发布时间 : 星期四 文章(精选3份合集)2020届湖南省长沙市第一中学高考数学模拟试卷更新完毕开始阅读2c27e1d8e73a580216fc700abb68a98271feacc5
CH2?CH2CH2CH?CH2，合成路线流程图为：
， 故答案
为：
四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．联氨(N2H4)和次磷酸钠(NaH2PO2)都具有强还原性.都有着广泛的用途。 (1)已知:①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-621.5 kJ●mol-1 ②N2O4(l)-=N2(g)+2O2(g) △H2=+204.3 kJ●mol-1
则火箭燃料的燃烧反应为2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H=_____.
。
(2)已知反应N2H4(g)+ 2Cl2(g)?N2(g)+4HCl(g),T°C时,向V L恒容密闭容器中加入2 mol N2H4(g)和4 mol Cl2(g) ,测得Cl2和HCl的浓度随时间的关系如图所示。
①0~ 10 min内,用N2(g)表示的平均反应速率v(N2)=_______。 ②M点时,N2H4的转化率为______(精确到0.1)%。
③T °C时,达到平衡后再向该容器中加入1.2 mol N2H4(g)、0.4 mol Cl2(g)、0. 8 mol N2 (g)、1.2 mol HCl(g) ,此时平衡______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)①在惰性气体中,将黄磷(P4)与石灰乳和碳酸钠溶液一同加入高速乳化反应器中制得NaH2PO2,同时还产生磷化氢(PH3)气体,该反应的化学方程式为________________。
②次磷酸(H3PO2)是一元酸，常温下.1.0 mol●L-1的NaH2PO2溶液pH为8,则次磷酸的Ka=___________。 ③用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸.装置如图2所示。交换膜A属于____(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,电极N的电极反应式为______,当电路中流过3.8528×105库仑电量时.制得次磷酸的物质的量为_____ (一个电子的电量为 1.6×10- 19库仑,NA数值约为6. 02× 1023)。
【答案】-1038.7kJ?mol-1 0.06mol/(L?min) 33.3 逆向移动 2P4+3Ca(OH)2+3Na2CO3+6H2O====
6NaH2PO2+2PH3↑+3CaCO3 1.0×10-2 阳离子 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 4mol 【解析】 【分析】 【详解】
(1)根据盖斯定律，反应①×2+②即可得火箭燃料的燃烧反应
2N2H4(1)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)△H=(-621.5×2+204.3)kJ?mol-1=-1038.7kJ?mol-1； (2)根据图示，Cl2作为反应物浓度需减小，HCl作为生成物浓度需增大， ①△c(Cl2)=(2-0.8)mol/L=1.2mol/L，v(Cl2)=比可得v(N2)=
?c1.2mol/L=0.12mol/(L?min)，根据反应速率与计量系数成正=?t10min1v(Cl2)=0.06mol/(L?min)， 2②据图可知反应开始时c(Cl2)=2mol/L，投料为2 mol N2H4(g)和4 mol Cl2(g) ，则开始时c(N2H4)=1mol/L，容器体积为2L，设M点 N2H4的转化量为x mol/L，列三段式：
N2H4?g?+2Cl2?g??N2?g?+4HCl?g?起始(molgL-1)1200
转化(molgL-1)x2xx4x平衡(molgL-1)1-x2-2xx4x11molgL-1M点Cl2和HCl的浓度相等，则2-2x=4x解得x=mol/L，则N2H4的转化率为3=33.3%；
31molgL-1③据图可知反应平衡时c(Cl2)=0.8mol/L，初始c(Cl2)=2mol/L，c(N2H4)=1mol/L，则根据反应方程式N2H4(g)+ 2Cl2(g)?N2(g)+4HCl(g)可知，反应中消耗c(Cl2)=1.2mol/L，消耗c(N2H4)=0.6mol/L，生成c(N2)=0.6mol/L，c(HCl)=2.4mol/L，所以平衡时各物质的浓度为c(Cl2)=0.8mol/L，c(N2H4)=0.4mol/L，c(N2)=0.6mol/L，
0.6?2.44c(HCl)=2.4mol/L，则该温度下的平衡常数K==77.76；
0.4?0.82平衡后再向该容器中加入1.2molN2H4(g)、0.4 mol Cl2(g)、0.8molN2(g)、1.2molHCl(g)，各物质的浓度变为
1?34c(Cl2)=1mol/L，c(N2H4)=1mol/L，c(N2)=1mol/L，c(HCl)=3mol/L，此时Qc==81>K，所以平衡逆向移动； 21?1(3)①该反应中反应物有P4、Ca(OH)2、Na2CO3等、生成物有NaH2PO2、PH3等，据此可知该反应中P元素化合价既升高又降低，发生歧化，升高1价，降低3价，则NaH2PO2和PH3的系数比为3：1，再结合元素守恒可知方程式为：2P4+3Ca(OH)2+3Na2CO3+6H2O==== 6NaH2PO2+2PH3↑+3CaCO3；
