精品解析：江苏省南京市金陵中学2023-2024学年高二上学期期初学情调研化学试卷

高二年级第一学期期初学情调研 化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Fe-56 一、单项选择题：共17题，每题3分，共51分。每题只有一个选项最符合题意。 1. “碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法不正确的是 A. CO2分子的结构式为O=C=O B. CO2可被催化氧化为甲酸(HCOOH) C. CO2是侯氏制碱法的原料 D. CO2晶体可用于人工增雨 2. 我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为：S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 11.2LCO2含氧原子数目为NA B. 每生成2.8gN2转移电子数目为1.2NA C. 1molKNO3晶体中含离子数目为NA D. 1L0.1mol•L﹣1K2S溶液中含S2﹣数目为0.1NA 3. 下列有关电极方程式或离子方程式不正确的是 A. 铅酸蓄电池放电时的正极反应：PbO2+4H++2e﹣=Pb2++2H2O B. 钢铁在近中性条件下腐蚀时的正极反应：2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣ C. TiCl4加入水中：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4H++4Cl﹣ D. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K++Fe2++[Fe(CN)6]3﹣=KFe[Fe(CN)6]↓ 4. 若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图所示的探究实验(a～d均为浸有相应试液的棉花)，下列分析不正确的是 A. Cu与浓硫酸反应，体现H2SO4的氧化性和酸性 B. a处变红，可初步说明SO2是酸性氧化物 C. b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性 D. 试管底部出现白色固体，说明浓硫酸吸水性强于硫酸铜 5. 一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2﹣与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是 A. 原子半径大小Y>X>W B. YX的水化物具有两性 C. 该矿物的化学式为YWX3 D. W单质只有4种同素异形体 阅读下列材料，完成下列小题： 在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2.2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=﹣116.4 kJ•mol﹣1。 根据实验现象，化学家提出了由三步构成的该反应的历程：①2NO=N2O2(快)②N2O2=2NO(快)③N2O2+O2=2NO2(慢)，整个反应的速率由第③步决定，常被称为决速步。 反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)⋅c(O2)， v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO、NO转化为N2。 6. 下列说法不正确的是 A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2 B. 工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3 C. 汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2 D. 实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 7. 对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是 A. 该反应ΔH＜0，ΔS＜0 B. 反应历程中的①、②为基元反应，③不是基元反应 C. 使用高效催化剂不能降低该反应的焓变 D. N2O2为该反应的催化剂 8. 温度为T1时，在两个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。下列说法正确的是 容器编号 物质的起始浓度(mol•L﹣1) 物质的平衡浓度(mol•L﹣1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 A. 该反应的平衡常数为 B. 当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2>T1 C. 达平衡时，容器I与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5 D. 达平衡时，容器Ⅱ中比容器I中的大 9. 科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e﹣的转移(如a、b和c)，能将海洋中的转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是 A. 过程Ⅰ中发生氧化反应 B. 过程Ⅱ的反应为2NO+=5N2H4+2H2O+8H+ C. 过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为+=N2↑+2H2O D. a和b中转移e﹣数目相等 10. 根据实验操作及现象，下列结论中正确的是 选项 实验操作及现象 结论 A 取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。加入浓HNO3，仍有沉淀 此样品中含有 B 向2mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，溶液中有气泡产生 FeSO4能催化H2O2分解 C 将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强 D 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 A. A B. B C. C D. D 11. 一种制备的工艺路线如图所示，反应所得溶液pH在3~4之间，反应需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下，的电离平衡常数，。下列说法正确的是 A. 反应、、均为氧化还原反应 B. 低温真空蒸发主要目的是防止被氧化 C. 溶液Y可循环用于反应所在操作单元吸收气体 D. 若产量不变，参与反应的X与物质的量之比增大时，需补加的量增多 12. 回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下图所示。下列说法不正确的是 A. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 B. 装置a中溶液中：c(Na+)>c()>c()>c() C. 装置b中的阴极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH D. 装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+ 13. 