精品解析:山东省青岛第五十八中学2024-2025学年高三上学期期初第二次测试 化学试题
2024-09-12
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 青岛市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.94 MB |
| 发布时间 | 2024-09-12 |
| 更新时间 | 2025-07-29 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-09-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47344785.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年第一学期青岛58中高三期初测试
化学试题
一、单项单选题
1. 古诗词是中华文库中的瑰宝,下列诗句不涉及氧化还原反应的是
A. 昨夜雨疏风骤,浓睡不消残酒
B. 蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明
C. 日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川
D 雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋
2. 化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A. 用Na2S除去工业废水中的Cu2+和Hg2+
B. CaO和CaCl2·6H2O均可作食品干燥剂
C. 液氨和干冰均可作制冷剂
D. 铁粉与和维生素C均可作食品袋内的脱氧剂
3. 下列化学用语正确的是
A. SO3的VSEPR模型:
B. H2O2的球棍模型为:
C. 氢键X-H…Y中,X、H、Y都在同一直线上
D. HCl中σ键形成过程:
4. 下列物质的性质变化规律正确的是
A. HF、HCl、HBr、HI的沸点顺序为HI>HBr>HCl>HF
B. NH3的稳定性比CH4的强,与氢键有关
C. 硬度:NaCl<NaBr<NaI
D. 三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
5. 物质的性质决定其用途,下列有关物质性质和应用的关系正确的是
A. BeO熔点高,可用作耐火材料
B. 碳酸氢铵受热易分解,可用作植物生长的肥料
C. 钠能与水剧烈反应,可用作95%乙醇的强除水剂
D. SiO2是酸性氧化物,能用氢氟酸(HF)雕刻玻璃
6. 下列实验操作规范的是
A. ①灼烧干海带
B. ②检验铜与浓硫酸反应的氧化产物
C. ③用萃取碘水中的碘,振荡、放气
D. ④配制溶液定容后摇匀
7. 仪器分析技术的发展对于化学的进步有重要作用,以下说法正确的是
A. 原子光谱是不连续光谱,可用于鉴定元素
B. X射线衍射图经过计算可获得键长、键角和键能等数据
C. 通过李比希元素分析仪可以确定有机物的化学式
D. 互为手性异构体的两种物质的X射线衍射图是一样的
8. 合成某抗HTV药物的中间体X和Y的结构如图所示,下列有关说法错误的是
A. 可用NaHCO3溶液区分X和Y
B. Y与足量H2加成后,产物分子中含4个手性碳原子
C. X和Y均能发生取代反应和氧化反应
D. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
9. 某些含氟有机化合物具有特异的生物活性和生物体适应性,疗效比一般药物强好几倍。实验室将KF溶入18-冠-6(结构如图1)的乙腈(CH3CN)溶液中可轻松实现氟的取代,反应过程如图2所示:
下列说法错误的是
A. 用代替18-冠-6不能起到相应效果
B. KF、18-冠-6和乙腈均为极性分子,KF溶解度增大,与卤代烃充分接触
C. C-O-C键角:∠1大于乙醚中的
D. 相同条件下,用代替参与上述反应,反应速率会加快
10. H3A是一种多元酸,向10mL 1mol·L-1(pH=1.75)的H3A溶液中逐滴加入1mol·L-1NaOH溶液至过量,滴加过程中各种含A微粒的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A. H3A是三元弱酸
B. 1mol·L-1的Na2HA溶液中存在:2c(H3A)+c(H2A-)+c(H+)=c(OH-)
C. 当V(NaOH)=15mL时,pH=5.85
D. 1mol·L-1的NaH2A溶液中存在:c(Na+)>c(H2A-)>c(H3A)>c(HA2-)
二、不定项选择
11. 《齐民要术》中记载了利用谷物酿制食醋工艺。其经历的三个主要发酵过程为:糖化→酒化→醋化。下列说法不正确的是( )
A. 糖化过程是淀粉在微生物作用下水解生成葡萄糖
B. 传统酿醋工艺均经历了酿酒的过程
C. 酒化和醋化都需要在有氧的环境中进行
D. 发酵液需控制在一定的温度下
12. 下列操作能达到实验目的的是
实验目的
实验操作
A
比较Cl、S的非金属性
向NaHS溶液中滴入稀盐酸,是否生成臭鸡蛋气味气体
B
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
C
证明Fe2O3全部被还原
向CO还原Fe2O3所得产物中加入稀盐酸,滴加KSCN溶液,观察颜色变化
D
证明物质氧化性的强弱与pH有关
甲试管中加入KMnO4溶液,滴入浓盐酸,试管中产生黄绿色气体;乙试管中加入K2MnO4溶液和NaOH溶液,通入氯气,试管中溶液变为紫红色
A. A B. B C. C D. D
13. 在铜基配合物的催化作用下,利用电化学原理将CO2转化为含碳化合物X,装置如图1所示,相同条件下,恒定通过电解池的电量,测得生成不同含碳化合物X的法拉第效率(FE){FE=[Qx(生成X所需的电量)/Q总(电解过程中通过的总电量)]×100%}随电压的变化如图2所示。下列说法正确的是
A. 装置工作时,阴极室溶液pH逐渐减小
B. U1V时,M电极上还原产物为H2
C. U2V时,阴极室消耗气体与阳极室产生气体的物质的量之比为1:2
D. U3V时,测得生成的n(CH4):n(C2H4)=7:4,则x=42
14. Ag+氧化能力与Fe3+相近,某学习小组设计如下实验,探究Ag+与I-的反应:
实验①:向0.01mol/LAgNO3溶液中滴等体积等浓度的KI溶液,析出棕黄色沉淀,溶液仍无色;
实验②:向0.01mol/LKI溶液中滴等体积等浓度的AgNO3溶液,析出棕黄色沉淀,溶液仍无色;
实验③:设计如下电装置,电流表指针发生偏转,右侧石墨电极表面有灰黑色固体析出;
实验④:用0.01mol/L硝酸代替AgNO3溶液,电流表指针也偏转。
下列说法正确的是
A. 实验①可知,若用Fe3+与I-反应将生成FeI3
