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2026届高三化学第二学期
每日1题——化学原理题1
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1.(2025·广州一模)甲基叔戊基醚(结构简式为,用TAME表示)常用作汽油添加剂,在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得。体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:A+CH3OHTAME
反应Ⅱ:AB(A为、B为)
(1)制备TAME所用的催化剂含磺酸基团(—SO3H)。基态S原子的价层电子的轨道表示式为 。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数K与温度T的变化关系如图1所示,属于放热反应的是 。
(3)在非水溶剂中,向恒容密闭容器加入物质的量均为amol的CH3OH和A,在三种不同温度T1、T2、T3下进行反应,TAME的产率随反应时间t的变化曲线如图2。
①图2中温度由低到高的顺序为 。
②下列有关说法中,正确的是 (填字母)。
A.三种不同温度中,反应速率随反应进程一直增大 B.催化剂可加快化学反应速率,提高A的平衡转化率
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后不变 D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,减小
(4)为研究不同醇烯投料比对平衡的影响,某温度下,当A起始浓度c0(A)=0.10mol•L﹣1时,测得平衡时各物种随的变化曲线如图3。已知反应Ⅱ的平衡常数K2。当0.60,c平(A)= mol•L﹣1(用含x的式子表示)。计算反应Ⅰ的平衡常数K1 (结果保留1位小数,写出计算过程)。
2.(2025·深圳一模)铁及其化合物化学性质丰富,应用广泛。
(1)基态的价电子排布式为 ;结合价电子排布式,解释易被氧化为的原因 。
(2)某含铁催化剂可催化苯的羟基化反应,其催化机理如图所示:
①上述过程中,催化剂为 。
②该过程总反应为 (有机物写结构简式,不需注明反应条件)。
(3)标准摩尔生成焓是指一定温度与标准压强(101kPa)下由元素最稳定的单质生成1mol纯物质时的焓变。已知:常温下,与的标准摩尔生成焓分别为与,则在该条件下,分解转化为和的△H= (用含a、b的式子表示)。
一定温度下,与混合溶液存在如下平衡(不考虑碘单质的挥发与阳离子的水解):
反应i:
反应ii:
(4)关于上述平衡体系的说法正确的有_____(填标号)。
A.加入CCl4,平衡时c(Fe3+)增大 B.加入KI固体,平衡时c(I3-)/c(I2)的值增大
C.升高温度,反应ⅰ速率增大,反应ⅱ速率减小 D.加水稀释,溶液中离子总数增大
(5)当时表示起始浓度,下同),部分相关微粒的物质的量浓度随时间变化曲线如图:
①结合图中变化分析,反应i的活化能 (填“大于”或“小于”)反应ii的活化能。
②内,上述体系中的平均反应速率 (保留两位有效数字)。
(6)保持混合溶液中,平衡时,与随起始投料比的变化曲线如图。计算反应ii的平衡常数 (写出计算过程,结果保留三位有效数字)。
3.(2025·佛山一模)乙酸乙酯是应用最广泛的脂肪酸酯之一。
(1)乙酸乙酯水解可用于制备化工原料。
①基态O原子价层电子排布式为 。
②常温下,某CH3COONa溶液pH=9,则c(CH3COOH)+c(H+)= mol·L-1。
③18O标记的乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解的部分历程如下:
已知可快速平衡。
能量变化如图:
反应I、II、III、IV中,表示乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的决速步是 ,总反应△H= (用含E1、E2、E3、E4的代数式表示),体系中含18O的微粒除A、B、D、E外,还有 。
(2)反应CH3COOH(l)+CH3CH2OH(l)≒CH3COOCH2CH3(l)+H2O(l)的∆H<0,∆S>0。
①反应 自发进行(选填“低温下”“高温下”“任意温度下”或“不能”)。
②T℃时,该反应平衡常数Kx==1,其中,n(总)为平衡时乙醇、乙酸、乙酸乙酯和水的物质的量之和。1mol乙醇和1mol乙酸充分反应后,乙酸的转化率为 (写出计算过程)。
(3)制备乙酸乙酯的实验中,常用饱和碳酸钠溶液收集产物。
