:
。
(怀柔区)26.(13分)党的十九大报告指出:
要持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战。
当前空气质量检测的主要项目除了PM2.5外,还有CO、SO2、氮氧化物(NO和NO2)、O3等气体。
(1)①选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的CO、NO转化为无毒气体。
已知:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H1=-566kJ∙mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H2=+180kJ∙mol-1。
则汽车尾气中的CO、NO转化为无毒气体的热化学方程式是
N2
②NO可通过氧化-还原法转化为N2,转化关系如下:
反应Ⅰ的化学方程式是_______;反应Ⅱ的还原剂是_______(填化学式)。
(2)工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸收炼铁高炉气体体系中的CO,从而减少空气中CO的含量,反应的化学方程式如下:
CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2·CO(aq)ΔH<0
该反应的化学平衡常数表达式K=________。
吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨,可采取的处理措施有_____________(选填序号)。
a.适当升高温度b.适当降低温度c.适当增大压强d.适当减小压强
(3)铁及其化合物可用于消除环境污染中的SO2气体。
常温下,硫酸亚铁能将SO2转化为SO42-,总反应为2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,其中一个反应为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,则另一个反应的离子方程式为______________。
(4)常温下,用氧缺位铁酸锌(ZnFe2Oy)可以消除NOx污染,使NOx转变为N2,同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4。
若2molZnFe2Oy与足量NO2反应可生成0.5molN2,则y=________。
(平谷区)27.为更有效处理工业废气中排放的氮氧化物(NOx)、SO2等,减少大气污染。
科学家不断对相关反应进行研究尝试。
(1)脱硝反应机理如右图,,Cu+的作用是____________,C2H4参与的反应方程式______________。
(2)选择性催化还原技术(SCR)是目前较为成熟的烟气脱硝技术,
其反应原理主要为:
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
4N2(g)+6H2O(g);ΔH=-1627KJ•mol-1
①其中被NO和O2氧化的NH3的比例。
②该方法应控制反应温度在315~400℃之间,反应温度不宜过高的原因是________。
③氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。
如右图为
350℃时,只改变氨气的投放量,NO的百分含量与氨氮比的
关系图。
当>1.0时,烟气中NO含量反而增大,
主要原因是_________________________________。
(3)烟气脱硫、脱硝一体化技术是大气污染防治研究的热点。
ClO2及NaClO2均是性能优良的脱硫脱硝试剂。
①ClO2在酸性条件下稳定,在NaOH溶液中可歧化为NaClO3和NaClO2,该反应的化学方程式为____________。
②某研究小组用ClO2进行单独脱除SO2实验时,测得SO2的脱除率随溶液pH变化如右图所示。
当3
化学试题答案
(海淀区)26.(12分)
(1)
(1分)
(2)ii.2Fe3++2·OH===2Fe2++O2↑+2H+(2分)
(3)从图1可知,0~20min,40~50℃,升高温度化学反应速率应该加快(1分);但是50℃时,温度升高羟基自由基发生猝灭(或温度升高过氧化氢分解产生氧气),导致c(·OH)下降(1分),所以,温度从40℃上升到50℃,反应速率不基本不变。
(2分)
(4)①正(2分)
②O2+2e-+2H+===H2O2(2分)
FFe2+
③Fe2++H2O2+H+===Fe3++H2O+·OH(1分)
(答案合理给分,如H2O2===2·OH)
C6H6O+28·OH===6CO2+17H2O(2分)
(朝阳区)26.(13分)
(1)①
②变小
(2)
(3)AC
(4)①pH降低,ClO-+H+=HClO,溶液中
增大
②HClO+Cl++H+=Cl2↑+H2O(或
)
③HClO受热分解,
浓度减小;气体溶解度降低;反应b平衡逆向移动;反应ⅲ平衡逆向移动等(合理即可)
(东城区)26.(13分)
(1)①
②Fe3+(或Mn2+或MnO2)等作催化剂
③MnO2+H2O2+2H+===Mn2++O2↑+2H2O
(2)阴
(3)Mn2(OH)2SO4
Mn2(OH)2SO4被O2氧化产生H+,而Mn(OH)2被O2氧化不产生H+
(4)
(西城区)
27.(12分,
(1)和(3)①1分,其它每空2分)
(1)原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,非金属性Cl>I,离子的还原性Cl->I-
(2)①4H++4I-+O2
2I2+2H2O
②增大c(H+),降低了c(H-),使平衡2H2O+4I-+O2
2I2+4OH-正向移动,反应易于进行等
(3)①3×10-2
②H2O+2I-+O3
I2+2OH-+O2
③2Fe2++O3+5H2O
2Fe(OH)3+4H++O2
④反应H2O+2I-+O3
I2+2OH-+O2产生的OH-被Fe2+或Fe2+的氧化物Fe3+结合,pH减小,促使该平衡正向移动,提高了I-的转化率,产生大量的Fe(OH)3
(丰台区)
27.(13分)
(1)H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)==S4O62-(aq)+2H2O(l)
(2)淀粉碘化钾(2分)向a中所得蓝色溶液中加入硫代硫酸钠溶液(2分)
(3)①5、8、3、2(2分)
②<(2分)
③
反应ⅰ慢,反应ⅱ快,反应ⅰ生成的I2立即与S2O32-反应,直至S2O32-被消耗尽,
再生成的I2才能使淀粉变蓝。
因此溶液混合一段时间后才变蓝。
(2分)
④
2×10-3/t1mol/(L·s)
(1分)
(石景山区)27.(13分)
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O………………………………………………………………………(2分)
(2)-3………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………(1分)
(3)2NH3(l)+CO2(g)
(l)+H2O(l)△H=(b-a)kJ/mol…………………………………(2分)
(4)提高氨碳比(
)有利于反应i、ii正向移动,促进甲基甲酸铵分解生成尿素,有利于反应ⅲ逆向移动,抑制副反应ⅲ的发生,从而提高尿素产率……………………………(2分)
(5)①0.148mol/(L·min)……………………………………………………………………………………………………………………(2分)
②ii…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………(1分)
(6)①正…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………(1分)
②CO(NH2)2-6e—+H2O=N2↑+CO2↑+6H+……………………………………………………………………(2分)
(门头沟区)26.(13分)
(1) CO2(g)+4H2(g) =CH4(g)+2H2O(g) △H1=-163kJ/mo1 (2分 )
(2)900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低( 2 分)
(3)①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低 (1分)
②增大体系压强、增大CO2的浓度(2分)
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3﹣=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O (2分 )
(4)Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+) (2分)
6CO2+6O2−=3C2O42−+6O2(2分)
(怀柔区)26.(共13分)
(1)①2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)∆H=-746kJ∙mol-1、
②2NO+O2==2NO2、CO(NH2)2(1分)
(2)K==c[CH3COOCu(NH3)2·CO]/c(CO)·c[CH3COOCu(NH3)2]、ad
(3)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++4H++SO
(4)3
(平谷区)27.(第一空1分,其它每空各2分)
(1)催化剂,2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+
(2)①2:
1②正反应放热,温度过高会降低NO的转化率。
③NH3和O2再次反应生成NO
(或4NH3+5O2=4NO+6H2O)
(3)①2ClO2+2NaOH=NaClO3+NaClO2+H2O
②PH<7时,随着PH值的增大,ClO2的稳定性降低氧化性减弱,SO2的脱除率降低。
当PH>7.8后,随着碱性的增强,生成ClO2-增多,氧化性增强,SO2的脱除率上升。