B. 实验①和②可知,两溶液间反应,互相滴加现象一定相同
C. 实验③和④可知,在实验③中是Ag+和共同氧化了I-
D. 根据上述实验可知,Ag++I-=AgI的反应速率大于2Ag++2I-=2Ag+I2的速率
15. 逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g);反应Ⅱ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)。
在恒压条件下,按V(CO2):V(H2)=1:1投料比进行反应,含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)的ΔH>0
B. M点反应Ⅰ的平衡常数K约为1
C. 加入合适的催化剂可由N点到P点
D. 500℃后随温度升高,反应Ⅰ改变程度大于反应Ⅱ的改变程度
三、非选择题
16. Ⅰ.铑(Rh)和铱(Ir)形成的材料在生产生活中应用广泛,如铑(Rh)膦络合物常用作催化剂,二氧化铱(IrO2)可用作电生理学研究中的微电极。回答下列问题:
(1)铱(Ir)的原子序数为77,其价电子排布式为_______,位于元素周期表的_______区。
(2)固体铑(Rh)膦缘金催化剂(Ph为苯基)的结构如图所示,中心原子Rh的VSEPR模型是_______,该分子中P原子的杂化方式为_______,1mol该物质中含有的σ键的数目为_______(设NA为阿伏伽德罗常数的值)。
(3)在有机合成中C-H键和C-C键是非常难断裂键,C-H键活化曾被称为有机化学中的“圣杯”,铑、铱复合催化剂在C→H和C-C插入反应中表现出了很好的催化活性。某一种铑、铱复合催化剂晶体的四方晶胞如图所示,晶胞参数为anm、anm、cnm,晶胞中Ir、Rh分别形成的八面体的微粒带两个和三个负电荷,则该晶胞的化学式为_______。
Ⅱ.
(4)均为平面结构的吡咯()和吡啶()在盐酸中溶解度较大的为_______,原因是_______。
17. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:①Bn为;
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)。
回答下列问题:
(1)A的名称_______;C充分加H2后,含有的手性碳原子有_______个。
(2)D的结构简式_______。
(3)写出E→G的化学方程式_______。
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基且无N-H键的共有_______种。
(5)H→I的反应类型为_______。
(6)结合题目信息,以为原料,写出合成的路线________________。
18. 工业上以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量Fe2O3)和辉钼矿(主要成分为MoS2,还含有少量Si、Ni的氧化物)为原料,制备四钼酸铵晶体[(NH4)2Mo4O13·2H2O]和硫酸锰晶体的工艺流程如下。回答下列问题:
已知:pKsp=-lgKsp,常温下,NiS和MnS的pKsp分别为19.4和12.6;1g2=0.3。
(1)为了提高焙烧效率,可以采取的措施有_______(写一条即可);“高温焙烧”时MnO2、MoS2转化为MnMoO4、MnSO4,写出该反应的化学方程式_______。
(2)“酸浸”时,硫酸浓度对Mo、Mn浸出率的影响如图所示。“酸浸”时硫酸的最佳浓度为_______g/L,理由是_______。
(3)黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6,生成黄钠铁矾的离子方程式为_______;“除铁”后的溶液中c(Mn2+)=0.5mol/L,当溶液中可溶组分浓度≤1.0×10-6mol/L时,可认为已除尽,则“除镍”应控制溶液pH的范围是_______(已知pc(S2-)=-1gc(S2-),溶液中pc(S2-)和pH的关系为pc(S2-)=15.1-pH;忽略溶液体积变化)。
(4)“萃取”的原理为2R3N(叔胺)+2H++MoO⇌(R3NH)2MoO4,则“反萃取”中的试剂X最适宜选用_______(填字母);从“母液”中回收的副产品主要是___(填名称)。
a.稀硫酸 b.(NH4)2SO4溶液 c.NaOH溶液 d.氨水
19. 摩尔盐是一种重要的化学试剂,是化学分析中常用的基准物。用废铁屑(含少量杂质FeS)为原料制备摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O]。实验装置如下(加热装置已略):
已知:Ksp(FeS)=6×10-18,Ka1(H2S)=10-7,Ka2(H2S)=7×10-15。反应在通风橱中置于50-60℃热水浴中进行。充分反应后,制得浅绿色悬浊液。
(1)三颈烧瓶中液体试剂添加顺序为_______。(选填序号)
a.先滴加氨水,然后滴加稀硫酸,再水浴加热,反应一段时间后冷却
b.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,再滴加氨水,反应一段时间后冷却
c.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,反应一段时间后冷却,再滴加氨水
(2)反应一段时间后,C瓶中现象为_______,反应的离子方程式为_______。
(3)检验制得的(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O中是否含有Fe3+的方法:将硫酸亚铁铵晶体用加热煮沸过的蒸馏水溶解、然后滴加_______(填化学式)。
(4)实验室利用K2Cr2O7溶液测定制得的(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O中的n值。请补充完整实验方案:称取ag样品,加入足量稀硫酸溶解后配成250.00mL溶液。使用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用_______滴定管(填“酸式”或“碱式”)盛装cmol/L的K2Cr2O7标准溶液进行滴定,当_______时结束。平行滴定三次,记录平均消耗的体积为VmL,求得n=_______(用含a、c、V的形式表示)。
(已知:二苯胺磺酸钠指示液在还原性氛围下为无色,氧化性围下为紫红色)
(5)将测定的n值与实际值进行对比,测定值偏大。下列说法正确的是_______。(选填序号)
a.测定值偏大可能由于晶体干燥时失去了部分结晶水
b.测定值偏大可能由于晶体中含有部分(NH4)2SO4杂质
c.测定值偏大可能由于滴入指示剂过量
20. 和催化重整制合成气(、)有利于实现碳中和,涉及反应如下:
I:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ:
回答下列问题:
(1)已知、的燃烧热分别为,,则=______kJ·mol⁻¹,______0(填“>”“<”或“=”)。
(2)将一定体积和投入密闭容器中,反应Ⅰ在不同条件下达到平衡(反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可忽略)。设体系中甲烷的物质的量分数为,在T=610℃下的、在下的如图甲所示。图中对应等温过程的曲线是______,处于相同化学平衡状态的点是______。
(3)在恒压p=100kPa、初始投料的条件下,、发生上述反应达平衡时气体物质的量随温度的变化如图乙所示。
①曲线表示的物质是______(填化学式),625℃时积碳物质的量为______kmol,反应Ⅲ的压强平衡常数=______。
②下列说法正确的是______。
A.平衡后,移除部分积碳,Ⅲ和Ⅳ均向右移
B.保持其他条件不变,升温积碳量逐渐减小
C.温度一定时,增大投料比,有利于减少积碳
D.温度一定时,增大投料比,则将增大
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2024-2025学年第一学期青岛58中高三期初测试
化学试题
一、单项单选题
1. 古诗词是中华文库中的瑰宝,下列诗句不涉及氧化还原反应的是
A. 昨夜雨疏风骤,浓睡不消残酒
B. 蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明
C. 日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川
D. 雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇在体内代谢,先发生氧化反应生成乙醛,继续氧化生成乙酸,乙酸发生氧化反应生成二氧化碳和水,涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.蜡烛燃烧是氧化还原反应,B不符合题意;
C.日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川,描写水雾景象,没有发生化学变化,C符合题意;
D.雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋,诗句中电闪雷鸣时,能发生下列化学反应:N2+O22NO,2NO+O2=2NO2,涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
2. 化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A. 用Na2S除去工业废水中的Cu2+和Hg2+
B. CaO和CaCl2·6H2O均可作食品干燥剂
C 液氨和干冰均可作制冷剂
D. 铁粉与和维生素C均可作食品袋内的脱氧剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na2S在溶液中电离产生的S2-与溶液中的Cu2+和Hg2+分压产生CuS、HgS沉淀,从而达到除去除去工业废水中的Cu2+和Hg2+的目的,A正确;
B.CaO能够与水反应变为Ca(OH)2,因此可以做食品干燥剂,而CaCl2·6H2O没有吸水作用,因此不能作食品干燥剂,B错误;
C.液氨汽化可以吸收大量热量,使周围环境温度降低,因此可作制冷剂,干冰是固态二氧化碳,其升华时会从周围环境中吸收大量热量,因此也可以作制冷剂,C正确;
D.铁粉与和维生素C均可与食品包装袋中的氧气反应,从而可降低氧气的含量,因此可以防止食品氧化变质,故二者作食品袋内的脱氧剂,D正确;
故合理选项是B。
3. 下列化学用语正确的是
A. SO3的VSEPR模型:
B. H2O2的球棍模型为:
C. 氢键X-H…Y中,X、H、Y都在同一直线上
D. HCl中σ键形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO3的成键电子对是3对,无孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,A错误;
B.H2O2的O采用sp3杂化,为立体结构,不是直线型,B错误;
C.形成氢键的N、O、F原子一般采用sp3杂化,故氢键X-H…Y中,X、H、Y都不在同一直线上,C错误;
D.HCl中σ键形成采用H的s轨道与Cl的P结合,过程为:,D正确;
答案选D。
4. 下列物质的性质变化规律正确的是
A. HF、HCl、HBr、HI的沸点顺序为HI>HBr>HCl>HF
B. NH3稳定性比CH4的强,与氢键有关
C. 硬度:NaCl<NaBr<NaI
D. 三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
【答案】D
【解析】
【详解】A.HF、HCl、HBr、HI都是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体,物质的分子的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,导致物质的熔、沸点就越高。但由于HF分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致其熔沸点最高,故HF、HCl、HBr、HI的沸点高低顺序为:HF>HI>HBr>HCl,故A错误;
B.氢键主要影响物质的熔沸点和溶解性,与稳定性无关;由于非金属性:N>C,则NH3的稳定性比CH4的强,故B错误;
C.硬度主要与离子半径有关,离子半径越小,硬度越大,则硬度:NaCl>NaBr>NaI,故C错误;
D.电负性F>Cl,则三氟乙酸中羟基的极性大于三氯乙酸的羟基极性,所以三氟乙酸酸性强于三氯乙酸,三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka,故D正确;
故选D。
5. 物质的性质决定其用途,下列有关物质性质和应用的关系正确的是
A. BeO熔点高,可用作耐火材料
B. 碳酸氢铵受热易分解,可用作植物生长的肥料
C. 钠能与水剧烈反应,可用作95%乙醇的强除水剂
D. SiO2是酸性氧化物,能用氢氟酸(HF)雕刻玻璃
【答案】A
【解析】
【详解】A.BeO为离子晶体,半径小,熔点高,可用作耐火材料,A正确;
B.碳酸氢铵中含氮元素,可用作植物生长的肥料,与其受热易分解无关,B错误;
C.钠与乙醇会反应,不能用作95%乙醇的强除水剂,C错误;
D.HF能与SiO2反应,可以用氢氟酸雕刻玻璃,但是与SiO2是酸性氧化物无关,D错误;
答案选A。
6. 下列实验操作规范的是
A. ①灼烧干海带
B. ②检验铜与浓硫酸反应的氧化产物
