2019版高考化学一轮优化探究练习：大题规范练（一） (含解析)

大题规范练(一)

1．(化学反应原理)碳及其化合物在生活、化工领域发挥着重要的作用。试回答下列问题：

(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·mol－1

CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g)

　ΔH2＝＋23.4 kJ·mol－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 mol、n(H2)＝6 mol，一段时间后测得容器中的比值不变

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 mol CO2和12 mol 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＝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NH＋HCO＋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·mol－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，平衡前后始终为一定值，故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 mol CO2和12 mol 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 mol×60%×＝1.8 mol,0～5 min内v(CH3OCH3)＝＝0.18 mol·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＋CO22Fe2O3＋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＝，K1＝，反应NH＋HCO＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝＝＝＝＝1.25×10－3。

答案：(1)①－130.8 kJ·mol－1　②bc

③0.18 mol·L－1·min－1　KA＝KC>KB

(2)4FeO＋CO22Fe2O3＋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(Na2MoO4·2H2O)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MoS2)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)2MoO4]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＋[]－。

(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：MoO3＋Na2CO3===Na2MoO4＋CO2↑

(4)途径Ⅱ用NaClO在碱性条件下氧化MoS2，发生反应的离子方程式为：MoS2＋9ClO－＋6OH－===MoO＋9Cl－＋2SO＋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，SO不利于碳素钢的腐蚀。

答案：(1)Na＋[]－

(2)充分粉碎(或逆流焙烧)

(3)MoO3＋Na2CO3===Na2MoO4＋CO2↑

(4)MoS2＋9ClO－＋6OH－===MoO＋9Cl－＋2SO＋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，SO不利于碳素钢的腐蚀