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整体感知—“化学反应原理”大题的考法研究(学生自主研习)
[品考题考法]
1.(2023·全国甲卷)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①3O2 (g)===2O3(g) K1 ΔH1=285 kJ·mol-1
②2CH4(g)+O2(g)===2CH3OH(l) K2 ΔH2=-329 kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O3(g)===CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=_____kJ·mol-1,平衡常数K3=_____(用K1、K2表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4===M++CH3OH,结果如下图所示。图中300 K的曲线是________(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO+的转化率为________________(列出算式)。
(3)MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线______(填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD______CHD2OH(填“>”“=”或“<”)。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有______种。
答案:(1)-307 (2)b ×100% (3)(ⅰ)Ⅰ (ⅱ)c (ⅲ)< 2
2.(2022·广东等级考)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式:(NH4)2Cr2O7Cr2O3+________+________。
②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图1,X(g)→Y(g)过程的焓变为______________(列式表示)。
③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线____________________________(用“→”表示含氮物质间的转化);其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为________________________________。
(2)K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(ⅰ)Cr2O(aq)+H2O(l) 2HCrO(aq)
K1=3.0×10-2(25 ℃)
(ⅱ)HCrO(aq) CrO(aq)+H+(aq)
K2=3.3×10-7(25 ℃)
①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有________。
A.加入少量硫酸,溶液的pH不变
B.加入少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.加入少量NaOH溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D.加入少量K2Cr2O7固体,平衡时c2(HCrO)与c(Cr2O)的比值保持不变
②25 ℃时,0.10 mol·L-1K2Cr2O7溶液中lg随pH的变化关系如图2。当pH=9.00时,设Cr2O、HCrO与CrO的平衡浓度分别为x、y、z mol·L-1,则x、y、z之间的关系式为________=0.10;计算溶液中HCrO的平衡浓度________________________________(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
③在稀溶液中,一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(λ)有关;在一定波长范围内,最大A对应的波长(λmax)取决于物质的结构特征;浓度越高,A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究pH对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响,配制浓度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液,测得其A随λ的变化曲线如图3,波长λ1、λ2和λ3中,与CrO的λmax最接近的是______;溶液pH从a变到b的过程中,的值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案:(1)①N2↑ 4H2O
② (E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
③NH3NONO2HNO3
2NO+O2===2NO2
(2)①BD ②x+y+z 当溶液pH=9时,>104,因此可忽略溶液中Cr2O
即c(HCrO)+c(CrO)=0.20 mol·L-1
反应(ⅱ)的平衡常数K2===3.3×10-7
联立两个方程可得c(HCrO)=6.0×10-4mol·L-1 ③λ3 增大
[析考点盲点]
第1题考情分析
考查点及命题意图
失分点及错因分析