②次磷酸(H3PO2)是一元酸，1.0mol?L-1的 NaH2PO2溶液水解方程式为：H2PO2-+H2O=H3PO2+OH-，pH=8，则c(H+)=10-8mol/L，c(OH-)=c(H3PO2)=10-6mol/L，c(H2PO2-)=(1.0-10-6)mol/L≈1mol/L，c?H+?gc?H2PO-10-8?12?Ka==1.0×10-2； =-6c?H3PO2?10③根据图示可知，产品室产生次磷酸，则电极M应为阳极电解水中的OH-，剩余H+通过交换膜A移向产品室，所以交换膜A为阳离子交换膜；电极N为阴极电解H+，电极N的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
53.8528?101?=4mol，次磷酸根带一个电路中流过3.8528×105库仑电量时，转移的电子的物质的量为
1.6?10-19NA负电荷，氢离子带一个正电荷，所以电解过程中转移1mol电子生成1mol次磷酸，则转移4mol电子时生成4mol次磷酸。 【点睛】
当定性判断平衡移动方向较困难时，可以进行定量判断，反应某一时刻的浓度若大于平衡常数，则平衡逆向移动；浓度商小于平衡常数，则平衡正向移动；浓度商等于平衡常数，则反应达到平衡。
19．对甲烷和 CO2 的高效利用不仅能缓解大气变暖，而且对日益枯竭的石油资源也有一定的补充作用，甲烷临氧耦合 CO2 重整反应有：
反应(i)：2CH4(g)＋O2(g)?2CO(g)＋4H2(g) △ H=－71.4kJ?mol-1 反应(ii)：CH4(g)＋CO2(g)?2CO(g)＋2H2(g) △ H=+247.0 kJ?mol-1 (1)写出表示 CO 燃烧热的热化学方程式：_____。
(2)在两个体积均为 2L 的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下进行反应(ii)：CH4(g)＋CO2(g)?2CO(g)＋2H2(g) (不发生其它反应)，CO2的平衡转化率如表所示：
起始物质的量(n) / mol 容器 CH4 Ⅰ Ⅱ 0.1 0.1 CO2 0.1 0.1 CO 0 0.2 H2 0 0.2 率 CO2的平衡转化50％ / ①下列条件能说明反应达到平衡状态的是_____。 A．v正(CH4) =2v逆(CO)
B．容器内各物质的浓度满足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2) C．容器内混合气体的总压强不再变化 D．容器内混合气体密度保持不变
②达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ内 CO 的物质的量的关系满足：2n(CO)Ⅰ_____n(CO)Ⅱ(填“＞”、“＝”或“＜”) (3)将一定量的甲烷和氧气混合完成反应(i)，其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下， 相同时间内测得 CH4 转化率与温度变化关系如图所示。c 点_____(填“可能”、“一定”或“一定未”)达到平衡状态，理由是_____。
(4)CO2 也可通过催化加氢合成乙醇，2CO2(g)+6H2(g)?C2H5OH(g)+3H2O(g) ?H<0。其反应原理为：设 m 为起始时的投料比，即 m= n(H2)/ n(CO2)。通过实验得到下列图象：
图1 图2 图3
①图 1 中投料比相同，温度从高到低的顺序为_________。 ②图 2 中 m1、m2、m3 从大到小的顺序为_________。
③图 3 表示在总压为 5 MPa 的恒压条件下，且 m=3 时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4 温度时，该反应压强平衡常数KP的计算式为_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，代入数据，不用计算)。 【答案】CO(g)+
1O2(g)=CO2(g) △ H=－282.7kJ?mol-1 C ＞ 一定未 催化剂不会影响平衡2转化率，在相同条件下，乙催化剂对应的 c 点的转化率没有甲催化剂对应的 b 点的转化率高，所以 c 点一定未平衡 T3＞T2＞T1 m1＞m2＞m3 Kp=【解析】 【分析】 【详解】
(1)书写燃烧热的热化学方程式，一定要保证：可燃物的化学计量系数为1；可燃物发生完全燃烧；生成产物是在常温常压下稳定存在的物质，根据盖斯定律可得：CO(g)?1 340.125?0.375?51O2(g)?CO2(g) 2?H??282.7kJ/mol；
(2) ①A．2v正(CH4) =v逆(CO)时，反应才达到平衡状态，A项错误；
B．由于平衡常数未知，所以浓度满足上式不一定处于平衡状态，B项错误；
C．由于该反应是在恒温恒容条件下进行的，且属于非等体积反应，根据公式pV?nRT可知，当压强不变，该反应一定达到平衡，C项正确；
D．由于该反应是在恒温恒容条件下进行的，且全为气体参与，根据公式??态无关，D项错误； 答案选C。
②构造容器Ⅲ：除起始物质只加入0.2molCH4和0.2molCO2外，其他条件与Ⅰ、Ⅱ相同；通过分析可知容器Ⅱ、Ⅲ中的平衡等效。容器Ⅲ相比于容器Ⅰ，进料增加了一倍，考虑到反应方程式，所以Ⅲ相比于Ⅰ，平衡逆移，CO的含量下降，所以2n(CO)Ⅰ＞n(CO)Ⅱ；
m可知，密度恒定与平衡状V