(7)高考真题演练 练习 2021届高考化学创新复习

3.0 envi 2025-02-05 14 4 753.91KB 19 页 3知币
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1．(2017· 天津高考)常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s) ＋
4CO(g)Ni(CO)4(g) 。230 ℃ 时 ， 该 反应 的 平 衡 常 数 K＝2×10 －5。 已 知 ：
Ni(CO)4的沸点为 42.2 ℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230 ℃制得高纯镍。
下列判断正确的是(　　)
A．增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在 30 ℃和 50 ℃两者之间选择反应温度，选 50 ℃
C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低
D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)
答案　B
解析　B对：第一阶段，生成的 Ni(CO)4是气态，应选择高于其沸点的反应
温度，故选 50 ℃。C错：230 ℃时，化学平衡常数 K＝2×10－5，有利于反应逆
向进行，Ni(CO)4分解率较高。
2．(2016·北京高考)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(
)
A．抗氧化剂 B．调味剂
C．着色剂 D．增稠剂
答案　A
解析　相对于食物，抗氧化剂可以更快地被氧气氧化，从而降低了包装袋中
氧气的浓度，减缓食品被氧化的速率。
3．(2019·全国卷Ⅰ)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(s)，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 CO________H2(填
1
“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 ΔH________0(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 pH2O 和pCO 相等、
pCO2 和pH2 相等。
计算曲线 a的反应在 30～90 min 内的平衡速率(a)＝________kPa·min－1。467
℃时 pH2 和pCO 随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时
2
pH2 和pCO 随时间变化关系的曲线分别是________、________。
答案　(1)大于　(2)C　
(3)小于　2.02　COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋
OH*)
(4)0.0047　b　c　a　d
解析　(1)根据题目提供的实验数据可知用 H2还原 CoO 制取金属 Co，反应
的化学方程式为 H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)，平衡混合气体中 H2的物质的
量分数为 0.0250，K1＝＝＝39；CO 还原 CoO 制取金属 Co 的化学方程式为
CO(g) ＋CoO(s)Co(s) ＋CO2(g) ， 平 衡 混 合 气 体 中 CO 的 物 质 的 量 分 数 为
0.0192，K2＝＝≈51.08。K1＜K2，说明还原 CoO 制取金属 Co 的倾向是 CO 大于
H2。
(2)H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)①
CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)②
②－①可得 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
设起始 CO、H2O的物质的量为 a mol，转化的物质的量为 x mol，容器容积
为1 L，则：
　　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始/mol·L－1 a a 0 0
转化/mol·L－1 x x x x
平衡/mol·L－1 a－x a－x x x
则该反应的 K＝＝≈1.31，
求得：x≈0.534a，则平衡时 H2的物质的量分数约为＝0.267。
(3)根据图像，初始时反应物的总能量为 0，反应后生成物的总能量为－0.72
eV，则 ΔH＝－0.72 eV，即 ΔH小于 0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡
态2，则此能垒 E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV。由过渡态 2初始反应物
COOH*＋H*＋H2O*和结束时生成物 COOH*＋2H*＋OH*，可得反应的方程式为
COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)。
(4)根据反应速率的计算公式可以计算(a)＝≈0.0047 kPa·min－1。由(2)中分析
得出 H2的物质的量分数在 0.25～0.50 之间，CO 的物质的量分数在 0～0.25 之间，
在同一容器中气体的分压之比等于物质的量之比，所以 H2的分压始终高于 CO
3
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