上海市普陀区二年（2021-2022）年高考化学模拟题分题型分层汇编-07化学反应原理（填空基础题）
一、填空题
1．（2021·上海·统考二模）工业烟气可用氯酸氧化法脱硫，涉及反应：_____________________=_______(未配平)。完成下列填空：
(1)写出N原子核外电子排布的轨道表示式_______。
(2)用含字母a、b的代数式配平上述化学方程式_______，标出电子转移的方向和数目_______。该化学方程式配平系数不唯一，请说明理由_______。
(3)氯酸是一元强酸，可由氯酸钡溶液和稀硫酸反应得到。写出该反应的化学方程式_______。
(4)工业烟气中的也可用和的混合液脱除。
①脱除的离子方程式为_______；
②溶液呈碱性的原因是_______。
二、结构与性质
2．（2022·上海普陀·统考二模）氨基磺酸( )是一种固体强酸，制备原理：CO(NH2)2＋H2SO4＋SO32HOSO2NH2＋CO2，完成下列填空：
(1)O、S属同一主族，该族元素的最外层电子轨道表示式为___；CO2的电子式是___。
(2)反应原理中涉及的第二周期元素的非金属性由强到弱的顺序是_______。
(3)完成氨基磺酸受热分解的化学方程式_______，其中还原产物是_______。
____HOSO2NH2SO2↑＋____SO3↑＋____N2↑＋2H2↑＋______H2O
(4)用过量的NaOH(aq)充分吸收氨基磺酸热解产生的混合气体，所得吸收液中含硫微粒浓度由大到小的顺序是_______。向吸收液中加入_______试剂，有_______现象，说明氨基磺酸热解产生SO3。
(5)氨基磺酸趋向于形成内盐：H2NSO3H→H3NSO3，可作氯水的稳定剂。H3NSO3与Cl2经取代反应生成的一氯代物缓慢水解成HClO，写出该一氯代物水解的化学方程式_______。
三、工业流程题
3．（2022·上海普陀·统考二模）以盐湖锂精矿(主要成分：Li2CO3，杂质：CaCO3)和盐湖卤水(含一定浓度LiCl和MgCl2)为原料均能制备碳酸锂(Li2CO3)。
部分溶解度(g/100gH2O)数据见下表：
温度(℃) 0 20 80
LiOH - 12.8 -
Li2CO3 1.54 1.33 0.85
完成下列填空：
(1)步骤①主要反应的化学方程式为_______，反应在常温下进行，温度越高，锂精矿转化率越低的原因可能是_______。
(2)步骤②热解、过滤获得的沉淀表面有少量Li2C2O4，不经洗涤也不会影响Li2CO3纯度的原因用化学方程式表示为_______。
(3)步骤③的操作是过滤、_______洗涤(选填“冷水”或“热水”)、干燥；判断滤液2中Li+是否沉淀完全的方法是_______。
(4)Li2CO3(M=74g·mol-1)样品的纯度可用滴定法测定(杂质不参与反应)。反应原理：Li2CO3＋2HCl→2LiCl＋CO2↑＋H2O，用盐酸标准液滴定Li2CO3样品的操作步骤顺序为c、a_______。
a.加入0.1~0.2mL甲基红-溴甲粉绿作指示剂；
b.煮沸去除CO2，再冷却到室温；
c.将样品置于锥形瓶中，加水溶解；
d.用盐酸标准液滴定至溶液由绿色变成酒红色；
e.继续滴定至酒红色(滴定突跃区域)即为终点。
(5)用含以下物理量的数学表达式表示Li2CO3的纯度ω=_______。
m-Li2CO3样品的质量(g)；c-盐酸标准液的浓度(mol·L-1)；V1-样品滴定时消耗盐酸的体积(mL)；V0-滴定空白溶液(指不加样品进行滴定)时消耗盐酸的体积(mL)。
上述滴定操作中，若缺少步骤b，测定结果将_______(选填“偏大”或“偏小”)。
四、原理综合题
4．（2022·上海普陀·统考二模）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+49.5 kJ
II．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+90.4 kJ
III．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)-40.9 kJ
(1)根据反应I的热化学方程式，在图中绘制反应方向箭头，标出反应物、生成物和能量变化___。
(2)在反应II中标出电子转移的方向和数目____。
(3)①一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为___mol·L-1 (用含a、b、V的代数式表示)。
②不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定的CH3OH的平衡产率(图甲)和CO2平衡转化率(图乙)随温度的变化关系如图所示。
已知：CH3OH的平衡产率×100%
CO2平衡转化率×100%
图甲中压强p1、p2、p3由大到小的顺序是____；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___。
③为同时提高CH3OH的平衡产率和CO2平衡转化率，应选择的反应条件是___(填编号)。
a．低温、高压 b．低温、低压 c．高温、低压 d．高温、高压
