专题升级训练十六　化学反应原理题题型训练 (时间：45分钟　满分：100分) 1．(18分)汽车排出的尾气中的CO、NOx已经成为大气的主要污染物，使用稀土等催化剂能将CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。 (1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。试写出NO与CO催化
转化成N2和CO2的热化学方程式___________________________。 (2)在容积相同的两个密闭容器内(装
有等量的某种催化剂)，分别充入同量的NOx及C3H6，在不同温度下，同时发生以下反应：18NO(g)＋2C3H6(g)
9N2(g)＋6CO2(g)＋6H2O(g),18NO2(g)＋4C3H6(g)
9N2(g)＋12CO2(g)＋12H2O(g)，并分别在t s时测定其中NOx转化率，绘得图像如下图所示：
①从图中可以得出的结论是 结论一：从测定NOx转化数据中判断，相同温度下 ________________________________________________________________________ 结论二：________________________________________________________________ ②在上述NO2和C3H6反应中，提高NO2转化率的措施有__________。(填编号)[来源:Z_xx_k.Com] A．加入催化剂 B．降低温度 C．分离出H2O(g) D．增大压强 (3)CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白(Hb·CO)，在37 ℃时：反应CO＋Hb·O2
O2＋Hb·CO的化学平衡常数K＝220。实验表明，Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%，也可造成人的智力损伤。抽烟后，测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10－6mol·L－1和10－2mol·L－1。请问，抽烟会造成人的智力损伤吗？(写出计算过程) 2．(16分)菠菜营养丰富，素有“蔬菜之王”之称，是一种高效的补铁剂，长期以来民间流传有“菠菜不能与豆腐同食”、“菠菜根比菠菜茎叶更有营养”等说法。某学校化学兴趣小组的同学拟通过实验探究以下问题：①菠菜是否含有丰富的铁？②菠菜是否含有草酸类物质？③菠菜根中铁的含量是否比菠菜茎和叶的高？ 该组同学通过上网查询，获得以下资料：草酸又名乙二酸，其酸性比乙酸稍强，草酸及其盐具有较强的还原性，其中草酸钙不溶于水。 他们设计的实验步骤如下： Ⅰ．
Ⅱ．取菠菜根a g使用相同仪器、试剂，重复Ⅰ中实验，观察实验现象。 Ⅲ．将菠菜在少量开水中煮沸2～3 min，冷却后滤去菠菜根，得滤液，向滤液中加入足量Ca(OH)2溶液，然后再加入足量试剂X，观察现象。 请回答以下问题： (1)操作①中使用的仪器除三脚架、酒精灯、玻璃棒外还需要________，操作②的名称是________。
(2)可以说明菠菜根中Fe元素含量要比菠菜茎叶中多的现象是_________________。 (3)菠菜中的Fe是＋2价还是＋3价？________，设计实验方案，验证其推测是否正确。请简述实验方案_________________________________________________________________。 (4)通过步骤Ⅲ可以确定菠菜中含有草酸类物质。由于滤液中含有CO，故需加入试剂X排除CO的干扰。则X是________(写化学式)，加入试剂X后观察到的现象是________________________________________________________________________。 (5)菠菜与豆腐不宜同食，其主要理由是__________________________________。 3．(20分)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。 Ⅰ．四种制取Cu2O的方法 (1)火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO； (2)用葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]还原新制的Cu(OH)2。写出化学方程式________________________________________________________________________。 (3)电解法。反应为2Cu＋H2O通电,Cu2O＋H2↑。则阳极产物是____________。 (4)最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为____________________________。 Ⅱ．用制得的Cu2O进行催化分解水的实验 (1)一定温度下，在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.01 mol水蒸气，发生反应：2H2O(g)
2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1，不同时段产生O2的量见下表： 时间/min 20 40 60 80  n(O2)/mol 0.001 0 0.001 6 0.002 0 0.002 0  计算前20 min的反应速率v(H2O)＝______；该反应的平衡常数表达式K＝______；达到平衡时，至少需要吸收的光能为______kJ。 (2)用以上四
