2019年高考化学真题分类汇编专题07：化学平衡

2019年高考化学真题分类汇编专题07：化学平衡
教材版本：化学
试卷分类：化学高考
试卷大小：1.0 MB
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发布时间：2024-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 综合题

水煤气变换[CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1） Shibata曾做过下列实验：①使纯H₂缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H₂的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是COH₂（填“大于”或“小于”）。
（2） 721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H₂O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H₂的物质的量分数为_________（填标号）。

A . ＜0.25 B . 0.25 C . 0.25~0.50 D . 0.50 E . ＞0.50
（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

可知水煤气变换的ΔH0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E_正=eV，写出该步骤的化学方程式。
（4） Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H₂分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的P_H2O和P_CO相等、P_CO2和P_H2相等。

计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 $\text{[math]}$ (a)=kPa·min⁻¹。467 ℃时P_H2和P_CO随时间变化关系的曲线分别是、。489 ℃时P_H2和P_CO随时间变化关系的曲线分别是、。

2. 单选题

实验测得 $\text{[math]}$ 溶液、 $\text{[math]}$ 溶液以及 $\text{[math]}$ 的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A . 随温度升高，纯水中 $\text{[math]}$ B . 随温度升高， $\text{[math]}$ 的溶液的 $\text{[math]}$ 减小 C . 随温度升高， $\text{[math]}$ 的溶液的pH变化是 $\text{[math]}$ 改变与水解平衡移动共同作用的结果 D . 随水温升高， $\text{[math]}$ 溶液和 $\text{[math]}$ 溶液的pH均降低，是因为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 水解平衡移动方向不同

3. 实验探究题

环戊二烯（

）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：

（1）已知： (g) = (g)+H₂(g) ΔH₁=100.3 kJ·mol⁻¹①
H₂(g)+ I₂(g) =2HI(g) ΔH₂=−11.0 kJ·mol⁻¹②

对于反应： (g)+ I₂(g) = (g)+2HI(g) ③ ΔH₃=kJ·mol⁻¹。
（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应③，起始总压为10⁵Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为，该反应的平衡常数K_p=Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有（填标号）。
A．通入惰性气体 B．提高温度

C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。

A . T₁＞T₂ B . a点的反应速率小于c点的反应速率 C . a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D . b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L⁻¹
（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C₅H₅)₂结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。

该电解池的阳极为，总反应为。电解制备需要在无水条件下进行，原因为。

4. 实验探究题

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

（1） Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O₂)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K（300℃）K（400℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c₀ ，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)=1∶1的数据计算K（400℃）=（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)过低、过高的不利影响分别是。
（2） Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl₂(s)=CuCl(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₁=83 kJ·mol^-1

CuCl(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=CuO(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₂=-20 kJ·mol^-1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl₂(s)+H₂O(g) ΔH₃=-121 kJ·mol^-1

则4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)的ΔH= kJ·mol^-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是。（写出2种）
（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气L（标准状况）

5. 多选题

在恒压、NO和O₂的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO₂的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是（）

A . 反应2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)的ΔH>0 B . 图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率 C . 图中Y点所示条件下，增加O₂的浓度不能提高NO转化率 D . 380℃下，c_起始(O₂)=5.0×10⁻⁴ mol·L⁻¹ ， NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000

6. 综合题

N₂O、NO和NO₂等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。

（1） N₂O的处理。N₂O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N₂O分解。NH₃与O₂在加热和催化剂作用下生成N₂O的化学方程式为。
（2） NO和NO₂的处理。已除去N₂O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
NO+NO₂+2OH⁻=2 $\text{[math]}$ +H₂O
2NO₂+2OH⁻= $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ +H₂O
①下列措施能提高尾气中NO和NO₂去除率的有（填字母）。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO₂晶体，该晶体中的主要杂质是（填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是（填化学式）。
（3） NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为 $\text{[math]}$ 的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。

①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl⁻和 $\text{[math]}$ ，其离子方程式为。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是。

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