高考化学一轮优化探究练习：大题规范练（一） Word版含解析

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(1)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。工业上可用CO2和H2反应合成二甲醚：
2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH。
已知：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJ·ml－1
CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g)
ΔH2＝＋23.4 kJ·ml－1
①ΔH＝________。
②下列能判断恒温恒容条件下合成二甲醚的反应已达到平衡的依据为________(填字母)。
a．气体密度不变
b．压强不变
c．气体平均相对分子质量不变
d．反应前n(CO2)＝2 ml、n(H2)＝6 ml，一段时间后测得容器中eq \f(nCO2,nH2)的比值不变
③上述合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图a所示。T1温度下，将6 ml CO2和12 ml H2充入2 L的恒容密闭容器中，5 min时反应达到平衡状态，则0～5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)＝________；A、B、C三点对应平衡常数KA、KB、KC之间的大小关系为________________。
(2)有科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图b所示。若重整系统发生的反应中eq \f(nFeO,nCO2)＝4，则重整系统中发生反应的化学方程式为________________。
(3)以CO2为原料利用电解法可制取乙烯，其装置如图c所示。电极a为电源的________(填“正极”或“负极”)，生成乙烯的电极反应式为
________________________________________________________________________。
(4)常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液。反应NHeq \\al(＋,4)＋HCOeq \\al(－,3)＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝________。(已知常温下NH3·H2O 的电离平衡常数Kb＝2×10－5，H2CO3的电离平衡常数K1＝4×10－7)
解析：(1)①将两个已知反应依次编号为a、b，根据盖斯定律，由a×2－b可得：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝－130.8 kJ·ml－1。②因为混合气体的总质量不变，容器的体积不变，故气体密度是一个不变的量，所以不能用气体密度不变判断反应已经达到平衡，a项错误；此反应是反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变说明反应达到平衡，b项正确；气体的平均相对分子质量不变，则气体的总物质的量不变，说明反应达到平衡，c项正确；按反应物的化学计量数之比投料，平衡前后eq \f(nCO2,nH2)始终为一定值，故eq \f(nCO2,nH2)的比值不变不能判断反应已经达到平衡，d项错误。③T1温度下，将6 ml CO2和12 ml H2充入2 L的恒容密闭容器中，由题中图a可知，达到平衡后CO2的转化率为60%，则生成CH3OCH3的物质的量为6 ml×60%×eq \f(1,2)＝1.8 ml,0～5 min内v(CH3OCH3)＝eq \f(1.8 ml,2 L×5 min)＝0.18 ml·L－1·min－1。平衡常数仅与温度有关，所以KA＝KC，在相同投料比时，T1温度下CO2的平衡转化率大，所以T1温度下比T2温度下的平衡常数大，则KA＝KC>KB。(2)由题给条件可知反应物为FeO和CO2，生成物为Fe2O3和C，发生反应的化学方程式为4FeO＋CO2eq \(=====,\s\up7(700 K))2Fe2O3＋C。(3)由题中图c H＋移动方向(电解池中阳离子向阴极移动)可判断出电极a为电源的负极，阴极生成乙烯的电极反应式为：2CO2＋12H＋＋12e－===4H2O＋CH2===CH2。(4)Kb＝eq \f(cNH\\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)，K1＝eq \f(cHCO\\al(－,3)·cH＋,cH2CO3)，反应NHeq \\al(＋,4)＋HCOeq \\al(－,3)＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝eq \f(cNH3·H2O·cH2CO3,cNH\\al(＋,4)·cHCO\\al(－,3))＝eq \f(cOH－·cH＋,Kb·K1)＝eq \f(Kw,Kb·K1)＝eq \f(1×10－14,2×10－5×4×10－7)＝1.25×10－3。
答案：(1)①－130.8 kJ·ml－1 ②bc
③0.18 ml·L－1·min－1 KA＝KC>KB
(2)4FeO＋CO2eq \(=====,\s\up7(700 K))2Fe2O3＋C
(3)负极 2CO2＋12H＋＋12e－===CH2===CH2＋4H2O
(4)1.25×10－3
2．(化学工艺流程)钼酸钠晶体(Na2MO4·2H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示：
(1)NaClO的电子式是________。
(2)为了提高焙烧效率，除增大空气量外还可以采用的措施是
________________________________________________________________________。
(3)途径Ⅰ碱浸时发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(5)分析纯的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MO4]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径Ⅰ所产生的尾气一起通入水中，得到正盐的化学式是
________________________________________________________________________。
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图：
①要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为________。
②当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③试分析随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原
因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：途径Ⅰ是钼精矿先在空气中灼烧生成MnO3，同时得到对环境有污染的气体SO2，然后再用纯碱溶液溶解MnO3，即可得到钼酸钠溶液，最后结晶得到钼酸钠晶体；途径Ⅱ是直接用NaClO溶液在碱性条件下氧化钼精矿得到钼酸钠溶液，结晶后得到钼酸钠晶体。
(1)离子化合物NaClO的电子式为Na＋[eq \(O,\s\up6(),\s\d4())eq \(Cl,\s\up6(),\s\d4())]－。
(2)提高焙烧效率，除增大空气量外还可以采用的措施是充分粉碎或逆流焙烧。
(3)途径Ⅰ碱浸时发生反应的化学方程式为：MO3＋Na2CO3===Na2MO4＋CO2↑
(4)途径Ⅱ用NaClO在碱性条件下氧化MS2，发生反应的离子方程式为：MS2＋9ClO－＋6OH－===MOeq \\al(2－,4)＋9Cl－＋2SOeq \\al(2－,4)＋3H2O。
(5)CO2和NH3一起通入水中生成的正盐为(NH4)2CO3，如果是SO2气体则生成的正盐为(NH4)2SO3。
(6)①根据图示可知，当钼酸钠、月桂酰肌氨酸浓度相等时，腐蚀速率最小，腐蚀效果最好，即浓度比为1∶1。
②当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化，起到防腐蚀作用；
③由图示数据可知，碳素钢在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸的腐蚀速率；硫酸浓度增大变成浓硫酸后，发生了钝化现象，腐蚀速度很慢，即Cl－有利于碳素钢的腐蚀，SOeq \\al(2－,4)不利于碳素钢的腐蚀。
答案：(1)Na＋[eq \(O,\s\up6(),\s\d4())eq \(Cl,\s\up6(),\s\d4())]－
(2)充分粉碎(或逆流焙烧)
(3)MO3＋Na2CO3===Na2MO4＋CO2↑
(4)MS2＋9ClO－＋6OH－===MOeq \\al(2－,4)＋9Cl－＋2SOeq \\al(2－,4)＋3H2O
(5)(NH4)2CO3、(NH4)2SO3
(6)①1∶1 ②常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化 ③Cl－有利于碳素钢的腐蚀，SOeq \\al(2－,4)不利于碳素钢的腐蚀