种方法制得的Cu2O在某相同条件下分别对水催化分解，产生氢气的速率v随时间t的变化如下图所示。下列叙述正确的是________。
A．c、d方法制得的Cu2O催化效率相对
较高 B．d方法制得的Cu2O作催化剂时，水的平衡转化率最高 C．催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关 D．Cu2O催化水分解时，需要适宜的温度[来源:Zxxk.Com] 4．(15分)铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请回答下列问题： (1)Fe(NO3)3·9H2O易溶于水，微溶于硝酸，主要用作催化剂和媒染剂。工业上用细铁屑与稀硝酸反应制备，主要流程如下：
①Na2CO3溶液可以除油污，原因是(用离子方程式表示)__________________________。[来源:学&科&网Z&X&X&K] ②耐酸反应器中可以观察到的现象是__________________________________；制备过程中需控制加入铁屑的量，当观察到__________________________________的现象时应停止加入铁屑。 ③制得的Fe(NO3)3·9H2O用20%HNO3洗涤，其原因是____________。 ④若在实验中
进行蒸发浓缩、降温结晶的操作，则所需的仪器有铁架台(带铁圈)(或三脚架)、酒精灯、蒸发皿、_______
_____________。 (2)某兴趣小组在实验室用下图装置制取Fe(NO3)3(固定所用仪器和加热装置未画出)。
①该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式用__________加热； ②装置中圆底烧瓶上方长导管的作用是__________________________________； ③请在图中虚线框内画出防止倒吸的尾气吸收装置。(提示：碱液可快速、充分吸收产生的氮的氧化物气体) 5．(15分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。

请回答下列问题： (1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。 A．加热反应一段时间 B．收集气体并检验其纯度 C．关闭分液漏斗活塞 D．停止加热，充分冷却 (3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。 ①写出CaH2与水反应的化学方程式___________________________________________；[来源:学,科,网Z,X,X,K] ②该同学的判断不准确，原因是______________________________________________。 (4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象________________________________________________________________________。 (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是________________。 6．(16分)香豆素是用途广泛的香料，合成香豆素的路线如下(其他试剂、产物及反应条件均省略)：

(1)Ⅰ的分子式为________；Ⅰ与H2反应生成邻羟基苯甲醇，邻羟基苯甲醇的结构简式为________________________________________________________________________。 (2)反应②的反应类型是________，反应④的反应类型是____________。 (3)香豆素在过量NaOH溶液中完全水
解的化学方程式为_______________________。 (4)Ⅴ是Ⅳ的同分异构体，Ⅴ的分子中含有苯环且无碳碳双键，苯环上含有两个邻位取代基，能发生银镜反应。Ⅴ的结构简式为________________(任写一种)。 (5)一定条件下，C
HO与CH3CHO能发生类似反应①、②的两步反应，最终生成的有机物的结构简式为_______________________________________________________________。  参考答案 1．答案：(1)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1 (2)①NO转化效率比NO2的低　在250～450 ℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450～600 ℃时NOx转化率随温度升高而减小　②BC (3)抽烟会造成人的智力损伤 解析：(1)将已知的三个热化学方程式按顺序编号为①、②、③，根据盖斯定律③×2－②－①可得：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。(2)在250～450 ℃时，NOx转化率随温度升高而增大，是因为温度越低，反应速率越小，t s时反应速率未达平衡状态；而450～600 ℃时NOx转化率随温度升高而减小，是因为在高于450 ℃时，t s时均已达平衡，且温度越高，平衡向左移动，同时说明了这两个反应都是放热反应。 (3)肺部CO和O2的浓度分别为10－6mol·L－1和10－2mol·L－1，则由K＝＝＝220得＝2.2%＞2%。