5．（2021·上海·统考二模）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷脱氢制丁烯的热化学方程式为：()。完成下列填空：
(1)T1℃时，5mol在100L容器内脱氢，30min达到平衡转化了30%。则30min内的平均反应速率_______。为提高反应的平衡转化率，可采取的一条措施是_______。
(2)T2℃时，该反应平衡常数K=1.2，则T1_______T2 (选填“＞”“＜”或“=”)。
(3)如图为反应平衡时丁烯产率和反应温度的关系曲线。丁烯的产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是_______；590℃之后，丁烯的产率快速降低的主要原因可能是_______。
(4)已知：
则_______。
(5)写出2-丁烯在一定条件下发生聚合反应的化学方程式_______。
6．（2022·上海普陀·统考二模）二甲醚(CH3OCH3)的合成方法主要有两种：方法一：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
(1)恒温恒容下进行上述反应，能说明反应已达平衡状态的是_______。
a.混合气体密度不变
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.3v(CO2)正=v(H2)逆
d.不变
反应达到平衡，其他条件不变，向容器中再加入等物质的量的H2(g)和H2O(g)，平衡向_______(选填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是_______。
(2)方法一是CO2高值化利用的途径之一、已知CO2溶于水的过程可表示为：CO2(g)＋H2O(l) H2CO3(aq)；，p(CO2)表示CO2的平衡压强。将CO2(g)通入NaClO(aq)中，当n(CO2)∶n(NaClO)=1恰好反应，离子方程式为_______，该反应的平衡常数表达式K=_______。向反应后的溶液中加过量NaOH(aq)，c()_______c(ClO-)(选填“>”“＜”或“=”)。
方法二：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ②
(3)T℃，在2L的密闭容器中充入4molCO和8molH2合成二甲醚，4min达到平衡，平衡时CO的转化率为0.8，且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3)。0~4min内，v(CH3OCH3)=_______。
(4)300℃和500℃时，反应①的平衡常数分别为K1、K2，且K1>K2，则反应①正反应为_______反应(选填“吸热”或“放热”)。
试卷第4页，共5页
试卷第5页，共5页
参考答案：
1． (2a+3b)(a+b)a=(a+b) 的氧化产物和的比例不唯一 水解程度大于的水解程度
【详解】(1)N原子核电荷数为7，根据核外电子排布规律可知，其和外电子排布的轨道表示式为：；
(2)观察_____________________=_______，根据氧化还原反应的配平规律可知，N元素化合价升高6a+6b，Cl元素化合价降低6价，则和HCl的化学计量数为（a+b），根据N元素原子守恒可知，NO的化学计量数为（2a+3b），则根据产物中H原子的个数，配平H2O的化学计量数为a，最后得出已配平的化学方程式为：(2a+3b)(a+b)a=(a+b)（答案合理即可）；利用双线桥法表示其电子转移的方向和数目如下：；配平时，涉及字母a和b，因为得到的氧化产物分别为硝酸与二氧化氮，两者的化学计量数不唯一，所以配平的化学计量数不唯一，故答案为：；；的氧化产物和的比例不唯一；
(3)根据给定信息可知，氯酸钡溶液和稀硫酸反应得到氯酸，其化学方程式为：；
(4) ①具有氧化性，具有还原性，两者发生氧化还原反应，其离子方程式为：，从而达到脱硫目的，故答案为：；
②为弱酸弱碱盐，铵根离子水解显酸性，碳酸根离子水解显碱性，因为水解程度大于的水解程度，导致其水溶液呈碱性，故答案为：水解程度大于的水解程度 。
2．(1)
(2)O＞N＞C
(3) 2HOSO2NH2SO2↑＋SO3↑＋N2↑＋2H2↑＋H2O SO2、H2
(4) c()＞c()＞c()＞c(H2SO3) 过量HCl(aq)，再加BaCl2(aq) 白色沉淀生成
(5)ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO
【解析】(1)
氧元素和硫元素都位于元素周期表ⅥA族，ⅥA族价电子排布式为ns2np4，价电子轨道表示式为 ；二氧化碳是共价化合物，电子式为，故答案为： ； ；
(2)
同周期元素，从左到右元素非金属性依次增强，则反应原理中涉及的第二周期元素的非金属性由强到弱的顺序为O＞N＞C，故答案为：O＞N＞C；
(3)
由未配平的化学方程式可知，氨基磺酸受热分解生成二氧化硫、三氧化硫、氮气、氢气和水，配平的化学方程式为2HOSO2NH2SO2↑＋SO3↑＋N2↑＋2H2↑＋H2O，反应中硫元素和氢元素的化合价部分降低被还原，还原产物为二氧化硫和氢气，故答案为：2HOSO2NH2SO2↑＋SO3↑＋N2↑＋2H2↑＋H2O；SO2、H2；