一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是 A. a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀 B. b点时，c(Cl-)=c(CrO)，Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4) C. Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9 D. 向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀 14. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(如图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是 A. 反应达平衡时，降低温度，R的浓度减小 B. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 C. 使用Ⅰ时，反应体系更快达到平衡 D. 使用Ⅱ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 15. 常温下，用浓度为0.0200mol•L﹣1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol•L﹣1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随η(η)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. Ka(CH3COOH)约为10﹣3.38 B. 点a：c(Na+)=c(Cl﹣)=c(CH3COOH)+c(CH3COO﹣) C. 点b：c(CH3COOH)＜c(CH3COO﹣) D. 水的电离程度：a＜b＜c＜d 16. 利用平衡移动原理，分析一定温度下Mg2+在不同pHNa2CO3体系中的可能产物。 已知： i.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。 ii.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)•c2(OH﹣)=Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)•c()=Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)=0.1mol•L﹣1，不同pH下c()由图1得到]。 下列说法不正确的是 A. 由图1，pH=10.25，c()=c() B. 由图2，初始状态pH=10、lg[c(Mg2+)]=﹣5，有白色沉淀生成 C. 由图2，初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=﹣2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c()+c()=0.1mol•L﹣1 D. 由图1和图2，初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=﹣1，发生反应：Mg2++2=MgCO3↓+CO2↑+H2O 17. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=﹣164.7kJ•mol﹣1 CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ•mol﹣1 在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)：n起始(H2)=1：4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为100%。下列说法正确的是 A. 反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=﹣205.9kJ•mol﹣1 B. CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530℃ D. 450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值 二、非选择题，共49分 18. 铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣(主要成分为FeSO4•H2O，含少量TiOSO4和不溶物)制备铁黄的过程如下： 资料： I.0.1mol/L Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3 Ⅱ.0.1mol/L Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8 Ⅲ.TiOSO4+(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+H2SO4 （1）纯化 ①加入过量铁粉的目的是 _______。 ②充分反应后，分离混合物方法是 _______。 （2）制备晶种 为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。制备过程及现象是： 向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。 ①产生白色沉淀的离子方程式是 _______。 ②产生白色沉淀后的pH低于资料I中的6.3。 原因是：沉淀生成后c(Fe2+) _______0.1mol/L(填“>”“=”或“＜”)。 ③0﹣t1时段，pH几乎不变，结合离子方程式解释原因：_______。 ④t1﹣t2时段，pH明显降低。结合离子方程式解释原因：_______。 ⑤pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且c(Fe2+ )降低量大于c(Fe3+ )增加量。结合离子方程式说明原因：_______。 （3）产品纯度测定 铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。 向w g铁黄产品中加入c1mol•L﹣1H2SO4标准溶液V1mL，加热充分溶解，杂质不溶，过来，得溶液b；向溶液b中加入草酸钠(Na2C2O4)溶液，得溶液C；向溶液C中滴加几滴酚酞，用c2mol•L﹣1NaOH标准溶液滴定，消耗NaOH标准溶液V2mL。 资料：Fe3++3=Fe(C2O4)，Fe(C2O4) 不与稀碱液反应。 ①铁黄产品主要成分和H2SO4反应的离子方程式为_______。 ②铁黄的纯度为_______。 ③Na2C2O4过量，会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 19. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注，由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如图： 已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10﹣39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10﹣33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10﹣16。 回答下列问题： （1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 _______。