CH3COOCH2CH3+H2O+Na2CO3≒CH3COONa+CH3CH2OH+NaHCO3 K=7.03×105,理论上用饱和碳酸钠溶液收集乙酸乙酯不合理。设计如下实验:
序号
操作
现象
i
取10mL饱和NaOH溶液(4.5mol·L-1)和5mL乙酸乙酯混合,加入2mL乙醇,常温下振荡5min
混合液变澄清、透明、均一
ii
取10mL饱和Na2CO3溶液(pH=12.5)和5mL乙酸乙酯混合,加入2mL乙醇并加热至90℃,振荡5min
混合液仍为乳浊液,静置后分层
根据实验,用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯是合理的,其原因有:
①饱和Na2CO3溶液极性较大,乙酸乙酯在其中的溶解度比在NaOH溶液中 (填“大”或“小”)。
②从速率角度分析, 。
4. (2025·广东高考真题) 钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
(1)基态Ti原子的价层电子排布式为 。
(2)298K下,反应的、,则298K下该反应_______(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)以为原料可制备。将与10.0mol Ti放入容积为的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程。
编号
过程
(a)
(b)
(c)
(d)
①_______kJ/mol。
②不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为_______。
③温度T0K下,_______,反应(c)的平衡常数K=_______(列出算式,无须化简)。
(4)钛基催化剂可以催化储氢物质肼的分解反应:
(e) (f)
为研究某钛基催化剂对上述反应的影响,以肼的水溶液为原料(含的物质的量为),进行实验,得到、随时间t变化的曲线如图。其中,为H2与N2的物质的量之和;为剩余的物质的量。设为0~t时间段内反应(e)消耗的物质的量,该时间段内,本体系中催化剂的选择性用表示。
①内,的转化率为_______(用含的代数式表示)。
②内,催化剂的选择性为_______(用含与的代数式表示,写出推导过程)。
每日1题——化学原理题答案
1.【答案】【答案】(1) (2)反应Ⅰ (3) T3<T2<T1 CD (4) 0.1﹣0.2x 2.5
【解析】(1)
S的原子序数为16,基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,其轨道表示式为:;
(2)对于放热反应,降低温度,增大,平衡正向移动,平衡常数K增大,lnK增大,所以属于放热反应的是反应Ⅰ;
(3)①温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以图2中温度由低到高的顺序为T3<T2<T1;
②A.三种不同温度中,反应速率随反应进程开始增大,逐渐减小,故A错误;
B.催化剂可加快化学反应速率,但不能提高A的平衡转化率,故B错误;
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后K(平衡常数)不变,故C正确;
D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,K∙c(A),平衡常数K不变,稀释过程中,c(A)减小,所以K∙c(A)是减小的,即是减小的,故D正确;
故答案为:CD;
(4)由图可知,c平(TAME)=c平(B)=0.1x,K2,则c平(A)=0.8x,根据物料守恒可得:c△(A)=c平(TAME)+c平(B),所以有c平(A)=c0(A)﹣c平(TAME)﹣c平(B)=0.1﹣0.1x﹣0.1x=0.1﹣0.2x,即0.8x=0.1﹣0.2x,解得:x=0.1,故c平(A)=0.08,c平(TAME)=c平(B)=0.01mol/L,又因c0(A)=0.1mol/L,0.6,则c0(CH3OH)=0.06mol/L,由守恒可知,cΔ(CH3OH)=c平(TAME),故有:c平(CH3OH)=c0(CH3OH)﹣c平(TAME)=0.06mol/L﹣0.01mol/L=0.05mol/L,故反应Ⅰ的平衡常数K12.5。
2.【答案】(1) 失去一个电子价电子排布会变成,半满结构更稳定
(2) (3)
(4)BD (5) 大于 (6)
【解析】(1)铁是第26号元素,基态的价电子排布式为;结合价电子排布式,价层电子排布,价层电子排布,失去一个电子价电子排布会变成,半满结构更稳定;