(4)
用过量的氢氧化钠溶液充分吸收氨基磺酸热解产生的混合气体，二氧化硫、三氧化硫与氢氧化钠溶液反应得到含有氢氧化钠、强酸强碱盐硫酸钠、强碱弱酸盐亚硫酸钠的吸收液，由于亚硫酸根离子在溶液中发生水解反应，所以溶液中含硫微粒浓度由大到小的顺序为c()＞c()＞c()＞c(H2SO3)；向吸收液中加入过量的盐酸后，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成说明氨基磺酸热解产生的混合气体中含有三氧化硫，故答案为：c()＞c()＞c()＞c(H2SO3)；过量HCl(aq)，再加BaCl2(aq)；白色沉淀生成；
(5)
由题意可知，一氯代物ClH2NSO3发生水解反应生成H3NSO3和次氯酸，反应的化学方程式为ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO，故答案为：ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO。
3．(1) Li2CO3＋CO2＋H2O→2LiHCO3 温度升高，CO2、Li2CO3溶解度均减小
(2)Li2C2O4Li2CO3＋CO
(3) 热水 向步骤③得到的滤液中继续滴加Na2CO3(aq)，若溶液浑浊则Li+未沉淀完全，若无明显现象，则Li+已沉淀完全
(4)d、b、e
(5) 偏小
【分析】盐湖锂精矿(主要成分：Li2CO3，杂质：CaCO3) 通入CO2，Li2CO3发生反应 Li2CO3+CO2+H2O=2LiHCO3转化成溶于水的LiHCO3，CaCO3发生反应 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，转化成溶于水的Ca(HCO3)2，加足量草酸锂反应生成草酸钙沉淀、过滤，滤液为LiHCO3，滤液经热解LiHCO3得到Li2CO3，过滤烘干得Li2CO3成品。
盐湖卤水中(含一定浓度LiCl和MgCl2)，含有Mg2+杂质，需先加NaOH调节pH，将镁离子转化成Mg(OH)2沉淀除去，过滤掉杂质沉淀，再加入Na2CO3溶液制得Li2CO3、进一步可得到成品。
(1)
步骤①Li2CO3与CO2、H2O反应生成LiHCO3，则主要反应的化学方程式为Li2CO3＋CO2＋H2O→2LiHCO3。由表知：Li2CO3溶解度随温度升高而减小，则反应在常温下进行、温度越高锂精矿转化率越低的原因可能是：温度升高，CO2、Li2CO3溶解度均减小。
(2)
Li2C2O4受热易分解为Li2CO3和CO，则步骤②热解、过滤获得的沉淀表面有少量Li2C2O4、不经洗涤也不会影响Li2CO3纯度的原因用化学方程式表示为：Li2C2O4Li2CO3＋CO。
(3)
步骤③中通过过滤分离出Li2CO3沉淀、沉淀表面有氯化钠溶液，需要洗涤，由于Li2CO3溶解度随温度升高而减小，则选择用热水洗涤，故操作是过滤、热水_洗涤、干燥；判断滤液2中Li+是否沉淀完全的方法是：向步骤③得到的滤液中继续滴加Na2CO3(aq)，若溶液浑浊则Li+未沉淀完全，若无明显现象，则Li+已沉淀完全。
(4)
Li2CO3(M=74g·mol-1)样品的纯度可用滴定法测定(杂质不参与反应)。反应原理：用盐酸标准液滴定Li2CO3样品时，发生反应：Li2CO3＋2HCl→2LiCl＋CO2↑＋H2O，在二氧化碳存在下滴定终点变色不敏锐，因此，在接近滴定终点之前，最好把溶液加热至沸，并摇动以赶走二氧化碳，冷却后再滴定，故操作步骤顺序为：
c．将样品置于锥形瓶中，加水溶解；
a．加入0.1~0.2mL甲基红-溴甲粉绿作指示剂；
d．用盐酸标准液滴定至溶液由绿色变成酒红色；
b．煮沸去除CO2，再冷却到室温；
e．继续滴定至酒红色(滴定突跃区域)即为终点。
则答案为dbe。
(5)
由Li2CO3＋2HCl→2LiCl＋CO2↑＋H2O知：Li2CO3的纯度ω=。
上述滴定操作中，若缺少步骤b，由于二氧化碳溶于水时呈酸性、则使标准溶液体积偏小、测定结果将偏小。
4．(1)
(2)
(3) p1＞p2＞p3 T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响 a
【详解】（1）对于反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+49.5 kJ，反应物是CO2(g)+3H2(g)，生成物是CH3OH(g)+H2O(g)，该反应发生会放出热量49.5 kJ，因此用图示表示物质变化与能量变化为；
（2）对于反应II．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+90.4 kJ，在反应中C元素化合价由反应前CO中的+2价变为反应后CH3OH(g)中的-2价，化合价降低4价，得到4个电子，H元素化合价由反应前H2中的0价反应反应后CH3OH(g)中的+1价，化合价升高1×4=4价，用单线桥法表示电子转移为；