为提高溶矿速率，可采取的措施 _______(举1例)。 （2）加入少量MnO2的作用是 _______(用离子方程式表示)。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是 _______。 （3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______mol•L﹣1；用石灰乳调节至pH≈7的步骤中，除去的金属离子是 _______。 （4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有 _______。 （5）在电解槽中，阳极的电极反应式为 _______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断加入 _______。电解废液可在反应器中循环利用。 （6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是 _______。 20. 一定条件下，水气变换反应CO+H2O⇌CO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ.HCOOH⇌CO+H2O(快) Ⅱ.HCOOH⇌CO2+H2(慢) 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 回答(1)~(3)问题： （1）一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=_______(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。 （2）反应Ⅰ正反应速率方程为：v=kc(H+)•c(HCOOH)，k为反应速率常数。某温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka=1.6×10﹣4，当HCOOH平衡浓度为0.1mol•L﹣1时，H+浓度为_______mol•L﹣1，此时反应Ⅰ正反应速率v=_______mol•L﹣1•h﹣1(用含k的代数式表示)。 （3）T温度下，在密封石英管内完全充满1.0mol•L﹣1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70mol•L﹣1、0.16mol•L﹣1，此时CO达到峰值，反应Ⅰ达到化学平衡状态，反应Ⅰ的平衡常数为_______；此后，随着c(CO2)逐渐增大，c(CO)逐渐减少，结合反应Ⅰ、Ⅱ说明原因：_______。 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10mol•L﹣1盐酸，则图1所示点a、b、c、d中，CO的浓度峰值点可能是 _______(填标号)。与不用盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度 _______(填“增大”“减小”或”不变”)，的值 _______(填“增大”“减小”或“不变”)。 用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0 （4）某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为a mol•L﹣1和3a mol•L﹣1，反应平衡时，CH3OH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为_______。 （5）恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。 ①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为_______。 ②P点甲醇产率高于T点的原因为_______。 ③根据图2，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为_______℃。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级第一学期期初学情调研 化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Fe-56 一、单项选择题：共17题，每题3分，共51分。每题只有一个选项最符合题意。 1. “碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法不正确的是 A. CO2分子的结构式为O=C=O B. CO2可被催化氧化为甲酸(HCOOH) C. CO2是侯氏制碱法的原料 D. CO2晶体可用于人工增雨 【答案】B 【解析】 【详解】A．CO2的中心原子C杂化轨道类型为sp杂化，分子构型为直线形，其结构式为O=C=O，故A正确； B．CO2中C的化合价为+4价，HCOOH中C的化合价为+2价，CO2催化生成HCOOH是还原反应，不是氧化反应，故B错误； C．侯氏制碱法以饱和氯化钠溶液、氨气、二氧化碳原料制得碳酸氢钠，再热分解碳酸氢钠可制得碳酸钠（纯碱），故C正确； D．CO2晶体（干冰）升华时吸收大量热，可使空气中水蒸气凝结为水珠，能用于人工降雨，故D正确； 故选B。 2. 我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为：S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 11.2LCO2含氧原子数目为NA B. 每生成2.8gN2转移电子数目为1.2NA C. 1molKNO3晶体中含离子数目为NA D. 1L0.1mol•L﹣1K2S溶液中含S2﹣数目为0.1NA 【答案】B 【解析】 【详解】A．没有指明标准状况无法计算，故A错误； B．该反应生成1molN2转移电子12moL，每生成2.8gN2转移电子数目为1.2NA，故B正确； C．1molKNO3晶体中含离子，离子数目为2NA，故C错误； D．S2-会水解，故1L0.1mol•L﹣1K2S溶液中含S2-数目小于0.1NA，故D错误； 故答案为B。 3. 下列有关电极方程式或离子方程式不正确的是 A. 铅酸蓄电池放电时的正极反应：PbO2+4H++2e﹣=Pb2++2H2O B. 钢铁在近中性条件下腐蚀时的正极反应：2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣ C. TiCl4加入水中：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4H++4Cl﹣ D. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K++Fe2++[Fe(CN)6]3﹣=KFe[Fe(CN)6]↓ 【答案】A 【解析】 【详解】A．铅蓄电池放电时为原电池，正极PbO2得到电子生成PbSO4，PbSO4为难溶盐，不可拆成Pb2+，正确的电极方程式为，故A错误； B．钢铁在近中性条件下腐蚀时为吸氧腐蚀，其正极反应为2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣，故B正确； C．加入水中发生水解反应，反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4H++4Cl﹣，故C正确； D．K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3﹣=KFe[Fe(CN)6]↓，故D正确； 故选A。 4. 