C. ③用萃取碘水中的碘,振荡、放气
D. ④配制溶液定容后摇匀
【答案】C
【解析】
【详解】A.①灼烧干海带需用坩埚而不是蒸发皿,A不选;
B.实验结束后烧瓶中的残留物还含有浓硫酸,因此检验铜与浓硫酸反应的氧化产物时,应将残留物沿烧杯壁倒入水中,以免引起液体飞溅,B不选;
C.③用 CCl4 萃取碘水中的碘单质,倒转分液漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正,C选;
D.④配制溶液定容后,应反复上下颠倒,摇匀,而不是摇动容量瓶,D不选;
故选C。
7. 仪器分析技术的发展对于化学的进步有重要作用,以下说法正确的是
A. 原子光谱是不连续光谱,可用于鉴定元素
B. X射线衍射图经过计算可获得键长、键角和键能等数据
C. 通过李比希元素分析仪可以确定有机物的化学式
D. 互为手性异构体的两种物质的X射线衍射图是一样的
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子光谱是不连续光谱,具有特征性,可以用于鉴定元素,A正确;
B.X射线衍射图主要用于确定晶体结构,不能直接获得键长、键角和键能等数据,B错误;
C.李比希元素分析仪主要用于测定有机物中碳、氢、氮等元素的含量,不能直接确定化学式,C错误;
D.互为手性异构体的两种物质由于空间结构不同,其X射线衍射图也会不同,D错误;
答案选A。
8. 合成某抗HTV药物的中间体X和Y的结构如图所示,下列有关说法错误的是
A. 可用NaHCO3溶液区分X和Y
B. Y与足量H2加成后,产物分子中含4个手性碳原子
C. X和Y均能发生取代反应和氧化反应
D. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
【答案】D
【解析】
【详解】A.X分子中所含的基团与NaHCO3不反应,Y分子中含有的羧基能与NaHCO3反应并产生CO2气体,则可用NaHCO3溶液区分X和Y,故A正确;
B.连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Y与足量H2加成后的产物分子中,带“∗”的碳原子为手性碳原子,则含4个手性碳原子,故B正确;
C.X和Y分子中均含有苯环和碳碳双键,能发生取代反应和氧化反应,故C正确;
D.X分子中,N原子连接3个C原子,这4个原子不可能共平面,所以除氢原子外,X中其他原子也不可能共平面,故D错误;
故选D。
9. 某些含氟有机化合物具有特异的生物活性和生物体适应性,疗效比一般药物强好几倍。实验室将KF溶入18-冠-6(结构如图1)的乙腈(CH3CN)溶液中可轻松实现氟的取代,反应过程如图2所示:
下列说法错误的是
A. 用代替18-冠-6不能起到相应效果
B. KF、18-冠-6和乙腈均为极性分子,KF溶解度增大,与卤代烃充分接触
C. C-O-C键角:∠1大于乙醚中的
D. 相同条件下,用代替参与上述反应,反应速率会加快
【答案】B
【解析】
【详解】A.12-冠-4和18-冠-6的孔径不同,络合离子不同,用 12-冠-4 替换 18-冠-6是不能起到相应的效果,A正确;
B.KF为离子化合物,不是极性分子,B错误;
C.∠1中氧的孤电子对数为1,乙醚中氧的孤电子对数为2,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故C-O-C 键角:∠1大于乙醚中的,C正确;
D.中C-Br键较中C-Cl键更容易断裂,则相同条件下,用代替 参与上述反应,反应速率会加快,D正确;
故选B。
10. H3A是一种多元酸,向10mL 1mol·L-1(pH=1.75)的H3A溶液中逐滴加入1mol·L-1NaOH溶液至过量,滴加过程中各种含A微粒的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A. H3A是三元弱酸
B. 1mol·L-1的Na2HA溶液中存在:2c(H3A)+c(H2A-)+c(H+)=c(OH-)
C. 当V(NaOH)=15mL时,pH=5.85
D. 1mol·L-1的NaH2A溶液中存在:c(Na+)>c(H2A-)>c(H3A)>c(HA2-)
【答案】B
【解析】
【分析】根据图知,c(H3A)=c(H2A-)时,Ka1=c(H+)=10-3.49;c(H2A-)=c(HA2-)时,Ka2=c(H+)=10-5.85;
【详解】A.由1mol/L的H3A溶液pH=1.75可知,H3A为弱酸,由图中有三种含A微粒可知,H3A溶液中有H3A、H2A-、HA2-三种微粒,故H3A为二元弱酸,A选项错误;
B.在Na2HA溶液中,由物料守恒可得:c(Na+)=2[c(H3A)+c(H2A-)+c(HA2-)],由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2A-)+2c(HA2-),整理两式可得:2c(H3A)+c(H2A-)+c(H+)=c(OH-),B选项正确;
C.当V(NaOH)=15mL时,溶液中发生的反应为:2H3A+3NaOH=Na2HA+NaH2A+3H2O,溶液中的c(HA2-)≠c(H2A-),由图可知,c(HA2-)=c(H2A-)时,pH=5.85,C选项错误;
D.1mol/L的NaH2A溶液中含A的微粒以H2A-为主,由图可知,此时溶液显酸性,则H2A-的电离大于水解,即c(HA2-)>c(H3A),D选项错误;
故答案选B。
二、不定项选择
11. 《齐民要术》中记载了利用谷物酿制食醋的工艺。其经历的三个主要发酵过程为:糖化→酒化→醋化。下列说法不正确的是( )
A. 糖化过程是淀粉在微生物作用下水解生成葡萄糖
B. 传统酿醋工艺均经历了酿酒的过程
C. 酒化和醋化都需要在有氧的环境中进行
D. 发酵液需控制在一定的温度下
【答案】C
【解析】
【分析】用谷物酿制食醋经历的三个主要发酵过程为:糖化→酒化→醋化,分别是淀粉在微生物的作用下水解成葡萄糖,葡萄糖在微生物的作用下分解成乙醇和二氧化碳(在无氧的条件下),乙醇被微生物在有氧的环境下氧化成乙酸。
【详解】A.糖化过程是淀粉在微生物作用下分解成葡萄糖,A项正确;
B.根据谷物酿食醋的工艺过程,可知传统酿醋工艺均经历了酿酒的过程,B项正确;
C.酒化在无氧环境下,醋化在有氧的环境下,C项错误;
D.发酵液控制在一定温度下,不宜过高或过低,过低不利于反应的进行,过高会导致酶失活,D项正确;
答案选C。
12. 下列操作能达到实验目的的是
实验目的
实验操作
A
比较Cl、S的非金属性
向NaHS溶液中滴入稀盐酸,是否生成臭鸡蛋气味气体
B
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
C
证明Fe2O3全部被还原
向CO还原Fe2O3所得产物中加入稀盐酸,滴加KSCN溶液,观察颜色变化
D
证明物质氧化性的强弱与pH有关