（3）①一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+49.5 kJ
II．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+90.4 kJ
III．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)-40.9kJ，
达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，由题给三个反应可知：平衡时H2O(g)的浓度等于CH3OH(g)、CO(g)的浓度的和，则c(H2O)=；
②反应I为放热反应，故低温阶段，温度越高，CO2的平衡转化率越低，而反应III为吸热反应，温度较高时，主要发生反应III，则温度越高，CO2的平衡转化率越高，即图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。反应I为气体分子数减少的反应，反应III为气体分子数不变的反应，因此压强越大，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，CO2的平衡转化率提高，故压强由大到小的顺序是：p1＞p2＞p3；
反应III为吸热反应，温度较高时，主要发生反应III，且反应III的反应前后气体分子数相等，故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响；
③由上述分析知：图甲、图乙的纵坐标分别表示CH3OH的平衡产率、CO2的平衡转化率，且压强p1＞p2＞p3，分析图象可知：为同时提高CH3OH的平衡产率和CO2平衡转化率，应选择的反应条件为低温、高压，a选项符合题意，故合理选项是a。
5． 0.0005 升高温度或降低压强 ＜ 升高温度有利于反应向吸热方向进行或温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类 123
【详解】(1)T1℃时，5mol在100L容器内脱氢，30达到平衡转化了30%，转化的的物质的量为5mol×30%=1.5mol，则30内的平均反应速率=0.0005；
()，由于反应吸热，正反应方向是气体体积增大的反应，为提高反应的平衡转化率，使平衡正向移动，根据勒夏特列原理，升高温度或降低压强可以提高反应的平衡转化率；
(2)T1℃时，列出反应的三段式；
K1==0.006＜K2=1.2，反应吸热，温度越高，K越大，则T1＜T2；
(3)反应吸热，产率随温度升高而升高，升高温度有利于反应向吸热方向进行或温度升高反应速率加快，平衡正向移动，丁烯的产率在590℃之前随温度升高而增大；590℃之后产率减小，丁烯的产率快速降低，说明反应生成了其它物质，即副反应加剧，可能是丁烯高温裂解生成短链烃类；
(4)已知：①
②
根据盖斯定律，①-②得到则=123kJ；
(5)2-丁烯含有碳碳双键，一定条件下发生聚合反应，化学方程式是：。
6．(1) bc 正 平衡时，K=，再加入等物质的量的H2(g)和H2O(g)，Qc＜K，平衡向正反应方向移动
(2) CO2＋H2O＋ClO－ ＋HClO ＜
(3)0.16 mol·L－1·min－1
(4)放热
【解析】(1)
a项在恒温恒容的条件下，混合气体的密度始终保持不变，a无法说明反应达到平衡状态；b该反应反应物的化学计量数之和不等于生成物化学计量数之和，在达到平衡前混合气体总物质的量会发生变化，而总质量恒定，则混合气体的平均相对分子质量也在随时变化，如果混合气体的平均相对分子质量不变，可以说明反应达到平衡，b正确；v(CO2)正：v(H2)逆=1：3，二氧化碳和氢气的化学计量数之比也为1：3，可以说明反应达到平衡状态，c正确；如果初始加入的二氧化碳和氢气的物质的量之比为1：3，那么在反应过程中无论是否达到平衡，其物质的量的比值始终保持恒定，d错误。平衡时，K=，再加入等物质的量的H2(g)和H2O(g)，Qc＜K，平衡向正反应方向移动。
(2)
将CO2(g)通入NaClO(aq)中，当n(CO2)∶n(NaClO)=1恰好反应，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸再与次氯酸根反应生成次氯酸和碳酸氢根，离子方程式为CO2＋H2O＋ClO－ ＋HClO。①；②；③CO2(g)＋H2O(l) H2CO3(aq)；CO2＋H2O＋ClO－ ＋HClO可由①+③-②得到，则，得到。反应后溶液中次氯酸和碳酸氢根为1：1，加入足量的NaOH，分别生成次氯酸根离子和碳酸根离子，次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子，因此碳酸根离子的水解程度大于次氯酸根离子，故溶液中c()
根据已知条件，一氧化碳转化了3.2mol，设生成的二甲醚为xmol，则、，平衡时二甲醚浓度为甲醇的2倍，则2×(3.2-2x)=x，解得x=1.28mol，则v(CH3OCH3)=。
(4)
300℃和500℃时，反应①的平衡常数分别为K1、K2，且K1>K2，相当于升高温度，反应平衡逆向移动，说明该反应正反应为放热反应。
答案第6页，共8页
答案第5页，共8页
