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1、填空题 由于催化剂可以为化学工业生产带来巨大的经济效益,催化剂研究和寻找一直是受到重视的高科技领域。
(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂。下图为硫酸生产过程中2SO2 (g) + O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1反应过程的能量变化示意图。

①V2O5的使用会使图中B点 (填“升高”、“降低”)。
②一定条件下,SO2与空气反应tmin后,SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L,则SO2起始物质的量浓度为 mol/L;生成SO3的化学反应速率为 mol/(L·min)。
(2)下图是一种以铜、稀硫酸为原料生产蓝矾的生产流程示意图。

①生成CuSO4的总反应为2Cu+O2+2H2SO4=2 CuSO4+2H2O,少量
起催化作用,使反应按以下两步完成:
第一步:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
第二步: 。(用离子方程式表示)
②调节溶液pH为3~4的目的是 ,调节时加入的试剂可以为 。(选填序号)
a.NaOH溶液 b.CuO粉末 c.Cu2(OH)2CO3 d.氨水
(3)纳米TiO2是优良的光敏催化剂。工业上用钛铁矿制得粗TiO2;再转化为TiCl4(l);由TiCl4(l)制取纳米TiO2的方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
①写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO的热化学方程式: 。
②写出上述TiCl4(l)制取纳米TiO2的化学方程式: 。
参考答案:(1)①降低(1分) ②a+b(1分) ![]()
本题解析:
试题分析:(1)①催化剂能降低反应的活化能,所以V2O5的使用会使图中B点降低。
②一定条件下,SO2与空气反应tmin后,SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L,则根据S原子守恒可知,SO2起始物质的量浓度为(a+b)mol/L;反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,所以生成SO3的化学反应速率为
mol/(L·min)。
(2)①由于催化剂在反应前后不变,因此根据总反应式和第一步反应式可知,总反应式减去第一步反应式即得到第二步反应式,即第二步反应式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
②由于溶液中含有铁离子,会干扰硫酸铜的制备,因此需要将铁离子除去。所以调节溶液pH的目的就是将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。又因为在除去铁离子的同时,不能在引入新的杂质,因此不能 选择氢氧化钠和氨水,应该选择氧化铜或碱式碳酸铜,即答案选bc。
(3)①已知反应①TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1、②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,则根据盖斯定律可知①+②即得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g),所以该反应的反应热ΔH=140 kJ·mol-1-221 kJ·mol-1=-81 kJ·mol-1。
②根据TiCl4(l)制取纳米TiO2的方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解可知,TiCl4(l)制取纳米TiO2的化学方程式为TiCl4+2H2O
TiO2+4HCl。
考点:考查催化剂对活化能的影响、反应速率计算;物质的分离与提纯;反应热的计算以及物质制备等
本题难度:困难
2、选择题 用过量铁片与稀盐酸反应,为加快其反应速率而生成氢气的量不变,下列措施中可行的是①以铁屑代替铁片?②用过量锌片代替铁片?③在稀盐酸中加入少量CuSO4溶液④在稀盐酸中加入CH3COONa固体⑤在稀盐酸中加入等物质的量浓度的硫酸⑥在稀盐酸中加入硫酸钾溶液?⑦微热(不考虑HCl的挥发)⑧在稀盐酸中加入NaNO3固体
A.除④外
B.除④⑤⑥⑧外
C.除④⑥外
D.全部都可行
参考答案:B
本题解析:考查外界条件对反应速率的影响。①是增大反应物的接触面积,反应速率增大;锌的金属性强于铁的,可以增大反应速率,且金属过量,生成生物氢气不变;加入硫酸铜后,铁能置换出铜,构成原电池,可以增大反应速率,且金属过量,生成生物氢气不变;④、⑥是降低氢离子的浓度,反应速率降低;⑤增大氢离子的物质的量,生成的氢气增加;升高温度加快反应速率,且金属过量,生成生物氢气不变;⑧中加入硝酸钾得不到氢气,而是生成NO,所以答案选B。
本题难度:一般
3、选择题 一定量的盐酸跟少量的铁粉反应时,为了减缓反应速率但不影响生成H2的总量,可向盐酸中加入
[???? ]
A.KNO3溶液
B.NaCl溶液
C.铜粉
D.硫酸铜晶体
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 (双选)在1 L密闭容器中发生反应:4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H=-Q kJ·mol-1(Q>O),容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
浓度 时间
| c(NH3) (mol/L)
| c(O2 ) (mol/L)
| c(NO) (mol/L)
|
起始
| 0.8
| 1.6
| 0
|
第2min
| 0.6
| a
| 0.2
|
第4min
| 0.3
| 0.975
| 0.5
|
第6min
| 0.3
| 0.975
| 0.5
|
第8min
| 0.7
| 1.475
| 0.1
|
第10min
| 0.7
| 1.475
| 0.1
下列说法错误的是 A.反应在第2 min到第4min时,O2的平均反应速率为0.1875 mol/(L·min) B.反应在第2 min时改变了某一条件,该条件可能是使用催化剂或升高温度 C.第4 min时、第8 min时分别达到化学平衡,且平衡常数不相同 D.在开始反应的前2 min内,该反应的△H=-0.05Q kJ·mol-1
参考答案:BD
本题解析: 试题分析:先由△c÷△t的定义式直接求v(NH3)或v(NO),再由系数比规律间接求v(O2),则v(O2)="0.3mol/L÷2min×5/4=0.1875" mol/(L·min),故A正确;催化剂能加快反应速率,使c(NH3)的消耗速率增大,虽然升温也能加快反应速率,但也能使平衡左移,使c(NH3)增大,故B错误;第4 min时、第8 min时分别达到化学平衡,由于c(H2O)=6c(NO)/4,则平衡常数分别为(0.54×0.756)/(0.34×0.9755)、(0.14×0.156)/(0.74×1.4755),前者大于后者,故C正确;在开始反应的前2 min内,△c(NH3)=0.2mol/L,则消耗0.2mol NH3,设放出的热量为xkJ,所以4/0.2=Q/x,则x=0.05Q,因此该反应的△H仍是-Q kJ·mol-1,故D错误。 考点:考查化学反应速率的计算、影响化学反应速率和化学平衡的因素、化学平衡常数的计算、化学反应的焓变与热量变化等知识。
本题难度:简单
5、选择题 下列关于化学反应速率的说法正确的是( ) A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显 B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示 C.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率都为0 D.增大反应物的浓度、提高反应温度都能增大反应速率
参考答案:A、反应速率快的现象不一定明显,如NaOH与HCl的反应,反
本题解析:
本题难度:一般
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