(2)①上述过程中,既参与反应,又重新生成,则催化剂为;
②如图所示,反应物为C6H6和N2O,生成物为N2和C6H5OH,该过程总反应为;
(3)①,②,根据盖斯定律,´②-①可得,;
(4)A.加入,碘单质中溶解度大,由水层进入有机层,则水层碘单质浓度降低,反应i平衡正向进行,在平衡时减小,A错误;
B.加入固体,增大,反应ii平衡正向移动,平衡时的值增大,B正确;
C.升高温度,反应速率增大,反应速率增大,C错误;
D.加水稀释,离子总浓度减小,平衡向着离子总浓度增大的方向移动,故溶液中离子总数增大,D正确;
(5)①图中的斜率大于的斜率,故生成的速率快于生成的速率,故反应i的活化能大于反应ii的活化能;
②内,上述体系中的平均反应速率 ;
(6)从图中可知,,当,平衡时,,设平衡时,反应i和反应ii中的变化量为,,列三段式,反应i:
反应ii:
可列式,,,,,解得x=0.005,y=0.002,则,,,反应ii的平衡常数 。
3.【答案】(1) 2s22p4 1×10−5 Ⅰ E1−E2+E3–E4 OH−、H2O、
(2) 任意温度下 50%
(3) 小 饱和碳酸钠溶液中c(OH-)小,反应速率慢
【解析】(1)①基态O原子价层电子为其2s、2p能级上的电子,其基态O原子价层电子排布式为2s22p4;
②常温下,某CH3COONa溶液pH=9,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)、存在物料守恒c(Na+)= c(CH3COO-)+c(CH3COOH),所以存在c(CH3COOH)+c(H+)= c(OH-)=mol/L=10-5mol/L;
③反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中,反应所需活化能越大,反应速率越慢,慢反应为乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的决速步,根据图知,反应Ⅰ为乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的决速步,总反应为A生成D,则总反应ΔH=E1-E2+E3-E4;体系中含18O的微粒除A、B、D、E外,还有18OH-、H218O、CH3CO18OH;
(2)①该反应ΔH<0、ΔS>0,该反应能自发进行,则ΔH-TΔS<0,反应任意温度下自发进行;
②x(B)=,n(总)为平衡时乙醇、乙酸、乙酸乙酯和水的物质的量之和,T℃时,该反应平衡常数Kx=等于生成物物质的量幂之积与反应物物质的量幂之积的比,Kx=1;1mol乙醇和1mol乙酸充分反应后,设乙酸的转化率为x,则达到平衡时消耗n(CH3COOH)=xmol;列三段式如下:
Kx====1,x=50%。
(3)①根据实验i知,乙酸乙酯和NaOH溶液、乙醇混合后常温下振荡,混合液变澄清、透明、均一,说明溶液中不含乙酸乙酯;实验ii中饱和碳酸钠溶液和乙酸乙酯、乙醇混合并加热,混合液仍为乳浊液,静置后分层,说明混合溶液中还含有乙酸乙酯,饱和Na2CO3溶液极性较大,乙酸乙酯在其中的溶解度比在NaOH溶液中小;
②实验i混合溶液碱性强、实验ii混合溶液碱性弱,根据现象知,实验i的反应速率大于实验ii,说明溶液碱性越强,反应速率越快,饱和碳酸钠溶液中c(OH-)小,反应速率慢。
4.【答案】(1) (2)能 (3) ① ② ③ 0.5
(4) ① ②
【小问1解析】
Ti为22号元素,基态Ti原子的价层电子排布式为,故答案为::
【小问2解析】
反应的、,则根据可知,该反应在298K下能自发进行,故答案为:能;
【小问3解析】
① 已知:反应b: 反应c:
将反应c-2×反应b可得,则,故答案为:;
② 由表格可知,反应a为放热反应,反应b、c为吸热反应,反应d也是放热的,曲线Ⅰ,Ⅱ可表示或的物质的量随温度的变化情况,随着温度升高,反应b、c正向移动,反应a、d为逆向移动,所以的含量逐渐上升,的含量逐渐下降,所以曲线Ⅰ对应的物质为,故答案为:;
③ 温度T0K下,,,,根据Ti元素守恒,可推出(10+5-6-8.5)mol=0.5mol,则,,反应(c)的平衡常数=,故答案为:0.5;;
【小问4解析】
① 因为肼为反应物,肼的含量逐渐下降,起始时, t0 min时, ,则内,的转化率为=,故答案为:;
② 由图可知,内,,,则,反应掉的肼为,生成的氮气和氢气的物质的量为,根据反应前后原子守恒,可得,反应f消耗的肼为,反应e消耗的肼为, 则本体系中催化剂的选择性===,故答案为:;
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