故抽烟会造成人的智力损伤。 2．答案：(1)坩埚、坩埚钳、泥三角　过滤 (2)步骤Ⅱ中得到溶液的红色比步骤Ⅰ中得到溶液的红色深 (3)＋2价　制取少量菠菜汁向其中加入KSCN溶液，不变色；然后加入H2O2溶液，显红色，证明含有Fe2＋ (4)CH3COOH　沉淀部分溶解 (5)豆腐中含有Ca2＋或Mg2＋，可与菠菜中的C2O生成CaC2O4或MgC2O4沉淀，不利于人体健康 解析：(1)加热固体物质时通常用坩埚，相应仪器还有坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯及玻璃棒，在除去难溶物时用过滤的方法。(2)Fe3＋与KSCN溶液作用会生成红色络合物，红色越深说明Fe3＋的含量越高。(3)据题目知菠菜中含有草酸类物质，而该物质有较强的还原性，故菠菜中的Fe不是＋3价而是＋2价。(4)由题给信息可知酸性：
草酸＞乙酸＞碳酸，所以可用乙酸来除去CO的干扰，加入CH3COOH后，CaCO3可以溶解，但草酸钙不与CH3COOH反应。(5)根据两种食品所含成分的性质，结合前述信息和生活常识可作答。[来源:Z。xx。k.Com] 3．答案：Ⅰ．(2)CH2OH(CHOH)4C
HO＋2Cu(OH)2
CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O (3)Cu2O (4)4Cu(OH)2＋N2H4
2Cu2O＋N2↑＋6H2O Ⅱ．(1)5.0×10－5 mol·L－1·min－1　　0.968 (2)ACD 解析：Ⅰ．(2)葡萄糖和氢氧化铜在加热条件下反应生成葡萄糖酸，氧化亚铜和水；(3)阳极发生氧化反应，即Cu被氧化生成Cu2O；(4)先由元素守恒可知N2H4与Cu(OH)2反应生成的产物为Cu2O、N2和H2O，再利用电子守恒配平反应方程式。 Ⅱ．(1)v(H2O)＝2v(O2)＝2×0.001 0 mol/(2 L×20 min)＝5.0×10－5mol·L－1·min－1；平衡时生成O2的物质的量为0.002 0 mol，则至少需要吸收的光能为484 kJ·mol－1×0.002 mol＝0.968 kJ。 (2)Cu2O的催化效果可以由生成H2的速率确定，A正确；催化剂不改变平衡转化率，B项不正确；催化反应在表面进行，
催化效果与催化剂颗粒大
小、表面活性有关，而温度能影响催化剂的活性，最终影响催化效果，C、D正确。 4．答案：(1)①CO＋H2O
HCO＋OH－　②铁屑溶解，溶液变为黄色，有无色气体产生，在液面上气体变为红棕色(后又变为无色)　反应器中产生气泡的速率明显变慢(其他合理答案也可以)　③洗去晶体表面附着的杂质且降低洗涤过程中晶体的损耗　④玻璃棒、坩埚钳 (2)①水浴　②导气兼冷凝回流 ③
(其他合理答案也可) 解析：(1)由流程图：铁屑经Na2CO3溶液除去表面油污后进入耐酸反应器中与HNO3反应生成Fe(NO3)3，经过滤、浓缩、结晶、吸滤、洗涤，得到Fe(NO3)3·9H2O晶体，由于Fe能与Fe3＋反应，所以要控制铁屑的量，由于晶体易溶于水而微溶于硝酸，所以不能用水洗涤而应用硝酸洗涤。(2)HNO3易挥发和分解，所以用铁和硝酸反应必须控制温度不能过高，
最好的加热方式当然是水浴加热。 5．答案：(1)i→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a (2)BADC (3)①CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑　②金属钙与水反应也有类似现象 (4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色 (5)氢化钙是固体，携带方便 解析：氢化钙和金属钙都是极强的还原剂，遇水、空气都能发生剧烈反应，因此在制取氢化钙时，必须要除去空气、水等其他杂质；在题给的实验装置中，不难判断出氢气的发生装置，氢气的净化装置和氢化钙的生成装置等，其连接顺序为i→e→f→d→c→j→k(或k→j)→a；为保证整个装置内已充满氢气，因此实验的操作程序是：检查装置的气密性→产生氢气→收集氢气并进行验纯→加热反应→停止加热→继续通氢气至冷却→停止通入氢气。CaH2和Ca与水反应都能产生Ca(OH)2和H2，反应方程式分别为：CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑和Ca＋2H2O===Ca(OH)2＋H2↑，因此不能根据反应后溶液呈碱性判断是否含有CaH2。区分钙和氢化钙时可利用其组成、性质的差异，具体见答案；作为能源，氢化钙明显比氢气更易携带，使用也较方便。 6．答案：(1)C7H6O2　
(2)消去反应　取代反应 (3)
＋H2O (4)(任写一种，其他合理答案也给分)
(5)
解析：(1)由Ⅰ的结构简式“
”可得分子式为C7H6O2，Ⅰ与H2反应时醛基转化为醇羟基得邻羟基苯甲醇，所以结构简式为“
”。(2)Ⅱ中的醇羟基因发生消去反应形成碳碳双键，所以反应②为消去反应；反应④是羧基与酚羟基发生取代反应生成酚酯，所以该反应属于取代反应，但不符合酯化反应的定义，应该不能定性为酯化反应。(3)香豆素水解的产物中含有羧基和酚羟基，均可与氢氧化钠反应，所以1 mol香豆素应该消耗2 mol氢氧化钠。(4)依据题给条件可知Ⅴ中含有苯环，苯环的相邻位置上的两个取代基应为醛基(发生银镜反应)和羧基或酯基结构，由此不难写出Ⅴ的结构简式。(5)依照信息苯甲醛与乙醛发生加成反应生成羟醛，羟醛中的羟基发生消去反应生成不饱和醛。 高考资源
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