甲试管中加入KMnO4溶液,滴入浓盐酸,试管中产生黄绿色气体;乙试管中加入K2MnO4溶液和NaOH溶液,通入氯气,试管中溶液变为紫红色
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2S和HCl均不是最高价含氧酸,不能比较S、C的非金属性强弱,A错误;
B.向2支各盛有5mL不同浓度的NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,无明显现象,不能探究浓度对反应速率的影响,B错误;
C.用盐酸溶解后,还原出来的Fe能与Fe3+反应生成Fe2+,故不能判断是否全部被还原,C错误;
D.甲试管中产生氯气,说明酸性条件下高锰酸钾氧化性大于氯气,乙试管中变成紫红色,说明氯气将Mn氧化为高锰酸根,说明碱性条件下,氯气氧化性大于高锰酸根,D正确;
答案选D。
13. 在铜基配合物的催化作用下,利用电化学原理将CO2转化为含碳化合物X,装置如图1所示,相同条件下,恒定通过电解池的电量,测得生成不同含碳化合物X的法拉第效率(FE){FE=[Qx(生成X所需的电量)/Q总(电解过程中通过的总电量)]×100%}随电压的变化如图2所示。下列说法正确的是
A. 装置工作时,阴极室溶液pH逐渐减小
B. U1V时,M电极上的还原产物为H2
C. U2V时,阴极室消耗气体与阳极室产生气体的物质的量之比为1:2
D. U3V时,测得生成的n(CH4):n(C2H4)=7:4,则x=42
【答案】BD
【解析】
【分析】由图1可知,装置工作时,N电极上H2O被氧化生成O2,则N电极为阳极,M为阴极,CO2在阴极室得到电子生成有机物X,当电解电压为U1时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,说明二氧化碳没有在阴极得到电子发生还原反应,而是水在阴极得到电子发生还原反应生成H2,以此分析。
【详解】A.装置工作时,CO2在阴极室得到电子生成有机物X,由电荷守恒可知,该过程中会有OH-生成,则阴极室溶液pH逐渐增大,故A错误;
B.由图2可知,当电解电压为U1时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,说明二氧化碳没有在阴极得到电子发生还原反应,而是水在阴极得到电子发生还原反应生成H2,故B正确;
C.图2中显示U2时含碳化合物为HCOO-,且FE%较低,即并不是所有CO2都转化为HCOO-,同时水在阴极放电生成H2,无法计算,故C错误;
D.当电解电压为U3V时,CO2→转移8e-,2CO2→转移12e-,当电解生成的时,可建立等式,则x=42,故D正确;
故选BD。
14. Ag+氧化能力与Fe3+相近,某学习小组设计如下实验,探究Ag+与I-的反应:
实验①:向0.01mol/LAgNO3溶液中滴等体积等浓度的KI溶液,析出棕黄色沉淀,溶液仍无色;
实验②:向0.01mol/LKI溶液中滴等体积等浓度的AgNO3溶液,析出棕黄色沉淀,溶液仍无色;
实验③:设计如下电装置,电流表指针发生偏转,右侧石墨电极表面有灰黑色固体析出;
实验④:用0.01mol/L硝酸代替AgNO3溶液,电流表指针也偏转。
下列说法正确的是
A. 实验①可知,若用Fe3+与I-反应将生成FeI3
B. 实验①和②可知,两溶液间反应,互相滴加现象一定相同
C. 实验③和④可知,在实验③中是Ag+和共同氧化了I-
D. 根据上述实验可知,Ag++I-=AgI的反应速率大于2Ag++2I-=2Ag+I2的速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验①中有棕黄色沉淀,溶液无色,说明未将氧化,由于,和的氧化还原反应不易发生,而与不能生成沉淀,两者更易发生氧化还原反应,故A错误;
B.两溶液间反应,互相滴加现象与反应物性质有关,互滴现象并不一定相同,如氯化铝与NaOH溶液互滴时,氯化铝溶液滴入氢氧化钠过程中先产生白色沉淀,后沉淀溶解;反滴时开始无现象,后产生白色沉淀,故B错误;
C.实验③右侧石墨电极表面有灰黑色固体析出,可知生成了Ag,即银离子得电子氧化了,没有与反应;实验④在酸性条件下可氧化碘离子,故C错误;
D.由实验①②可知,产生棕黄色沉淀,说明反应速率大于2Ag++2I-=2Ag+I2的速率,故D正确;
故选D。
15. 逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g);反应Ⅱ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)。
在恒压条件下,按V(CO2):V(H2)=1:1投料比进行反应,含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)的ΔH>0
B. M点反应Ⅰ的平衡常数K约为1
C. 加入合适的催化剂可由N点到P点
D. 500℃后随温度升高,反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ的改变程度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律可知,反应为反应Ⅱ-反应Ⅰ,由图可知,随着温度升高,甲烷含量减小,一氧化碳含量增大,则说明随着温度升高,该反应逆向移动,则该反应是放热反应,ΔH<0,A错误;
B.M点没有甲烷产物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等,反应Ⅰ的平衡常数K约为1,B正确;
C.催化剂不影响化学平衡,主要影响反应速率,故体积分数不会上升,C错误;
D.500℃后,CO2转化率明显增大,CO的生成速率也明显增大,说明反应Ⅰ的改变程度变大,故反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ,D正确;
故选BD。
三、非选择题
16. Ⅰ.铑(Rh)和铱(Ir)形成的材料在生产生活中应用广泛,如铑(Rh)膦络合物常用作催化剂,二氧化铱(IrO2)可用作电生理学研究中的微电极。回答下列问题:
(1)铱(Ir)的原子序数为77,其价电子排布式为_______,位于元素周期表的_______区。
(2)固体铑(Rh)膦缘金催化剂(Ph为苯基)的结构如图所示,中心原子Rh的VSEPR模型是_______,该分子中P原子的杂化方式为_______,1mol该物质中含有的σ键的数目为_______(设NA为阿伏伽德罗常数的值)。
(3)在有机合成中C-H键和C-C键是非常难断裂的键,C-H键活化曾被称为有机化学中的“圣杯”,铑、铱复合催化剂在C→H和C-C插入反应中表现出了很好的催化活性。某一种铑、铱复合催化剂晶体的四方晶胞如图所示,晶胞参数为anm、anm、cnm,晶胞中Ir、Rh分别形成的八面体的微粒带两个和三个负电荷,则该晶胞的化学式为_______。
Ⅱ.
