阶段检测卷四 化学反应原理-2025年高考化学一轮复习考点通关卷（江苏专用）

专题突破卷四 化学反应原理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的） 1．生产生活中处处有化学，下列有关说法正确的是 A．天然硬水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子 B．使用合适催化剂能改变反应历程，降低反应的焓变 C．明矾中的铝离子可在水中形成胶体，用于水体净化与消毒 D．金属焊接时用NH4Cl溶液除锈，运用了盐类的水解原理 【答案】D 【解析】A．天然硬水呈碱性的原因是其中含有较多的 ，它们水解使溶液呈碱性，故A错误； B．使用合适催化剂能改变反应历程，降低反应活化能，不能降低反应的焓变，故B错误； C．明矾中的铝离子可在水中形成胶体，可用于水体净化，但不能用于消毒，故C错误； D．NH4Cl水解使溶液呈酸性，所以金属焊接时用NH4Cl溶液除锈，故D正确； 选D。 2．工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2]，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物 B．反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能 C．反应Ⅱ在热力学上进行趋势很大 D．2NH3(g)＋CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的ΔH=E2-E1 【答案】C 【解析】A．NH2COONH4是反应Ⅰ的生成物，也是反应Ⅱ的反应物，所以NH2COONH4是中间产物，A正确； B．由可逆反应的两步过程中的能量变化图可知，反应Ⅰ逆反应的活化能较大，反应Ⅱ正反应的活化能较小，即反应Ⅰ逆反应的活化能＞反应Ⅱ正反应的活化能，B正确； C．由图可知，反应Ⅱ的ΔH＞0且ΔS＞0，即反应Ⅱ只有在高温下才能自发进行，所以反应Ⅱ在热力学上进行趋势较小，C错误； D．2NH3(g)＋CO2(g) ⇌CO(NH2)2(l)＋H2O(l)为放热反应，ΔH=生成物的总能量－反应物的总能量<0，即ΔH=E2－E1，D正确； 故选C。 3．下列说法正确的是 A．，则碳的燃烧热等于110.5kJ/mol B．C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ∆H=＋1.9kJ/mol，则金刚石比石墨稳定 C．用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)  △H>-57.3kJ/mol D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)  △H>0，△S>0，则不论在何种条件下都不可能自发进行 【答案】C 【解析】A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定的产物时所放出的热量；碳完全燃烧生成二氧化碳，故碳的燃烧热不等于110.5kJ/mol，故A错误； B．能量越低越稳定，该反应为吸热反应，说明金刚石能量高于石墨，则金刚石不如石墨稳定，故B错误； C．中和反应为放热反应，焓变小于零，醋酸为弱酸电离吸收热量，故用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)  △H>-57.3kJ/mol，故C正确； D．根据△H-T△S<0反应可自发进行，该反应△H>0，△S>0，则该反应在高温下可自发进行，故D错误； 故选C。 4.下列化学用语书写正确的是(　　) A.金属发生电化学腐蚀的正极反应式：M－ne－===Mn＋ B.家用小苏打溶于水后的电离：NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO C.氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体：Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3↓＋H＋ D.用碳酸钠溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙：CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq) 【答案】D 【解析】金属发生电化学腐蚀时金属单质失电子做负极，负极反应式为：M－ne－===Mn＋，A项错误；碳酸氢钠电离产生钠离子和碳酸氢根离子：NaHCO3===Na＋＋HCO，B项错误；氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体，是将饱和氯化铁滴入沸水中，反应为：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，C项错误；用碳酸钠溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙，是利用沉淀之间的转化将硫酸钙转变成碳酸钙，反应为：CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，D项正确。 5．下列生产、生活活动中用到的化学原理解释正确的是 选项 生产、生活活动 化学原理 A 用84消毒液擦拭桌椅 84消毒液中的有强氧化性，具有杀菌作用 B 用“保暖贴”取暖 铁做正极发生吸氧腐蚀，放出热量 C 农业上将草木灰与铵盐混合使肥效降低 草木灰中的水解呈碱性，与发生反应使用会降低肥效 D 用含氟牙膏预防龋齿 氟有强氧化性，可抑制细菌的生成 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．用84消毒液擦拭桌椅，是由于84消毒液中的有强氧化性，具有杀菌作用，A错误； B．“保暖贴”内含铁粉、碳、氯化钠，发生吸氧腐蚀时铁粉作负极，碳作正极，B错误； C．