化学选考30题专练--2108年浙江化学选考复习专题复习.doc

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化学选考30题专练

1.【浙江2017年11月30题】Ⅰ．十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘（C10H18）→四氢萘（C10H12）→萘（C10H8）”的脱氢过程释放氢气。

已知：

C10H18（l）C10H12（l）＋3H2（g）△H1

C10H12（l）C10H8（l）＋2H2（g）△H2

△H1＞△H2＞0；C10H18→C10H12的活化能为Ea1，C10H12→C10H8的活化能为Ea2，十氢萘的常压沸点为192℃；在192℃，液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9％。

请回答：

（1）有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_________。

A．高温高压B．低温低压C．高温低压D．低温高压

（2）研究表明，将适量的十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是______________________________________________________。

（3）温度335℃，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘（1.00mol）催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的产率x1和x2（以物质的量分数计）随时间变化关系，如图1所示。

①在8h时，反应体系内氢气的量为__________mol（忽略其他副反应）。

②x1显著低于x2的原因是________________________________________。

③在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量～反应过程”示意图。

Ⅱ．科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250℃和常压下可实现电化学合成氨。

阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。

（4）电极反应式：

________________________________和2Fe＋3H2O＋N2＝Fe2O3＋2NH3。

2.【浙江2017年4月30题】以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝（AlN）；通过电解法可制取铝。

电解铝时阳极产生的CO2可通过二氧化碳甲烷化再利用。

请回答：

（1）已知：

2Al2O3（s）===4Al（g）＋3O2（g） ΔH1＝3351kJ·molˉ1

2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH2＝－221kJ·molˉ1

2Al（g）＋N2（g）===2AlN（s） ΔH3＝－318kJ·molˉ1

碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是________，该反应自发进行的条件

________。

（2）在常压、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和气体（体积比1∶4，总物质的量amol）进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示（选择性：

转化的CO2中生成CH4或CO的百分比）。

反应Ⅰ CO2（g）＋4H2（g）CH4（g）＋2H2O（g） ΔH4

反应Ⅱ CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH5

①下列说法不正确的是________

A．ΔH4小于零

B．温度可影响产物的选择性

C．CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少

D．其他条件不变，将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3，可提高CO2平衡转化率

②350℃时，反应Ⅰ在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应Ⅰ的平衡常数为________（用a、V表示）

③350℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。

画出400℃下0～t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。

（3）据文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是________。

3.I.

（1）氰化钠是剧毒化学品。

氰化钠泄漏到水体中，可用ClO2处理，生成两种无色无味无毒的气体。

写出用ClO2处理氰化钠废水的离子方程式____________。

（2）中国在甲醇燃料电池技术上获得突破，其装置原理如图甲。

乙池是铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨。

M电极的反应式为：

______________。

II.工业上利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇。

已知298K和101KPa条件下：

2H2（g）+O2（g）＝2H2O

（1）△H1＝－571.6kJ/mol

CO（g）+l/2O2（g）＝CO2（g）△H2＝－283.0kJ/mol

CH3OH（l）+3/2O2（g）＝CO2（g）+2H2O

（1）△H3＝－726.5kJ/mol

（3）则CO（g）+2H2（g）CH3OH

（1）△H=_____kJ/mol

（4）已知：

CH3OH

（1）=CH3OH（g）△H=+35.2kJ/mol；CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）平衡常数K随温度变化关系的曲线为30题图2中的_______（填曲线标记字母I或II）。

（5）维持反应温度为510K，以n（H2）/n（CO）=2:

1充入一定量的原料气于1L容器中，在上述条件下充分反应，tl时刻达到平衡，测得容器中c（CH3OH）=2mol/L，则平衡时CO转化率=______；若维持反应温度为520K，其它条件不变，请在30题图3中画出c（CO）在0～tl时刻变化曲线：

_____________。

（6）20世纪90年代，化学家研制出新型催化剂：

碱金属的醇盐及溶剂用于合成甲醇。

30题图4是在该新型催化剂作用下，研究温度、压强对合成甲醇的影响。

由图可知适宜的反应温度、压强为____。

温度A．90～150℃B．200～260℃C．300～360℃D．400～460℃

压强E．0.1～1MPaF.3～5MPaG．8～10MPaH．15～20MPa

4.煤的气化得CO和H2，在催化剂存在条件下进一步合成甲醇（反应I），并同时发生反应II.