若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图所示的探究实验(a～d均为浸有相应试液的棉花)，下列分析不正确的是 A. Cu与浓硫酸反应，体现H2SO4的氧化性和酸性 B. a处变红，可初步说明SO2是酸性氧化物 C. b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性 D. 试管底部出现白色固体，说明浓硫酸吸水性强于硫酸铜 【答案】C 【解析】 【详解】A．铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A正确； B．a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确； C．b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误； D．实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4溶液，其原因是浓硫酸具有吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D正确； 故答案为C。 5. 一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2﹣与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是 A. 原子半径大小为Y>X>W B. YX的水化物具有两性 C. 该矿物的化学式为YWX3 D. W单质只有4种同素异形体 【答案】C 【解析】 【分析】W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒， X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。 【详解】A．W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，故A错误； B．Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，故B错误； C．W为C，X为O，Y为Mg，其组成的矿物溶于稀盐酸有无色无味气体生成，则该矿物为MgCO3，故C正确； D． W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，故D错误； 故选C。 阅读下列材料，完成下列小题： 在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2.2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=﹣116.4 kJ•mol﹣1。 根据实验现象，化学家提出了由三步构成的该反应的历程：①2NO=N2O2(快)②N2O2=2NO(快)③N2O2+O2=2NO2(慢)，整个反应的速率由第③步决定，常被称为决速步。 反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)⋅c(O2)， v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO、NO转化为N2。 6. 下列说法不正确的是 A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2 B. 工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3 C. 汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2 D. 实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 7. 对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是 A. 该反应的ΔH＜0，ΔS＜0 B. 反应历程中的①、②为基元反应，③不是基元反应 C. 使用高效催化剂不能降低该反应的焓变 D. N2O2为该反应的催化剂 8. 温度为T1时，在两个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。下列说法正确的是 容器编号 物质的起始浓度(mol•L﹣1) 物质的平衡浓度(mol•L﹣1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 A. 该反应的平衡常数为 B. 当温度改变T2时，若k正=k逆，则T2>T1 C. 达平衡时，容器I与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5 D. 达平衡时，容器Ⅱ中比容器I中的大 9. 科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e﹣的转移(如a、b和c)，能将海洋中的转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是 A. 过程Ⅰ中发生氧化反应 B. 过程Ⅱ的反应为2NO+=5N2H4+2H2O+8H+ C. 过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为+=N2↑+2H2O D. a和b中转移的e﹣数目相等 【答案】6. B 7. AC 8. B 9. C 【解析】 【6题详解】 A．稀硝酸与铜反应生成NO，NO被氧气氧化为NO2， HNO3(稀)NONO2，故A正确； B．工业制硝酸过程中首先氮气与氢气发生合成氨的反应生成氨气，氨气与氧气发生氧化反应生成NO，NO被氧气氧化为NO2，NO2溶于水生成硝酸：N2 NH3 NO NO2HNO3，故B错误； C．汽车尾气含有NO、CO等有毒气体，催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2，故C正确； D．实验室加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制备NH3，方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，故D正确； 故选B； 【7题详解】 A．由已知条件可知，该反应为放热反应，则ΔH＜0，该反应为气体体积减小的反应，则ΔS＜0，故A正确； B．化学家提出了由三步构成的该反应的历程，则①、②、③均是基元反应，故B错误； C．催化剂只能加快反应速率，不能降低该反应的焓变，故C正确； D．由反应历程可知，N2O2为该反应的中间产物，故D错误； 故选AC； 【8题详解】 A .已知v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)⋅c(O2)， v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2)，当平衡时，v正=v逆，则，，故A错误； B．由容器编号I，有，T1时刻，该反应的平衡常数为，则2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数，则当温度改变为T2时，若k正=k逆，由A项可知，此时平衡常数，，该反应为放热反应，则T2>T1，故B正确； C．由B项可知，容器I平衡时，气体总物质的量为0.8mol，容器Ⅱ起始状态气体总物质的量为1 mol，该温度下化学平衡常数K=1.25容器Ⅱ中，则容器Ⅱ中的反应逆向进行，平衡后容器Ⅱ中气体总物质的量大于1mol，根据气体的物质的量之比等于压强之比，则平衡时，容器I和容器Ⅱ的压强之比小于4∶5，故C错误； D．