草木灰有效成分是碳酸钾，水解呈碱性，与铵盐混合时、会发生双水解反应，导致生成的氨气逸出，肥效降低，C正确； D．含氟牙膏预防龋齿是将牙釉质中的羟基磷酸钙转化为更坚硬的氟磷酸钙，与氟有强氧化性无关，D错误； 故选C。 6．工业上用催化还原可以消除氮氧化物的污染，反应原理为：  。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．其他条件不变时，去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大或催化剂活性增强 C．其他条件不变时，恒压条件下通入一定量的惰性气体可以提高去除率 D．实际应用中，采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，可以使正反应速率增大，去除率增大 【答案】C 【解析】A．上述反应水为气体参与反应，固体和纯液体不写入表达式，所以平衡常数，故A错误； B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B错误； C．该反应为气体分子数增多的反应，维持恒压条件下，其他条件不变时，通入一定量的惰性气体，则会导致反应体系的体积增大，等同于是减压，因此平衡会正向移动，去除率增大，故C正确； D．采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，反应体系中水蒸气浓度减小，平衡正向移动，NO2去除率增大，由于反应物浓度继续减小，因此正反应速率减小，故D错误； 故选C。 7．下列实验无法达到实验目的的是 A．测定一定时间内生成H2的反应速率 B．在铁制钥匙上镀铜 C．探究X与Y反应的热效应 D．探究温度对平衡的影响，甲中加入生石灰；乙中加入NH4NO3晶体 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．根据单位时间内注射器中收集氢气的体积测生成H2的反应速率，故不选A； B．在铁制钥匙上镀铜，铁制钥匙应该与电源负极相连，故选B； C．X与Y若是放热反应，则U形管左侧液面降低；X与Y若是吸热反应，则U形管左侧液面升高，故不选C； D．生石灰溶于水放热，NH4NO3晶体溶于水吸热。甲中加入生石灰；乙中加入NH4NO3晶体，根据烧瓶内气体颜色深浅探究温度对平衡的影响，故不选D； 选B。 8．双极膜电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。已知：在直流电作用下，双极膜能够将水离解为氢离子和氢氧根离子，这两类离子分别向相反方向迁移。下列说法错误的是 A．多孔Pd纳米片电极的电势比Zn电极的电势高 B．Zn电极每减少65g，理论上双极膜产生1mol和1mol C．图中的a、b分别表示的离子是、 D．Zn电极反应式为 【答案】B 【解析】由图可知，锌发生氧化反应为负极，电极反应为，则多孔Pd纳米片为正极，电极反应为。 A．由分析可知，多孔Pd纳米片为正极，Zn为负极，则多孔Pd纳米片电极的电势比Zn电极的电势高，故A正确； B．Zn电极每减少65g，转移电子数为2mol，由两极的反应式可知，双极膜中需离解水的物质的量为2mol，产生2mol氢离子、2mol氢氧根离子，故B错误； C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为，a为，故C正确； D．锌发生氧化反应为负极，电极反应为，故D正确； 故选B。 9．苯甲酸是一种弱酸，用于制备防腐剂苯甲酸钠，下列说法错误的是 A．升高温度，苯甲酸钠的水解平衡常数增大 B．加少量水稀释苯甲酸钠溶液，溶液的减小 C．常温下，的苯甲酸溶液中，水电离的为1.0×10-4mol/L D．用溶液滴定苯甲酸溶液测浓度时，用酚酞作指示剂 【答案】C 【解析】A．苯甲酸钠的水解平衡是吸热的，升高温度，苯甲酸钠的水解平衡常数增大，A正确； B．苯甲酸是一种弱酸，苯甲酸钠属于强碱弱酸盐，苯甲酸钠溶液由于PhCOO-的水解而呈碱性：PhCOO-+H2OPhCOOH+OH-，稀释苯甲酸钠溶液，促进PhCOO-的水解，溶液中c(OH-)，溶液的pH减小，B正确； C．苯甲酸溶液中苯甲酸电离的H+抑制水的电离，常温下，1LpH=4.00的苯甲酸溶液中水电离的c(H+)=1×10-10mol/L，C错误； D．NaOH与苯甲酸恰好完全反应生成的苯甲酸钠溶液呈碱性，用NaOH溶液滴定苯甲酸溶液测浓度时应选择碱性范围内发生颜色变化的指示剂，不能选用甲基橙作指示剂，可选用酚酞作指示剂，D正确； 故选C。 10．科学探究是化学学科核心素养之一，下列实验操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向溶液中通入少量 有透明凝胶生成 非金属性：N>Si B 向两支盛有5mL 0.1的溶液的试管中，一支加入2滴0.05的溶液，另一支加入2滴0.01 溶液 前者产生气泡较快 催化能力： C 取5mL 0.1 KI溶液于试管中，加入10mL 0.1 溶液，充分反应后萃取分液，向水层加KSCN溶液 水层溶液变红 KI与的反应是可逆反应 D 向足量NaOH溶液中先加入少量溶液，充分反应后加入溶液 先产生白色沉淀，后产生蓝色沉淀 ： A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应生成的硝酸与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀能说明硝酸的酸性强于硅酸，从而证明氮元素的非金属性强于硅元素，故A正确； B．硫酸铁溶液和氯化铜溶液中的阴离子和阳离子均不相同，由探究实验的变量唯一化原则可知，向体积相等浓度相等的过氧化氢溶液中分别滴入2滴0.05mol/L硫酸铁溶液和0.01mol/L氯化铜溶液，前者产生气泡较快不能说明铁离子的催化能力强于铜离子，故B错误； C．反应原理：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，反应后FeCl3有剩余，取少量反应后溶液于试管中，再滴入几滴KSCN溶液，溶液变红，不能证明KI与的反应是可逆反应，故C错误； D．NaOH溶液足量，滴入少量溶液和溶液，都会产生沉淀，不能比较氢氧化镁和氢氧化铜的Ksp，故D错误； 故选A。 11．室温下在某甲酸(HCOOH)溶液中，溶液中HCOOH和HCOO-的分布分数随pH的变化如图所示。 下列说法错误的是 A．室温下该甲酸溶液中甲酸的电离常数为Ka，则-lgKa≈4.7 B．在0.1 mol/L的HCOONa溶液中，HCOO-的水解平衡常数为Kh，则 C．向pH=1的HCOOH溶液中逐滴加入NaOH溶液至pH=7，水的电离程度逐渐增大 D．室温下将pH=1的HCOOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后pH＜7 【答案】B 【解析】A．室温下该甲酸溶液中甲酸的电离常数为Ka，根据电离平衡常数的含义可知Ka=，当c(HCOOH)=c(HCOO-)时，Ka=c(H+)。根据图像可知当c(HCOOH)=c(HCOO-)，溶液pH=10-4.7，所以Ka=c(H+)=10-4.7，-lgKa≈4.7，A正确； B．在0.1 mol/L的HCOONa溶液中，HCOO-的水解平衡常数为Kh，则Kh=，B错误； C．HCOOH是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡，c(HCOOH)＞c(H+)=0.1 mol/L；向该酸中不断加入NaOH溶液，酸电离产生的H+不断被中和，c(H+)逐渐减小，其对水电离平衡的抑制作用逐渐减弱，水电离程度逐渐增大。当加入NaOH溶液至二者恰好被中和生成HCOONa时，水电离程度最大。后来NaOH溶液过量，碱电离产生的OH-又对水电离平衡起抑制作用，导致水电离程度减小。在滴加NaOH溶液至pH=7时，HCOOH还未达到被完全中和程度，可见水的电离程度逐渐增大，C正确； D．HCOOH是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡，c(HCOOH)＞c(H+)=0.1 mol/L；NaOH是一元强碱，pH=13的NaOH溶液，c(NaOH)=c(OH-)=0.1 mol/L。向其中滴加NaOH溶液等体积混合后，酸电离产生的H+与碱电离产生的OH-恰好完全中和，过量的HCOOH分子进一步电离产生H+，使溶液显酸性，因此反应后溶液的pH＜7，D正确； 故合理选项是B。 12．从炼钢粉尘(主要含ZnO、ZnFe2O4)中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+，并有少量铁元素浸出。已知：，。下列说法正确的是 A．的溶液中： B．溶液中： C．“沉锌”过程中，溶液的减小 D．“沉锌”后的溶液中： 【答案】B 【解析】“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+，发生反应ZnO+2 NH3·H2O +2=[Zn(NH3)4]2++3H2O，根据题中信息可知，ZnFe2O4溶解除铁后转化为Fe(OH)3；“沉锌”过程发生反应为：[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3·H2O，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液，据此分析解题。 A．的溶液中：，A错误； B．溶液中根据电荷守恒可知：c(H+)+c()=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)，根据物料守恒可知： c()+c(NH3·H2O)= 2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),结合上述两个等式可得：，B正确； C．由分析可知，“沉锌”过程发生反应为：[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS+4NH3·H2O，故“沉锌”过程中，溶液的pH增大，C错误； D．“沉锌”后的溶液中达到ZnS的溶解平衡，则有，D错误； 故答案为：B。 13．室温下，用含有少量的溶液(模拟盐湖水)制备的过程如下所示。 已知：。 下列说法正确的是 A．溶液中： B．除镁得到的上层清液中： C．碳酸钠溶液中： D．沉锂后的溶液中： 【答案】A 【解析】溶液中（含有少量）加入氨水除镁，发生反应：，最后加入溶液，发生反应：，并且，沉锂后的溶液中含有硫酸铵和碳酸钠。 A．氨水中存在电离平衡：，设氨水电离的浓度为，列三段式开展计算：，因为电离很微弱，故0.1-x≈0.1，，所以，，则pH≈11，故A正确； B．除镁得到的上层清液是饱和溶液，所以，故B错误； C．碳酸钠溶液中，根据和的关系存在的物料守恒关系，，故C错误； D．沉锂后的溶液中含有沉锂后的溶液中含有硫酸铵和碳酸钠，存在的电荷守恒为：，故D错误； 故答案选A。 14．以、为原料合成涉及的主要反应如下： ① ② 的平衡转化率、的选择性()随温度、压强变化如图所示。下列分析不正确的是 已知： A． B．温度介于时，体系主要发生反应② C．由信息可知，反应①为高温下自发进行的反应 D．初始、，平衡后、，若只发生反应①和②，则的转化率为 【答案】C 【解析】A．反应①气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的选择性增大，由图可知，相同温度下，P1压强下CH3OH的选择性大于P2压强下CH3OH的选择性，则p1＞p2；相同压强下，升高温度，CH3OH的选择性减小，但CO2的平衡转化率先减小后增大，说明反应①平衡逆向移动，反应②平衡正向移动，则ΔH1＜0，ΔH2＞0，故A正确； B．温度介于时，CH3OH的选择性接近为0，意味着转化为CH3OH的CO2为0，说明体系发生的反应主要是②，故B正确； C．温度高于300℃时，二氧化碳的转化率增大，而甲醇的选择性降低，说明升高温度反应①逆向移动，反应②正向移动，则，而反应①的正向气体减少，∆S1＜0，低温时才有∆G=∆H1-T∆S1＜0，因此反应①理论上低温自发，故C错误； D．平衡后，根据CO2的平衡转化率为30%，得出两个反应共消耗0.3molCO2，又因为，可知0.3molCO2中有80%发生反应①转化为CH3OH，而0.3molCO2中有20%发生反应②转化为CO，根据三段式可得： 两个反应中氢气的转化总量为0.78mol，所以氢气的转化率=，故D正确； 故答案选C。 15．铬基催化剂下丙烷生产丙烯相关主要反应有：          在时，容器压强恒为P，将甲()和乙()两组气体分别按相同流速通过铬基催化剂固定床反应器，测得C3H8的转化率和C3H6选择性随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲组气体中C3H8转化率在内逐渐降低的原因是反应达平衡后开始逆移 B．内乙组C3H8转化率高于甲组，可能原因是乙组中CO2可消除催化剂上积碳使催化剂活性增强 C．升高温度，一定能提高的C3H6选择性 D．在高温条件下，若甲、乙两组气体分别在相同的恒压密闭容器中反应达平衡时，C3H8的转化率相同 【答案】B 【解析】A．甲组气体中，发生反应，生成的炭附着在催化剂表面，使催化剂的活性降低，并非平衡逆移，所以C3H8转化率在1~3h内逐渐降低，A不正确； B．在混合气中，N2对反应不产生影响，乙组中含有能与积炭反应的CO2，所以2~4h内乙组C3H8转化率高于甲组，可能原因是乙组中CO2可消除催化剂上积碳使催化剂活性增强，B正确； C．C3H8分解的三个反应都是吸热反应，升高温度，平衡都可能正向移动，不一定提高C3H6的选择性，C不正确； D．在高温条件下，若甲、乙两组气体分别在相同的恒压密闭容器中反应达平衡时，由于乙组中积炭与二氧化碳发生反应，促进了生成碳反应的进行，且催化剂的活性不同，所以反应进行的程度不同，C3H8的转化率不相同，D不正确； 故选B。 二、非选择题（本题包括4小题，共55分） 16．（12分）氧化还原滴定和沉淀滴定是化学学科中重要的定量实验，在科研和工业生产中有很重要的应用。 Ⅰ.氧化还原滴定 三氯化铬()在工业上主要用作媒染剂和催化剂，某化学兴趣小组制备了氯化铬晶体()并测定其纯度，实验步骤如下： ⅰ.称取样品0.7000g，加水溶解并配成250.00mL的溶液。 ⅱ.移取25.00mL样品溶液于带塞的锥形瓶中，加入少量KOH溶液，再加入过量的溶液，使转化为；加热煮沸一段时间，加入过量的硫酸酸化，将转化为。 ⅲ。用新配制的0.0200的标准溶液滴定步骤ⅱ所得溶液至终点。重复滴定4次(已知被还原为)。 (1)步骤ⅱ中“加热煮沸一段时间”的目的是 。 (2)实验数据如下表。 序号 1 2 3 4 标准溶液体积/mL 30.10 29.10 29.90 30.00 其中一次滴定所用标准溶液体积有明显偏差，其可能的原因是___________(填字母)。 A．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失 B．盛装标准液的滴定管水洗后未用标准液润洗 C．锥形瓶水洗后未干燥 D．滴定开始时，仰视读数 (3)计算(M=266.5)的纯度为 (精确至0.1%)。 Ⅱ.沉淀滴定 2023年12月全国多地出现特大暴雪，各市政部门使用道路融冰剂快速消除了道路积雪。氯化钙是道路融冰剂的主要成分，某实验小组欲测定市售融冰剂中氯化钙的纯度，取适量氯化钙样品配成待测液，用作指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，测定出的浓度进而求出纯度。已知：，，为砖红色沉淀。 (4)使用碱式滴定管量取待测液。排出碱式滴定管中气泡的方法为 (填字母)，然后小心操作使尖嘴部分充满待测液。 (5)下图为某次滴定终点读数情况，读数应为 mL。 (6)滴定时注意观察锥形瓶内沉淀颜色的变化，根据所选指示剂判断滴定达到终点的现象是 。 【答案】(1)除去过量的 （2分） (2)D （2分） (3)76.1% （2分） (4)b （2分） (5)26.10 （2分） (6)当滴入最后半滴标准溶液时刚好产生砖红色沉淀且30s内不变色 （2分） 【解析】（1）具有强氧化性，能氧化造成实验误差，并且不稳定，受热易发生分解，则实验过程中应将过量的除去，步骤ⅱ中“加热煮沸一段时间”的目的是除去过量的； （2）A.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，读取标准溶液体积增大， A错误； B.盛装标准液的滴定管水洗后未用标准液润洗，导致消耗标准溶液的体积偏大， B错误； C.锥形瓶水洗后未干燥不影响实验结果， C错误； D.滴定开始时，仰视读数，导致读取标准溶液的体积偏小，D正确； 故选D。 （3）过程分析可知，滴定实验发生的氧化还原反应中电子守恒得到，，图中数据舍弃误差加大的第2组，计算得到平均消耗标准溶液体积，结合定量关系和铬元素守恒计算，样品中含物质的量为，计算的纯度为； （4）排出碱式滴定管中气泡的方法:把橡皮管向上弯曲，出口上斜，挤捏玻璃珠，使溶液从尖嘴快速喷出，气泡即可随之排掉，图中b比较合适； 故选b； （5）图2所示为某次滴定终点读数情况，读数应为 26.10mL （6）滴定时注意观察锥形瓶内沉淀颜色的变化，根据所选指示剂判断滴定达到终点的现象是:当滴入最后半滴AgNO₃溶液时刚好产生砖红色沉淀且半分钟内部变化，当滴入最后半滴溶液时刚好产生砖红色沉淀且半分钟内不变化。 17．（14分）资源利用和环境保护是人类社会可持续发展的基础。 (1)选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广泛的降低内燃机排放技术，原理如图所示： ①尿素SCR技术(路径a)。 已知在中发生尿素的热解与水解： 尿素受热分解：(异氰酸)； 异氩酸水解：。 在发动机低负荷或低速空载时，柴油机排气的温度只有150℃或者更低，可造成的问题是 。 ②固态铵SCR(路径b)技术在机外加热铵盐产生氨气。在S中发生的反应为，每生成时，反应转移的电子数为 。 ③固态铵SCR技术相对于尿素SCR技术的优点是 。 (2)在贵金属催化剂表面进行CO还原NO也是去除氮氧化物的方法之一，反应机理如图所示。 ①生成的总反应为 。 ②图中虚线框内还原转化为反应机理可描述为 。 (3)为减少排放，促进碳中和，在化工生产中，常用溶液捕捉烟气中的，过程如图所示。 ①“热解”的化学反应方程式为 。 ②捕捉时常使用溶液吸收，而不使用更廉价的或溶液，试从资源综合利用与物质性质及转化的角度分析原因 。 【答案】(1) 发动机低温排气时，尿素无法分解，转化效率低；同时未分解的尿素水溶液随尾气排放到大气中造成二次污染 （2分） 3mol （2分） 通过电加热器直接加热铵盐产生氨气，不受发动机排气温度限制 （2分） (2) （2分） NO被吸附在贵金属的表面，同时发生键的解离，断裂为氮原子和氧原子，被贵金属吸附过来的结合氧原子转化为 （2分） (3) （2分） 吸收后转化为，加热又能释放出，可作为副产品回收，可循环利用，而吸收后不易再生(再生成本高)；同温同压下，饱和溶解度大于，浓度更大，吸收效率更高且更彻底 （2分） 【解析】（1）①尿素200℃分解，发动机低温排气时，尿素无法分解，转化效率低；同时未分解的尿素水溶液随尾气排放到大气中造成二次污染； ②由反应的化合价变化可知，还原剂只有NH3，当生成4molN2时转移4×3mol=12mol电子，则每生成1mol时，反应转移的电子数为3mol； ③固态铵SCR技术相对于尿素SCR技术而言，通过电加热器直接加热铵盐产生氨气，不受发动机排气温度限制。 （2）①由反应原理图可以看出，NO和CO是反应物，N2和CO2是生成物，其总反应为； ②由反应机理示意图可以看出，图中框线内NO被吸附在贵金属的表面，同时发生键的解离，断裂为氮原子和氧原子，被贵金属吸附过来的结合氧原子转化为； （3）①“吸收”时，二氧化碳与碳酸钾反应产生碳酸氢钾，而“热解”后产生碳酸钾和二氧化碳，也可知热解的物质是，化学反应方程式为：； ②捕捉时常使用溶液吸收，而不使用更廉价的或溶液，原因：吸收后转化为，加热又能释放出，可作为副产品回收，可循环利用，而吸收后不易再生(再生成本高)；同温同压下，饱和溶解度大于，浓度更大，吸收效率更高且更彻底。 18．（14分）水钴矿主要成分为CoOOH，同时含有少量Fe、Al、Mn、Mg、Ca、Ni的氧化物及其他杂质。用水钴矿制取Co的工艺流程如图所示： 已知：加萃取剂目的是除锰和除镍，部分阳离子形成氢氧化物沉淀时，溶液pH见下表： 沉淀物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)2 Mn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀时的pH 7.0 2.7 7.6 7.7 4.0 沉淀完全时的pH 9.6 3.7 9.2 9.8 5.2 请回答下列问题： (1)基态Mn原子的价层电子排布式为 。 (2)“还原酸浸”中主要发生的氧化还原反应的化学方程式是 。浸出液中加入NaClO溶液的目的： 。 (3)浸出过程中加入Na2CO3调pH的范围是 。 (4)如图所示，萃取剂可以把滤液Ⅱ中部分阳离子选择性分离。萃取剂合适的pH为______(填对应字母)。 A．2~3 B．3~4 C．6~7 D．7~8 (5)Co能与强酸反应产生H2，工业上采用惰性电极电解CoCl2溶液制取钴，不能用CoSO4溶液代替CoCl2溶液的理由是 。 (6)一定温度下，向滤液Ⅰ中NaF溶液，若所得滤液Ⅱ中，则滤液Ⅱ中c(Ca2+)为 (保留2位有效数字)[已知该温度下，]。 【答案】(1)3d54s2 （2分） (2) （2分） 将Fe2＋氧化为Fe3＋便于后续调节pH除铁， （2分） (3)5.2~7.6(或5.2≤pH<7.6或5.2<pH<7.6) （2分） (4)B （2分） (5)若用CoSO4代替CoCl2，OH-在阳极放电，溶液酸性增强，H＋与Co反应，导致Co产率降低 （2分） (6)4.8×10-6mol/L （2分） 【解析】由题给流程可知，向水钴矿中加入硫代硫酸钠溶液和稀硫酸，经还原酸浸、过滤得到含有可溶性硫酸盐的浸出液；向浸出液中加入次氯酸钠溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中加入碳酸钠溶液调节pH在5.2-7.6的范围内，将铁离子和铝离子转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣I和除去铁离子、铝离子的滤液I；向滤液I中加入氟化钠溶液，将溶液中钙离子、镁离子转化为氟化钙沉淀、氟化镁沉淀，过滤得到氟化钙沉淀、氟化镁沉淀和除去钙离子、镁离子的滤液II；向滤液II中加入有机萃取剂，分液得到除去镍离子、锰离子的萃后余液；向萃后余液中加入草酸铵溶液，将溶液中钴离子转化为二水草酸钴沉淀，过滤得到滤液III和二水草酸钴沉淀；向二水草酸钴沉淀中加入盐酸，将沉淀溶解得到氯化钴溶液；电解氯化钴溶液制得金属钴。 【详解】（1）Mn为25号元素，钴基态Mn原子的价层电子排布式为3d54s2。 （2）由分析可知，“还原酸浸”中主要发生的氧化还原反应为酸性条件下，CoOOH与硫代硫酸钠溶液反应生成硫酸钠、硫酸钴和水，反应中硫元素化合价由+2变为+6、钴元素化合价由+3变为+2，结合电子守恒可知，化学方程式为。次氯酸钠具有强氧化性，浸出液中加入NaClO溶液的目的将Fe2＋氧化为Fe3＋便于后续调节pH除铁，。 （3）由表格数据结合分析可知，浸出过程中加入碳酸钠溶液调节pH在5.2-7.6的范围内，将铁离子和铝离子转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀，除去杂质离子而钴离子、锰离子不沉淀。 （4）由图可知，萃取剂pH在3~4范围内镍离子、锰离子的萃取率很大，而钴离子的萃取率较小，则萃取剂合适的pH在3~4范围内，故选B。 （5）若用硫酸钴代替氯化钴，则阳极上水放电生成氧气和氢离子，使得硫酸钴溶液电解生成硫酸、钴和氧气，反应生成的硫酸能与钴反应，导致钴的产率降低，故理由是若用CoSO4代替CoCl2，OH-在阳极放电，溶液酸性增强，H＋与Co反应，导致Co产率降低。 （6），，则c(Ca2+)=4.8×10-6mol/L。 19．（15分）钴及其化合物用途广泛。如：做锂电池的正极材料；草酸钴可用于催化剂制备。 ．利用制备锂电池的正极材料，以某锂云母矿石(主要成分为，还有、、、等杂质)制备。 已知：①有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度)。 沉淀 恰好完全沉淀时pH 5.2 8.8 3.2 9.4 9.8 11.1 ②部分物质的溶解度曲线见图1。 利用锂云母矿石制备步骤如下： (1)酸浸。向锂云母矿石中加入30%硫酸，加热至90℃，实验室模拟装置如图2所示。烧杯中试剂的作用是 。 (2)调pH。向酸浸后的溶液中加入溶液，调节pH约为6，过滤。再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调，过滤，此时的滤渣主要成分为 。分两次调节pH的主要原因是 。 (3)沉锂。将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得固体。浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入 杂质(填化学式)。 (4)和混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料，写出反应方程式 。 ．将热分解制备催化剂。 (5)为确定由获得的最佳煅烧温度，准确称取的样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385℃以上残留固体均为金属氧化物)。则煅烧的最佳温度 (写出计算过程)。 【答案】(1)吸收HF，防止污染空气 （2分） (2) 、 （2分） 防止铝元素转化为，无法去除 （2分） (3) （2分） (4) （2分） (5)，根据Co原子守恒：，则，则最佳温度为385℃ （3分） 【解析】以某锂云母矿石(主要成分为，还有、、、等杂质)制备：首先用稀硫酸酸浸，Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等反应生成相应金属阳离子，向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，过滤，得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，过滤，此时的滤渣主要成分为Mg(OH)2、Mn(OH)2，将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体； （1）向锂云母矿石(主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质)中加入30%硫酸，加热至90℃，反应会生成HF，HF会污染空气，因此烧杯中试剂的作用是吸收HF，防止污染空气； （2）根据恰好完全沉淀时pH，向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，过滤，得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，过滤，此时的滤渣主要成分为Mg(OH)2、Mn(OH)2，氢氧化铝中继续加入氢氧化钠溶液，会使氢氧化铝沉淀溶解，因此分两次调节pH的主要原因是防止铝元素转化为，无法去除； （3）将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体，根据图知，随温度的升高，硫酸钠的溶解度减小，所以浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入Na2SO4杂质； （4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，根据氧化还原反应原理分析Li2CO3、Co3O4和O2在高温下反应生成LiCoO2和CO2，其反应方程式为； （5）4.575g的CoC2O4•2H2O样品，其物质的量为，其中水的质量为0.025mol×18g•mol−1×2=0.9g，m(CoC2O4)=4.575g−0.9g=3.675g，则A点为CoC2O4，Co的质量为0.025mol×59g•mol−1=1.475g，根据385℃以上残留固体均为金属氧化物，则B点中氧的质量m(O)=2.008g−1.475g=0.533，则n(O)=0.033mol，则n(Co)∶n(O)=3∶4，则B为Co3O4，而煅烧的目的就是要得到Co3O4，所以最佳温度为385℃。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题突破卷四 化学反应原理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的） 1．生产生活中处处有化学，下列有关说法正确的是 A．天然硬水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子 B．使用合适催化剂能改变反应历程，降低反应的焓变 C．明矾中的铝离子可在水中形成胶体，用于水体净化与消毒 D．金属焊接时用NH4Cl溶液除锈，运用了盐类的水解原理 2．工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2]，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物 B．反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能 C．反应Ⅱ在热力学上进行趋势很大 D．2NH3(g)＋CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的ΔH=E2-E1 3．下列说法正确的是 A．，则碳的燃烧热等于110.5kJ/mol B．C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ∆H=＋1.9kJ/mol，则金刚石比石墨稳定 C．