(4)均为平面结构的吡咯()和吡啶()在盐酸中溶解度较大的为_______,原因是_______。
【答案】(1) ①. 5d76s2 ②. d
(2) ①. 三角双锥 ②. sp3 ③. 114NA
(3)
(4) ①. 吡啶 ②. 吡咯()和吡啶()相比,吡咯中氮原子上的孤对电子参与形成了环的大π键,使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其碱性,吡啶中氮原子上的孤对电子不参与形成环的大π键,吡啶的碱性比吡咯强,吡啶在盐酸中的溶解度较大
【解析】
【小问1详解】
铱(Ir)的原子序数为77,根据稀有气体原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118,可推出铱(Ir)的其价电子排布式为5d76s2,其属于过渡区金属元素,位于元素周期表d区;
【小问2详解】
根据固体铑(Rh)膦络合催化剂(Ph为苯基)的结构图,可以判断出中心原子Rh有五个杂化轨道,因此VSEPR模型是三角双锥;P原子的价电子对数为4,其杂化方式为sp3,PPH3中σ键的数目36,1个CO分子中含有1个σ键,Rh周围有5个单键,因此1mol该物质中含有的σ键的数目为(36×4+1+5)mol=114mol,即1mol该物质中含有的σ键的数目为114NA;
【小问3详解】
铑、铱复合催化剂晶体的四方晶胞图可发现八面体对角线在晶胞的棱和面对角线,两个八面体共用一个O,利用均分,每个八面体平均含有3个O,因此阴离子化学式分别为、,晶胞中含有的有2个,含有也有2个,负电荷总数为-10,根据电荷守恒正电荷总数为+10,根据晶胞中Sr和Rb的总个数为8个,化合价分别为+2、+1,因此晶胞中含有2个Sr和6个Rb,则该晶胞的化学式为;
【小问4详解】
吡咯与吡啶均为平面结构,其中N均采取sp2杂化,吡咯()和吡啶()相比,吡咯中氮原子上的孤对电子参与形成了环的大π键,使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其碱性,吡啶中氮原子上的孤对电子不参与形成环的大π键,吡啶的碱性比吡咯强,吡啶在盐酸中的溶解度较大。
17. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:①Bn为;
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)。
回答下列问题:
(1)A的名称_______;C充分加H2后,含有的手性碳原子有_______个。
(2)D的结构简式_______。
(3)写出E→G的化学方程式_______。
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基且无N-H键的共有_______种。
(5)H→I的反应类型为_______。
(6)结合题目信息,以为原料,写出合成路线________________。
【答案】(1) ①. 2,3,4-三羟基苯甲酸甲酯 ②. 2
(2) (3)+
(4)3 (5)取代反应
(6)
【解析】
【分析】根据有机物A的结构和有机物C的结构,有机物A与CH3I反应生成有机物B,根据有机物B的分子式可以得到有机物B的结构,即,有机物B与BnCl反应生成有机物C,有机物C发生还原反应生成有机物D,有机物D与PCC发生氧化反应生成有机物E,根据有机物E的结构和有机物D的分子式可以得到有机物D的结构,即,有机物E与有机物有机物F发生已知条件给的②反应生成有机物G,有机物G发生还原反应生成有机物H,根据有机物H与有机物G的分子式可以得到有机物G的结构,即,同时也可得到有机物F的结构,即,随后有机物H与HCOOCH2CH3反应生成有机物I。由此分析解题。
【小问1详解】
结合A的结构简式可知,A的名称为2,3,4-三羟基苯甲酸甲酯;连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,C充分加H2后,产物为,则共有2个手性碳原子;
【小问2详解】
由分析可知D的结构简式为;
【小问3详解】
E→G的反应先发生醛基的加成反应,后发生消去反应,化学方程式为+;
【小问4详解】
F的分子式为C8H11NO,因红外光谱显示含有酚羟基,说明结构中含有苯环和羟基,除苯环外还有2个碳原子1个氮原子和1个氧原子,由题意同分异构体中不含有N-H键,说明结构中含有结构,固定羟基的位置,有邻、间、对三种情况,故有3种同分异构体;
【小问5详解】
H→I的反应为H原子被醛基代替,其类型为取代反应;
【小问6详解】
先发生消去反应生成,发生E→G的反应生成,发生加成反应生成;具体路线为。
18. 工业上以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量Fe2O3)和辉钼矿(主要成分为MoS2,还含有少量Si、Ni的氧化物)为原料,制备四钼酸铵晶体[(NH4)2Mo4O13·2H2O]和硫酸锰晶体的工艺流程如下。回答下列问题:
已知:pKsp=-lgKsp,常温下,NiS和MnS的pKsp分别为19.4和12.6;1g2=0.3。
(1)为了提高焙烧效率,可以采取的措施有_______(写一条即可);“高温焙烧”时MnO2、MoS2转化为MnMoO4、MnSO4,写出该反应的化学方程式_______。
(2)“酸浸”时,硫酸浓度对Mo、Mn浸出率的影响如图所示。“酸浸”时硫酸的最佳浓度为_______g/L,理由是_______。
(3)黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6,生成黄钠铁矾的离子方程式为_______;“除铁”后的溶液中c(Mn2+)=0.5mol/L,当溶液中可溶组分浓度≤1.0×10-6mol/L时,可认为已除尽,则“除镍”应控制溶液pH的范围是_______(已知pc(S2-)=-1gc(S2-),溶液中pc(S2-)和pH的关系为pc(S2-)=15.1-pH;忽略溶液体积变化)。
(4)“萃取”的原理为2R3N(叔胺)+2H++MoO⇌(R3NH)2MoO4,则“反萃取”中的试剂X最适宜选用_______(填字母);从“母液”中回收的副产品主要是___(填名称)。
a.稀硫酸 b.(NH4)2SO4溶液 c.NaOH溶液 d.氨水
【答案】(1) ①. 将矿石粉碎或增大空气的量或逆流焙烧 ②. 3MnO2+MoS2+3O2=MnMoO4+2MnSO4
(2) ①. 250 ②. 该浓度下Mo、Mn的浸出率高,继续增大H2SO4浓度,浸出率变化不明显,造成H2SO4浪费且后续步骤消耗Na2CO3增加
(3) ①. 3Fe3++Na++2+3+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑ ②. 1.7-2.8
(4) ①. d ②. 硫酸铵
【解析】
【分析】由题给流程可知,软锰矿和辉钼矿在空气中高温焙烧时,二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰,向焙烧渣中加入硫酸酸浸,将氧化铁、氧化镍溶解得到可溶性硫酸盐,二氧化硅与硫酸不反应,过滤得到含有二氧化硅的浸出渣和浸出液;向浸出液中加入叔胺萃取溶液中的钼元素,分液得到水相和有机相;向水相中加入碳酸钠溶液,将铁离子转化为黄钠铁矾,过滤得到黄钠铁矾和滤液;向滤液中加入硫化钠调节溶液pH,将镍离子转化为硫化镍沉淀,过滤得到含有硫化镍的滤渣和含有硫酸锰的滤液;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得四水硫酸锰晶体;向有机相中加入氨水反萃取、分液得到叔胺和四钼酸铵溶液;向溶液中加入硫酸,中和过量的氨水,使四钼酸铵转化为沉淀,过滤得到含有硫酸铵的母液和四钼酸铵晶体。
【小问1详解】
将矿石粉碎、增大空气的量、逆流焙烧等措施能提高焙烧效率;由分析可知,高温焙烧时发生的反应为二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰,反应的化学方程式为3MnO2+MoS2+3O2=MnMoO4+2MnSO4;
【小问2详解】
由图可知,酸浸时,硫酸浓度为250g/L时,钼、锰的浸出率已经较高,继续增大硫酸浓度,浸出率变化不明显,会造成硫酸浪费,且过量的硫酸会使溶液中铁离子转化黄钠铁矾沉淀时,消耗碳酸钠的量增加,所以酸浸的最佳浓度为250g/L;
【小问3详解】
生成黄钠铁矾沉淀的反应为溶液中的铁离子、钠离子、硫酸根离子与碳酸根离子反应生成黄钠铁矾沉淀和二氧化碳,反应的离子方程式为3Fe3++Na++2+3+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑;由硫化锰的溶度积可知,溶液中锰离子浓度为0.5mol/L时,溶液中pc(S2−)=pKsp(MnS)-pc(Mn2+)=12.6-0.3=12.3,则pH=15.1-12.3=2.8,由硫化镍的溶度积可知,溶液中镍离子完全沉淀时,溶液中pc(S2−)=pKsp(NiS)-pc(Ni2+)=19.4-6=13.4,则pH=15.1-13.4=1.7,则溶液中pH的范围为1.7-2.8;
【小问4详解】
由萃取方程式可知,加入氨水能中和溶液中的氢离子,使平衡向逆反应方向移动,有利于四钼酸铵的生成,且不引入新杂质,故选D;由分析可知,母液的主要成分为硫酸铵,则回收的副产品为硫酸铵。
19. 摩尔盐是一种重要的化学试剂,是化学分析中常用的基准物。用废铁屑(含少量杂质FeS)为原料制备摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O]。实验装置如下(加热装置已略):
已知:Ksp(FeS)=6×10-18,Ka1(H2S)=10-7,Ka2(H2S)=7×10-15。反应在通风橱中置于50-60℃热水浴中进行。充分反应后,制得浅绿色悬浊液。
(1)三颈烧瓶中液体试剂添加顺序为_______。(选填序号)
a.先滴加氨水,然后滴加稀硫酸,再水浴加热,反应一段时间后冷却
b.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,再滴加氨水,反应一段时间后冷却
c.先滴加稀硫酸,然后水浴加热,反应一段时间后冷却,再滴加氨水
(2)反应一段时间后,C瓶中现象为_______,反应的离子方程式为_______。
(3)检验制得的(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O中是否含有Fe3+的方法:将硫酸亚铁铵晶体用加热煮沸过的蒸馏水溶解、然后滴加_______(填化学式)。
(4)实验室利用K2Cr2O7溶液测定制得的(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O中的n值。请补充完整实验方案:称取ag样品,加入足量稀硫酸溶解后配成250.00mL溶液。使用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用_______滴定管(填“酸式”或“碱式”)盛装cmol/L的K2Cr2O7标准溶液进行滴定,当_______时结束。平行滴定三次,记录平均消耗的体积为VmL,求得n=_______(用含a、c、V的形式表示)。
(已知:二苯胺磺酸钠指示液在还原性氛围下为无色,氧化性围下为紫红色)
(5)将测定的n值与实际值进行对比,测定值偏大。下列说法正确的是_______。(选填序号)
a.测定值偏大可能由于晶体干燥时失去了部分结晶水
b.测定值偏大可能由于晶体中含有部分(NH4)2SO4杂质
c.测定值偏大可能由于滴入指示剂过量
【答案】(1)c (2) ①. 酸性溶液颜色变浅,底部有淡黄色固体生成 ②.
(3)KSCN (4) ①. 酸式 ②. 最后半滴标准溶液滴入后,锥形瓶内溶液由无色变为浅紫红色,30s内不变色 ③.
(5)b
【解析】
【分析】废铁屑(含少量硫化物),加入过量硫酸溶液,水浴加热,可加快反应速率和受热均匀,硫化物可生成硫化氢气体,可用KMnO4溶液吸收,反应后的溶液加入铁粉,防止硫酸亚铁被氧化,冷却后加入氨水,制得浅绿色悬浊液,即生成硫酸亚铁铵,用KMnO4溶液来测定硫酸亚铁铵的纯度,发生5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,以此解答该题。
【小问1详解】
使摩尔盐中结晶水和铵盐不被破坏和流失,所以使用水浴;先向其中加入过量稀硫酸,置于50~60℃水浴加热充分反应,溶解废铁屑,由于氨易挥发且与酸后应,要后加同时需待冷却至室温后向其中滴加氨水,故选c;
【小问2详解】
尾气中含H2S具有还原性与酸性溶液发生氧化还原反应,酸性溶液颜色变浅,底部有淡黄色固体S生成,发生反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
将硫酸亚铁铵晶体用加热煮沸过的蒸馏水溶解、然后滴加KSCN,如果变红,说明含有Fe3+;
【小问4详解】
滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用酸式滴定管盛装标准溶液,进行滴定,至终点(最后半滴标准溶液滴入后,锥形瓶内溶液由无色变为浅紫红色,30s内不变色),平行测定三次,记录平均消耗标准溶液体积为VmL;
测定的n值:
=
【小问5详解】
根据上面的表达式分析有;
a.晶体干燥时失去了部分结晶水使测定值偏小;
b.晶体中含有部分杂质,测定值偏大;
c.滴入指示剂过量会多消耗,测定值偏小;
答案选b。
20. 和催化重整制合成气(、)有利于实现碳中和,涉及反应如下:
I:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ:
回答下列问题:
(1)已知、的燃烧热分别为,,则=______kJ·mol⁻¹,______0(填“>”“<”或“=”)。
(2)将一定体积和投入密闭容器中,反应Ⅰ在不同条件下达到平衡(反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可忽略)。设体系中甲烷的物质的量分数为,在T=610℃下的、在下的如图甲所示。图中对应等温过程的曲线是______,处于相同化学平衡状态的点是______。
(3)在恒压p=100kPa、初始投料的条件下,、发生上述反应达平衡时气体物质的量随温度的变化如图乙所示。
①曲线表示的物质是______(填化学式),625℃时积碳物质的量为______kmol,反应Ⅲ的压强平衡常数=______。
②下列说法正确是______。
A.平衡后,移除部分积碳,Ⅲ和Ⅳ均向右移
B.保持其他条件不变,升温积碳量逐渐减小
C.温度一定时,增大投料比,有利于减少积碳
D.温度一定时,增大投料比,则将增大
【答案】(1) ①. +41.2 ②. >
(2) ①. ②. AC
(3) ①. ②. 0.8 ③. 0.056 ④. BC
【解析】
【小问1详解】
已知、的燃烧热分别为,,①H2(g)+ O2(g) = H2O(l) H =,②CO(g)+O2(g)= CO2(g) H =,③H2O(l)=H2O(g) H5=+44,由盖斯定律可知①-②+③得到反应Ⅱ,则反应热△H2=(-285.8kJ/mol)-(-283.0kJ/mol)+(+44kJ/mol) =+41.2kJ/mol,由盖斯定律可知,反应Ⅳ-反应Ⅲ得到反应I,△H1=△H4-△H3 > 0。
【小问2详解】
反应|为气体体积增大的反应温度一定时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,甲烷的物质的量分数增大,则等温下,甲烷的物质的量分数,随压强的变化曲线是L1,则L2为等压下甲烷的物质的量分数随温度的变化曲线,根据以上分析AC点处于相同的化学平衡状态。
【小问3详解】
由(1)可知反应I、Ⅱ、Ⅳ都是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,H2和CO的物质的量增大,由C和H元素守恒可知,H2的物质的量比CO大,则a表示的物质是H2,b表示的物质是CO,初始投料,625℃时n(CO2)= n(CO)=n(H2O)=0.5kmol,n(CH4)=0.2kmol,由C元素守恒可知积碳物质的量为2kmol-1kmol-0.2kmol=0.8kmol,由H元素守恒可知n(H2)= =1.1kmol,反应Ⅲ的压强平衡常数==0.056kPa−1;
A.积碳是固体,平衡后,移除部分积碳,不改变平衡状态,A错误;
B.保持其他条件不变,升高温度,反应Ⅲ逆向移动,积碳量逐渐减小,B正确;
C.温度一定时,增大投料比,相当于增大CO2的物质的量,反应Ⅲ逆向移动,积碳量逐渐减小,C正确;
D.温度一定时,增大投料比,相当于增大CO2的物质的量或减少CH4的物质的量,由反应Ⅲ的平衡常数K=和反应Ⅳ的平衡常数K=不变可知,n(H2)将减小,n(CO)将增大,则将减小,D错误;
故答案为:H2;0.8;0.056;BC。
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