由B项可知，容器I平衡时=1，此温度下，容器Ⅱ化学平衡常数为1.25，列三段式有，，若=1，x=0.2，此时，则容器Ⅱ平衡正向移动，＜1，故D错误； 故选B； 【9题详解】 A．过程I中转化为NO，化合价降低，发生还原反应，故A错误； B．由图可知过程Ⅱ的反应为NO+2H+=N2H4+H2O，故B错误； C．由历程图可以看出，和为反应物，N2和H2O为生成物，总反应为+=N2↑+2H2O，故C正确； D．过程Ⅰ的反应为，结合B项可知，转移电子数不相等，故D错误； 故选C。 10. 根据实验操作及现象，下列结论中正确的是 选项 实验操作及现象 结论 A 取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。加入浓HNO3，仍有沉淀 此样品中含有 B 向2mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，溶液中有气泡产生 FeSO4能催化H2O2分解 C 将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu金属性比Ag强 D 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．亚硫酸钠和氯化钡发生反应，生成亚硫酸钡沉淀，亚硫酸钡与硝酸发生氧化还原反应生成硫酸钡，故不能证明此样品中含有硫酸根，故A错误； B．向2mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，溶液中有气泡产生， Fe2+与H2O2溶液发生氧化还原反应，产生氧气，故B错误； C．将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，则银是正极，铜电极铜失去电子生成铜离子，使附近溶液逐渐变蓝，所以铜是负极，Cu的金属性比Ag强，故C正确； D．铁和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，铁和浓硝酸钝化，硝酸的浓度越大氧化性越强，故D错误； 故选C。 11. 一种制备的工艺路线如图所示，反应所得溶液pH在3~4之间，反应需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下，的电离平衡常数，。下列说法正确的是 A. 反应、、均为氧化还原反应 B. 低温真空蒸发主要目的是防止被氧化 C. 溶液Y可循环用于反应所在操作单元吸收气体 D. 若产量不变，参与反应的X与物质的量之比增大时，需补加的量增多 【答案】C 【解析】 【分析】铜和浓硫酸反应(反应Ⅰ)生成二氧化硫气体(气体Ⅰ)和硫酸铜，生成的二氧化硫气体与碳酸钠反应(反应Ⅱ)，所得溶液pH在3～4之间，溶液显酸性，根据H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.3×10-8，可知NaHSO3溶液显酸性(电离大于水解)，则反应Ⅱ所得溶液成分是NaHSO3，调节溶液pH值至11，使NaHSO3转化为Na2SO3，低温真空蒸发(防止Na2SO3被氧化)，故固液分离得到Na2SO3晶体和Na2SO3溶液，Na2SO3和CuSO4反应的离子方程式是+2Cu2++2H2O=+Cu2O+4H+，反应过程中酸性越来越强，使Na2SO3转化成SO2气体，总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行，据此分析解答。 【详解】A．反应Ⅰ是铜和浓硫酸反应，生成二氧化硫，是氧化还原反应，反应Ⅱ是SO2和碳酸钠溶液反应，生成NaHSO3、水和二氧化碳，是非氧化还原反应，反应Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反应生成Cu2O，是氧化还原反应，A错误； B．低温真空蒸发主要目的是防止Na2SO3被氧化，而不是NaHSO3，B错误； C．经分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循环用于反应Ⅱ的操作单元吸收SO2气体(气体Ⅰ)，C正确； D．制取Cu2O总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若Cu2O产量不变，增大比，多的Na2SO3会消耗氢离子，用于控制pH值，可减少NaOH的量，D错误； 故答案为：C。 12. 回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下图所示。下列说法不正确的是 A. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 B. 装置a中溶液中：c(Na+)>c()>c()>c() C. 装置b中的阴极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH D. 装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+ 【答案】A 【解析】 【详解】A．装置a中NaHCO3溶液可与SO2反应，吸收SO2气体，但不与CO2反应，不能吸收CO2，故装置a中溶液的作用是吸收废气中的SO2气体，故A错误； B．装置a中NaHCO3溶液显碱性，碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，离子浓度为：c(Na+)>c()>c()>c()，故B正确； C．阴极为二氧化碳得电子变成甲酸的过程，装置b中的阴极反应式为：CO2+2H++2e-=HCOOH，故C正确； D．由装置b中阴极和阳极上物质转化可知，装置b中总反应为+CO2+H2OHCOOH+，故D正确； 故答案为A。 13. 一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是 A. a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀 B. b点时，c(Cl-)=c(CrO)，Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4) C. Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9 D. 向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀 【答案】C 【解析】 【分析】根据图像，由(1.7，5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7，由(4.8，5)可得到AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8，据此数据计算各选项结果。 【详解】A．假设a点坐标为(4，6.5)，此时分别计算反应的浓度熵Q得，Q(AgCl)=10-10.5，Q(Ag2CrO4)=10-17，二者的浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp，二者不会生成沉淀，A错误； B．Ksp为难溶物的溶度积，是一种平衡常数，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，根据分析可知，二者的溶度积不相同，B错误； C．该反应的平衡常数表达式为K=，将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K=====1×107.9，C正确； D．