用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)  △H>-57.3kJ/mol D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)  △H>0，△S>0，则不论在何种条件下都不可能自发进行 4.下列化学用语书写正确的是(　　) A.金属发生电化学腐蚀的正极反应式：M－ne－===Mn＋ B.家用小苏打溶于水后的电离：NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO C.氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体：Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3↓＋H＋ D.用碳酸钠溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙：CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq) 5．下列生产、生活活动中用到的化学原理解释正确的是 选项 生产、生活活动 化学原理 A 用84消毒液擦拭桌椅 84消毒液中的有强氧化性，具有杀菌作用 B 用“保暖贴”取暖 铁做正极发生吸氧腐蚀，放出热量 C 农业上将草木灰与铵盐混合使肥效降低 草木灰中的水解呈碱性，与发生反应使用会降低肥效 D 用含氟牙膏预防龋齿 氟有强氧化性，可抑制细菌的生成 A．A B．B C．C D．D 6．工业上用催化还原可以消除氮氧化物的污染，反应原理为：  。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．其他条件不变时，去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大或催化剂活性增强 C．其他条件不变时，恒压条件下通入一定量的惰性气体可以提高去除率 D．实际应用中，采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，可以使正反应速率增大，去除率增大 7．下列实验无法达到实验目的的是 A．测定一定时间内生成H2的反应速率 B．在铁制钥匙上镀铜 C．探究X与Y反应的热效应 D．探究温度对平衡的影响，甲中加入生石灰；乙中加入NH4NO3晶体 A．A B．B C．C D．D 8．双极膜电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。已知：在直流电作用下，双极膜能够将水离解为氢离子和氢氧根离子，这两类离子分别向相反方向迁移。下列说法错误的是 A．多孔Pd纳米片电极的电势比Zn电极的电势高 B．Zn电极每减少65g，理论上双极膜产生1mol和1mol C．图中的a、b分别表示的离子是、 D．Zn电极反应式为 9．苯甲酸是一种弱酸，用于制备防腐剂苯甲酸钠，下列说法错误的是 A．升高温度，苯甲酸钠的水解平衡常数增大 B．加少量水稀释苯甲酸钠溶液，溶液的减小 C．常温下，的苯甲酸溶液中，水电离的为1.0×10-4mol/L D．用溶液滴定苯甲酸溶液测浓度时，用酚酞作指示剂 10．科学探究是化学学科核心素养之一，下列实验操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向溶液中通入少量 有透明凝胶生成 非金属性：N>Si B 向两支盛有5mL 0.1的溶液的试管中，一支加入2滴0.05的溶液，另一支加入2滴0.01 溶液 前者产生气泡较快 催化能力： C 取5mL 0.1 KI溶液于试管中，加入10mL 0.1 溶液，充分反应后萃取分液，向水层加KSCN溶液 水层溶液变红 KI与的反应是可逆反应 D 向足量NaOH溶液中先加入少量溶液，充分反应后加入溶液 先产生白色沉淀，后产生蓝色沉淀 ： A．A B．B C．C D．D 11．室温下在某甲酸(HCOOH)溶液中，溶液中HCOOH和HCOO-的分布分数随pH的变化如图所示。 下列说法错误的是 A．室温下该甲酸溶液中甲酸的电离常数为Ka，则-lgKa≈4.7 B．在0.1 mol/L的HCOONa溶液中，HCOO-的水解平衡常数为Kh，则 C．向pH=1的HCOOH溶液中逐滴加入NaOH溶液至pH=7，水的电离程度逐渐增大 D．室温下将pH=1的HCOOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后pH＜7 12．从炼钢粉尘(主要含ZnO、ZnFe2O4)中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+，并有少量铁元素浸出。已知：，。下列说法正确的是 A．的溶液中： B．溶液中： C．“沉锌”过程中，溶液的减小 D．“沉锌”后的溶液中： 13．室温下，用含有少量的溶液(模拟盐湖水)制备的过程如下所示。 已知：。 下列说法正确的是 A．溶液中： B．除镁得到的上层清液中： C．碳酸钠溶液中： D．沉锂后的溶液中： 14．以、为原料合成涉及的主要反应如下： ① ② 的平衡转化率、的选择性()随温度、压强变化如图所示。下列分析不正确的是 已知： A． B．温度介于时，体系主要发生反应② C．由信息可知，反应①为高温下自发进行的反应 D．初始、，平衡后、，若只发生反应①和②，则的转化率为 15．铬基催化剂下丙烷生产丙烯相关主要反应有：          在时，容器压强恒为P，将甲()和乙()两组气体分别按相同流速通过铬基催化剂固定床反应器，测得C3H8的转化率和C3H6选择性随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲组气体中C3H8转化率在内逐渐降低的原因是反应达平衡后开始逆移 B．内乙组C3H8转化率高于甲组，可能原因是乙组中CO2可消除催化剂上积碳使催化剂活性增强 C．升高温度，一定能提高的C3H6选择性 D．在高温条件下，若甲、乙两组气体分别在相同的恒压密闭容器中反应达平衡时，C3H8的转化率相同 二、非选择题（本题包括4小题，共55分） 16．