I.CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1=-81kJ•mol-1

II．CO（g）+H2（g）C（s）+H2O（g）△H2

已知：

①2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H3=-221kJ•mol-1

②H2O（g）=H2O

（1）△H4=-44.0kJ•mol-1

③H2的标准燃烧热为285．8kJ•mol-1

④反应过程中催化剂对选择性会产生影响，甲醇选择性是指转化的CO中生成甲醇的百分比。

请回答：

（1）反应II中△H2=______kJ•mol-1

（2）为减弱副反应II的发生，下列采取的措施合理的是_________。

A．反应前加入少量的水蒸气B．增压

C．降低反应温度D．使用合适催化剂，平衡前提高甲醇的选择性

（3）在常压下，CO和H2的起始加入量为10mol、14mol，容器体积为10L.选用Cu/NiO催化剂，升高温度在450℃时测得甲醇的选择性为80%，CO的转化率与温度的关系如图所示，则此温度下反应I的平衡常数K=_______，并说明CO的转化率随温度升高先增大后减小的原因：

____________。

（4）350℃时甲醇的选择性为90%，其他条件不变，画出350℃时甲醇的物质的量随时间的变化曲线。

_________________

（5）甲醇燃料电池由甲醇电极、氧电极和质子交换膜构成，写出负极的电极反应式：

_________。

实验证明CO在酸性介质中可电解产生甲醇，写出阴极的电极反应式:

__________。

5.氯化铵、甲醇、氧化铝都是重要化合物。

（1）已知：

INH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g）△H=＋l63.9kJ·mol-1

IIHCl（g）+CH3OH（g）CH3Cl（g）+H2O（g）△H=-31.9kJ·mol-1

IIINH4Cl（s）+CH3OH（g）NH3（g）+CH3Cl（g）+H2O（g）

①反应III在_________条件下能自发反应（填“较高温度”、“较低温度”或“任何温度”），理由是_______________。

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②图1是反应III使用三种不同催化剂时得到的CH3Cl产率与温度关系的变化图。

己知：

催化剂用量、催化剂粒数、n（甲醇）：

n（氯化铵）的值、甲醇进料速度、反应时间等测试条件都相同。

图1中a曲线CH3Cl产率先增大后减小的原因是___________。

请在图2中画出其它条件都相同时，在370℃下使用三种不同催化剂至反应平衡时，CH3Cl的产率与时间关系的变化曲线，并用a、b、c标出对应的曲线。

_______________

（2）25℃时，在某浓度的NH4Cl溶液中滴加一定量的氨水至中性，此时测得溶液中c（Cl-）=0.36mol·L-1，则混合溶液中c（NH3·H2O）＝_______mol·L-1。

（25℃时，NH3·H2O的Kb=1.8×10-5）

（3）多孔Al2O3薄膜可作为催化剂载体、模板合成纳米材料等用途。

现以高纯铝片作为阳极，不锈钢作为阴极，一定溶度的磷酸溶液作为电解质进行电解，即可初步制取多孔Al2O3膜。

请写出该制取过程的阳极电极反应：

__________________。

答案：

1.

（1）C；

（2）反应吸热，温度升高，平衡正向移动。

与此同时，温度升高导致十氢萘气化，浓度增大，平衡正向移动，生成氢气量显著增加。

（3）①1.951；②反应2的活化能比反应1小，相同温度下反应2更快，所以相同时间内，生成的四氢萘大部分都转化为萘，故x1显著低于x2.

（4）；（5）Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-。

2.

（1）

Al2O3（s）＋3C（s）＋N2（g）===2AlN（s）＋3CO（g）　ΔH＝1026kJ·molˉ1

高温

（2）

①CD

②

③

（3）

CO2＋6H2O＋8eˉ===6CH4＋8OHˉ

3.2ClO2+2CN－＝2Cl－+N2+2CO22Al－6e－+6HCO3－＝Al2O3+6CO2↑+3H2O△H＝－128.1kJ/molI97.56%（或97.6%或98%）A、F

4.-131.3AD3.2在150℃至350℃时，测量时，反应I、II未达到平衡，随温度升高，CO转化率增大，350℃后测量时，反应I、II已达到平衡，两反应均放热，平衡逆向移动，CO转化率减小（说明：

平衡时，n=6.3）CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+CO+4H++4e-=CH3OH

5.

（1）．较高温度

（2）．因为反应Ⅲ的△S>0，△H>0（3）．410℃之前，还未达到平衡，温度越高反应速率越快，因此随着温度升高，CH3Cl产率逐渐增大，

410℃之后，随着温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，因此CH3Cl产率逐渐减小。

（4）．如图：

（5）．2×10-3（6）．2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+

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