向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3，开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和10-5.35，说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低，在这种情况下，先沉淀的是AgCl，D错误； 故答案选C。 14. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(如图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是 A. 反应达平衡时，降低温度，R的浓度减小 B. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 C. 使用Ⅰ时，反应体系更快达到平衡 D. 使用Ⅱ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，降低温度平衡向右移动，R的浓度减小，故A正确； B．有图可知催化剂Ⅰ和Ⅱ均出现四个峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，故B正确； C．使用Ⅰ时，活化能比较低，速率快反应体系更快达到平衡，故C正确； D．由图可知在前两个历程中使用I活化能较低、反应速率较快，后两个历程中使用I活化能较高、反应速率较慢，所以使用I时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，故D错误； 故答案为D。 15. 常温下，用浓度为0.0200mol•L﹣1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol•L﹣1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随η(η)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. Ka(CH3COOH)约为10﹣3.38 B. 点a：c(Na+)=c(Cl﹣)=c(CH3COOH)+c(CH3COO﹣) C. 点b：c(CH3COOH)＜c(CH3COO﹣) D. 水的电离程度：a＜b＜c＜d 【答案】AD 【解析】 【分析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时，先与强酸反应，然后再与弱酸反应，由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH，据此解答。 【详解】A．由分析可知，a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH，c(CH3COOH)=0.0100mol/L，c(H+)=10-3.38mol/L，，，故A错误； B．a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液，存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)，故B正确； C．点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa，由于pH<7，溶液显酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度，则c(CH3COOH)<c(CH3COO-)，故C正确； D．c点时NaOH溶液与CH3COOH、HCl恰好完全反应，a→c过程中水的电离程度逐渐增大，即a＜b＜c ，c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离，d点碱过量，会抑制水的电离，则水的电离程度c>d，故D错误； 故选AD。 16. 利用平衡移动原理，分析一定温度下Mg2+在不同pHNa2CO3体系中的可能产物。 已知： i.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。 ii.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)•c2(OH﹣)=Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)•c()=Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)=0.1mol•L﹣1，不同pH下c()由图1得到]。 下列说法不正确的是 A. 由图1，pH=10.25，c()=c() B. 由图2，初始状态pH=10、lg[c(Mg2+)]=﹣5，有白色沉淀生成 C. 由图2，初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=﹣2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c()+c()=0.1mol•L﹣1 D 由图1和图2，初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=﹣1，发生反应：Mg2++2=MgCO3↓+CO2↑+H2O 【答案】BC 【解析】 【详解】A．从图1可以看出时pH=10.25时，碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同，故A项正确； B．从图2可以看出pH=10、lg[c(Mg2+)]=-5时，该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方，不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀，故B错误； C．从图2可以看出pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2时，该点位于曲线Ⅱ的上方，会生成碳酸镁沉淀，根据物料守恒，溶液中c(H2CO3)+c()+c()<0.1mol·L−1，故C错误； D．pH=8时，溶液中主要含碳微粒是，pH=8，lg[c(Mg2+)]=-1时，该点位于曲线Ⅱ的上方，会生成碳酸镁沉淀，因此反应的离子方程式为Mg2++2=MgCO3↓+CO2↑+H2O，故D正确； 故答案为：BC。 17. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=﹣164.7kJ•mol﹣1 CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ•mol﹣1 在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)：n起始(H2)=1：4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为100%。下列说法正确的是 A. 反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=﹣205.9kJ•mol﹣1 B. CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530℃ D. 450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据盖斯定律可知反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变，故A错误； B．CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=﹣164.7kJ•mol﹣1该反应为放热反应，CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，故B正确； C．