（12分）氧化还原滴定和沉淀滴定是化学学科中重要的定量实验，在科研和工业生产中有很重要的应用。 Ⅰ.氧化还原滴定 三氯化铬()在工业上主要用作媒染剂和催化剂，某化学兴趣小组制备了氯化铬晶体()并测定其纯度，实验步骤如下： ⅰ.称取样品0.7000g，加水溶解并配成250.00mL的溶液。 ⅱ.移取25.00mL样品溶液于带塞的锥形瓶中，加入少量KOH溶液，再加入过量的溶液，使转化为；加热煮沸一段时间，加入过量的硫酸酸化，将转化为。 ⅲ。用新配制的0.0200的标准溶液滴定步骤ⅱ所得溶液至终点。重复滴定4次(已知被还原为)。 (1)步骤ⅱ中“加热煮沸一段时间”的目的是 。 (2)实验数据如下表。 序号 1 2 3 4 标准溶液体积/mL 30.10 29.10 29.90 30.00 其中一次滴定所用标准溶液体积有明显偏差，其可能的原因是___________(填字母)。 A．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失 B．盛装标准液的滴定管水洗后未用标准液润洗 C．锥形瓶水洗后未干燥 D．滴定开始时，仰视读数 (3)计算(M=266.5)的纯度为 (精确至0.1%)。 Ⅱ.沉淀滴定 2023年12月全国多地出现特大暴雪，各市政部门使用道路融冰剂快速消除了道路积雪。氯化钙是道路融冰剂的主要成分，某实验小组欲测定市售融冰剂中氯化钙的纯度，取适量氯化钙样品配成待测液，用作指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，测定出的浓度进而求出纯度。已知：，，为砖红色沉淀。 (4)使用碱式滴定管量取待测液。排出碱式滴定管中气泡的方法为 (填字母)，然后小心操作使尖嘴部分充满待测液。 (5)下图为某次滴定终点读数情况，读数应为 mL。 (6)滴定时注意观察锥形瓶内沉淀颜色的变化，根据所选指示剂判断滴定达到终点的现象是 。 17．（14分）资源利用和环境保护是人类社会可持续发展的基础。 (1)选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广泛的降低内燃机排放技术，原理如图所示： ①尿素SCR技术(路径a)。 已知在中发生尿素的热解与水解： 尿素受热分解：(异氰酸)； 异氩酸水解：。 在发动机低负荷或低速空载时，柴油机排气的温度只有150℃或者更低，可造成的问题是 。 ②固态铵SCR(路径b)技术在机外加热铵盐产生氨气。在S中发生的反应为，每生成时，反应转移的电子数为 。 ③固态铵SCR技术相对于尿素SCR技术的优点是 。 (2)在贵金属催化剂表面进行CO还原NO也是去除氮氧化物的方法之一，反应机理如图所示。 ①生成的总反应为 。 ②图中虚线框内还原转化为反应机理可描述为 。 (3)为减少排放，促进碳中和，在化工生产中，常用溶液捕捉烟气中的，过程如图所示。 ①“热解”的化学反应方程式为 。 ②捕捉时常使用溶液吸收，而不使用更廉价的或溶液，试从资源综合利用与物质性质及转化的角度分析原因 。 18．（14分）水钴矿主要成分为CoOOH，同时含有少量Fe、Al、Mn、Mg、Ca、Ni的氧化物及其他杂质。用水钴矿制取Co的工艺流程如图所示： 已知：加萃取剂目的是除锰和除镍，部分阳离子形成氢氧化物沉淀时，溶液pH见下表： 沉淀物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)2 Mn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀时的pH 7.0 2.7 7.6 7.7 4.0 沉淀完全时的pH 9.6 3.7 9.2 9.8 5.2 请回答下列问题： (1)基态Mn原子的价层电子排布式为 。 (2)“还原酸浸”中主要发生的氧化还原反应的化学方程式是 。浸出液中加入NaClO溶液的目的： 。 (3)浸出过程中加入Na2CO3调pH的范围是 。 (4)如图所示，萃取剂可以把滤液Ⅱ中部分阳离子选择性分离。萃取剂合适的pH为______(填对应字母)。 A．2~3 B．3~4 C．6~7 D．7~8 (5)Co能与强酸反应产生H2，工业上采用惰性电极电解CoCl2溶液制取钴，不能用CoSO4溶液代替CoCl2溶液的理由是 。 (6)一定温度下，向滤液Ⅰ中NaF溶液，若所得滤液Ⅱ中，则滤液Ⅱ中c(Ca2+)为 (保留2位有效数字)[已知该温度下，]。 19．（15分）钴及其化合物用途广泛。如：做锂电池的正极材料；草酸钴可用于催化剂制备。 ．利用制备锂电池的正极材料，以某锂云母矿石(主要成分为，还有、、、等杂质)制备。 已知：①有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度)。 沉淀 恰好完全沉淀时pH 5.2 8.8 3.2 9.4 9.8 11.1 ②部分物质的溶解度曲线见图1。 利用锂云母矿石制备步骤如下： (1)酸浸。向锂云母矿石中加入30%硫酸，加热至90℃，实验室模拟装置如图2所示。烧杯中试剂的作用是 。 (2)调pH。向酸浸后的溶液中加入溶液，调节pH约为6，过滤。再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调，过滤，此时的滤渣主要成分为 。分两次调节pH的主要原因是 。 (3)沉锂。将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得固体。浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入 杂质(填化学式)。 (4)和混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料，写出反应方程式 。 ．将热分解制备催化剂。 (5)为确定由获得的最佳煅烧温度，准确称取的样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385℃以上残留固体均为金属氧化物)。则煅烧的最佳温度 (写出计算过程)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$