2019年高考分类解析-理综(化学)非选择题部分(速率与平衡)

2019年高考分类解析---理综(化学)非选择题部分(8.速率与平衡)

备注:2019年高考化学或者理科综合(化学)试题统计及顺序 (共15套,31地区)

1、(1套)大纲版全国卷 (广西)

2、(1套,9地区)新课标全国卷I(内蒙古、宁夏;黑龙江、吉林、河南、河北、山西、陕西、湖南、江西)

3、(1套,7地区)新课标全国卷II(西藏,新疆;青海、甘肃、贵州、云南、辽宁) 4、(4套,4地区)4个直辖市各一套:北京、天津、上海、重庆 5、(8套,8地区)自主

28.(15分)

二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:

甲醇合成反应:

-1

(i)CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1kJ?mol

-1

(ii)CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H2 = -49.0kJ?mol 水煤气变换反应:

-1

(iii)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) △H3 = -41.1kJ?mol 二甲醚合成反应:

-1

(iV)2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H4 = -24.5kJ?mol 回答下列问题: (1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制

备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。

(2)分析二甲醚合成反应(iV)对于CO转化率的影响 。 (3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 。

(4)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。

(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度等于甲醇直接燃

-1

料电池(5.93kW?h?kg)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应

为 ,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生 个电子的能量;

该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E =

(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW?h = 3.6×10J)。 【答案】28.(15分)

(1)Al2O3(铝土矿) + 2NaOH + 3H2O = 2NaAl(OH)4

NaAl(OH)4 + CO2 = Al(OH)3↓ + NaHCO3 ,2Al(OH)3△6

Al2O3+ 3H2O

(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(i)平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应(iii)消耗部分CO。

-1

(3)2CO(g) + 4H2(g) = CH3OCH3 + H2O(g) △H = -204.7kJ?mol

该反应分子数减少,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加,反应速率增大。 (4)反应放热,温度升高,平衡左移。

(5)CH3OCH3 + 3H2O = 2CO2 + 12H+ + 12e- 12 1.20V?1000g?12?96500C?mol?1?146g?mol 1kg?1?8.39kW?h?kg3.6?106J?kW?1?h?1【解析】根据题意,考察化学反应与能量、化学反应速率与平衡等知识,计算难度大。详见解析。

【试源】2019年高考化学试题新课标Ⅰ卷

28.(14分)

在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应应:

-1

A(g)B(g)+C(g) △H=+85.1kJ·mol

反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表: 时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 总压强p/100kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列问题: (1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为 。 (2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为 。 平衡时A的转化率为_ ,列式并计算反应的平衡常数K 。 (3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),

n总= mol,n(A)= mol。

②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a= 反应时间t/h 0 4 8 16 -1C(A)/(mol·L) 0.10 a 0.026 0.0065 分析该反应中反应反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是 , 由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为 mol·L-1

【解析】考察化学平衡知识,涉及平衡移动,转化率、平衡常数、平衡计算、反应速率、表

格数据分析。

(1)根据反应是放热反应特征和是气体分子数增大的特征,要使A的转化率增大,平衡要正

向移动,可以采用升高温度、降低压强的方法。

(2)反应前气体总物质的量为0.10mol,令A的转化率为α(A),改变量为0.10α(A) mol,

根据差量法,气体增加0.10α(A)mol,由阿伏加德罗定律列出关系:

0.10pOp9.53

= α(A)=( -1)×100%;α(A)=(-1)×100%=94.1%

0.10+0.10α(A)ppo4.91

平衡浓度C(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L,

2

0.0941 K==1.5 0.0059

0.10pOppp

(3)①= n=0.1× ;其中,n(A)=0.1-(0.1×-0.1)=0.1×(2-)

nppopopo

7.31

②n(A)=0.1×(2-)=0.051 C(A)=0.051/1=0.051mol/L

4.91

每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。

当反应12小时时,C(A)=0.026/2=0.013mol/L 【答案】

(1)升高温度、降低压强

2

p0.0941

(2)α(A)=( -1)×100%;94.1%;K==1.5;

po0.0059pp

(3)①0.1×;0.1×(2-);

popo

②0.051;每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。0.013 【试源】2019年高考化学试题新课标Ⅱ卷

10.(14分)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5?m的悬浮颗粒物),其主要为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。 请回答下列问题:

(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。

若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表: +++2---离子 K Na NH4 SO4 NO3 Cl -1-6-6-5-5-5-5浓度/mol·L 4×10 6×10 2×10 4×10 3×10 2×10 根据表中数据判断PM25的酸碱性为 ,试样的pH= 。 (2)为减少SO2的排放,常采取的措施有: ①将煤转化为清洁气体燃料。 1-1

已知:H2(g)+O2(g)?H2O(g) △H=-241.8kJ·mol

2-1

C(s)+1O2(g)?CO(g) △H=-110.5kJ·mol

2 写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式: 。 ②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 。 a.Ca(CH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3 (3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化

①已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H?0 若1mol空气含

o-4

0.8molN2和0.2molO2,1300C时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10mol。计算该温度下的平衡常数K= 。汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g) 已知该反应的△H?0,简述该设想能否实现的依据: 。

③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式

为 。 【答案】(1)酸性,4

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