由图可知温度范围约为350-400℃时二氧化碳实际转化率最高，催化剂的活性最大，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，故C错误； D．450℃时，提高的值可以看作氢气不变，增大二氧化碳的量，CO2平衡转化率降低，不能达到X点，增大压强，第一个反应正向移动，能使CO2平衡转化率达到X点的值，故D错误； 故答案为B。 二、非选择题，共49分 18. 铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣(主要成分为FeSO4•H2O，含少量TiOSO4和不溶物)制备铁黄的过程如下： 资料： I.0.1mol/L Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3 Ⅱ.0.1mol/L Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8 Ⅲ.TiOSO4+(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+H2SO4 （1）纯化 ①加入过量铁粉的目的是 _______。 ②充分反应后，分离混合物的方法是 _______。 （2）制备晶种 为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。制备过程及现象是： 向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。 ①产生白色沉淀的离子方程式是 _______。 ②产生白色沉淀后的pH低于资料I中的6.3。 原因是：沉淀生成后c(Fe2+) _______0.1mol/L(填“>”“=”或“＜”)。 ③0﹣t1时段，pH几乎不变，结合离子方程式解释原因：_______。 ④t1﹣t2时段，pH明显降低。结合离子方程式解释原因：_______。 ⑤pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且c(Fe2+ )降低量大于c(Fe3+ )增加量。结合离子方程式说明原因：_______。 （3）产品纯度测定 铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。 向w g铁黄产品中加入c1mol•L﹣1H2SO4标准溶液V1mL，加热充分溶解，杂质不溶，过来，得溶液b；向溶液b中加入草酸钠(Na2C2O4)溶液，得溶液C；向溶液C中滴加几滴酚酞，用c2mol•L﹣1NaOH标准溶液滴定，消耗NaOH标准溶液V2mL。 资料：Fe3++3=Fe(C2O4)，Fe(C2O4) 不与稀碱液反应。 ①铁黄产品主要成分和H2SO4反应的离子方程式为_______。 ②铁黄的纯度为_______。 ③Na2C2O4过量，会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 【答案】（1） ①. 铁粉与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，过量的作用是防止二价铁被氧化 ②. 过滤 （2） ①. ②. ＞ ③. 0-t1时段，4Fe(OH)2 +O2= 4FeOOH+ 2H2O，因此pH几乎不变 ④. t1-t2时段，Fe2+ + O2+ 6H2O= 4FeOOH + 8H+，溶液中H+浓度增大，pH减小 ⑤. 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加 （3） ①. ②. ③. 不受影响 【解析】 【分析】根据钛白粉废渣制备铁黄流程和钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物，加入蒸馏水、铁粉纯化后，TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+H2SO4，TiO2·H2O是沉淀，通过过滤后，得到精制FeSO4溶液，加入氨水和空气后，FeSO4溶液被氧化成三价铁离子，同时调整pH（0.1mol/LFe2+沉淀为Fe(OH)2，起始的pH为6.3，完全沉淀的pH为8.3；0.1mol/LFe3+沉淀为FeOOH，起始的pH：1.5，完全沉淀的pH为2.8）和空气，生成FeOOH，再经过系列提纯，最终制得FeOOH固体。 【小问1详解】 ①铁粉与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，过量的作用是防止二价铁被氧化；钛白粉废渣成分： ②充分反应后滤液为FeSO4，滤渣为TiO2·H2O及其它难溶物，所以分离混合物的方法是过滤； 【小问2详解】 ①向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色，故白色沉淀为Fe(OH)2，反应的离子方程式为； ②产生白色沉淀后的pH低于资料Ⅰ中的6.3，则氢氧根离子浓度小于理论数据，结合可知，此时c(Fe2+)>0.1mol/L； ③0-t1时段，4Fe(OH)2 +O2= 4FeOOH+ 2H2O，因此pH几乎不变； ④t1-t2时段，Fe2+ + O2+ 6H2O= 4FeOOH + 8H+，溶液中H+浓度增大，pH减小； ⑤溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+ + O2 +4H+=4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O =4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加；或用叠加反应解释：12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+； 【小问3详解】 ①铁黄产品主要成分和H2SO4反应的离子方程式为； ②用c2mol•L﹣1NaOH标准溶液滴定，消耗NaOH标准溶液V2mL，则与FeOOH反应的H+的物质的量为，根据反应方程式存在关系，则，样品纯度为； ③由于Fe3++3=Fe(C2O4) ，Fe(C2O4)不与稀碱溶液反应, 所以加入的Na2C2O4过量，则测定结果不受影响。 19. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注，由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如图： 已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10﹣39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10﹣33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10﹣16。 回答下列问题： （1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 _______。为提高溶矿速率，可采取的措施 _______(举1例)。 （2）加入少量MnO2的作用是 _______(用离子方程式表示)。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是 _______。 （3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______mol•L﹣1；用石灰乳调节至pH≈7的步骤中，除去的金属离子是 _______。 （4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有 _______。 （5）在电解槽中，阳极的电极反应式为 _______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断加入 _______。电解废液可在反应器中循环利用。 （6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是 _______。 【答案】（1） ①. ②. 矿石粉碎 （2） ①. 将Fe2+氧化为Fe3+ ②. 可以催化分解 （3） ①. ②. （4）、 （5） ①. ②. Mn(OH)2 （6） 【解析】 【分析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、 Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的可以将溶液中的Fe2+氧化为；随后将溶液pH调至约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的、Al3+沉淀出来，随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣，后溶液中含有大量的，将此溶液置于电解槽中电解，得到， 将 与碳酸锂共同煅烧得到最终产物。 【小问1详解】 MnCO3与硫酸反应溶解，主要反应的化学方程式为；为提高溶矿速率，可以将矿石粉碎。 【小问2详解】 根据分析，加入的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为，但不宜使用氧化Fe2+， 因为氧化后生成的可以催化分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为，故答案为：将Fe2+氧化为、可以催化分解。 【小问3详解】 溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中，此时体系中含有的，这时，溶液中的c()小于mol/L认为已经沉淀完全，用石灰乳调节至pH=7，这时溶液中溶液中 ，，铝离子沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是，故答案为： 、 。 【小问4详解】 加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为，生成的沉淀有、。 【小问5详解】 在电解槽中，发生反应生成MnO2，阳极反应式为，电解时电解液中大量减少，H+大量增加，需要加入Mn(OH)2以保持电解液成分的稳定，故答案为：，Mn(OH)2。 【小问6详解】 煅烧窑中与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为 故答案为：。 20. 一定条件下，水气变换反应CO+H2O⇌CO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ.HCOOH⇌CO+H2O(快) Ⅱ.HCOOH⇌CO2+H2(慢) 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 回答(1)~(3)问题： （1）一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=_______(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。 （2）反应Ⅰ正反应速率方程为：v=kc(H+)•c(HCOOH)，k为反应速率常数。某温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka=1.6×10﹣4，当HCOOH平衡浓度为0.1mol•L﹣1时，H+浓度为_______mol•L﹣1，此时反应Ⅰ正反应速率v=_______mol•L﹣1•h﹣1(用含k的代数式表示)。 （3）T温度下，在密封石英管内完全充满1.0mol•L﹣1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70mol•L﹣1、0.16mol•L﹣1，此时CO达到峰值，反应Ⅰ达到化学平衡状态，反应Ⅰ的平衡常数为_______；此后，随着c(CO2)逐渐增大，c(CO)逐渐减少，结合反应Ⅰ、Ⅱ说明原因：_______。 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10mol•L﹣1盐酸，则图1所示点a、b、c、d中，CO的浓度峰值点可能是 _______(填标号)。与不用盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度 _______(填“增大”“减小”或”不变”)，的值 _______(填“增大”“减小”或“不变”)。 用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0 （4）某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为a mol•L﹣1和3a mol•L﹣1，反应平衡时，CH3OH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为_______。 （5）恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。 ①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为_______。 ②P点甲醇产率高于T点的原因为_______。 ③根据图2，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为_______℃。 【答案】（1）ΔH2-ΔH1 （2） ①. ②. （3） ①. 5 ②. 反应I是快反应，达到平衡所需要的时间短，反应II消耗HCOOH，使I的平衡逆向移动，c(CO)逐渐减少。 ③. b ④. 减小 ⑤. 不变 （4） （5） ①. 该反应是放热反应，随着温度的升高平衡逆向移动，甲醇平衡产率随温度升高而降低 ②. P点对应反应有分子筛膜，分子筛膜能选择性分离出水,有利于反应正向进行 ③. 210℃ 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律可知Ⅱ-Ⅰ的水气变换反应CO+H2O⇌CO2+H2的焓变，ΔH=ΔH2-ΔH1； 【小问2详解】 某温度下，，，，此时反应Ⅰ正反应速率v=kc(H+)•c(HCOOH)=； 【小问3详解】 根据碳守恒，平衡时，反应Ⅰ的平衡常数为； 反应I是快反应，达到平衡所需要的时间短，反应II消耗HCOOH，使I的平衡逆向移动，c(CO)逐渐减少。 加入0.1mol/L盐酸后，H+对反应I起催化作用，加快反应I的反应速率，缩短到达平衡所需时间，催化剂不影响平衡移动，故CO浓度峰值不变，则CO新的浓度峰值点可能是b点。反应I由于盐酸存在，HCOOH迅速减小，使得II速率减慢，所以CO达浓度峰值时，CO2浓度减小。温度不变，反应I的平衡常不变； 【小问4详解】 根据三段式可知，CH3OH的产率为b，，，该温度下反应平衡常数的值为； 【小问5详解】 ①该反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0是放热反应，随着温度的升高平衡逆向移动，甲醇平衡产率随温度升高而降低； ②P点对应反应有分子筛膜，分子筛膜能选择性分离出水，有利于反应正向进行，故P点甲醇产率高于T点甲醇产率。 ③由图2知，当温度为210℃时，甲醇的产率最高，因此最佳反应温度为210℃ 。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $