精品解析：山东省青岛第二中学2024-2025学年高三上学期期中考试化学试题

2024-2025学年第一学期青岛2中高三期中考试 化学试题 一、单项选择题 1. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是 A. 雾和霾是气溶胶，PM2.5被认为是造成雾霾天气的元凶 B. 2024年我国科学家以CO2为原料合成淀粉取得了新突破，为缓解温室效应带来新的希望 C. 二氧化硫可用作葡萄酒的添加剂，用来杀死有害细菌，防止色素被氧化 D. 二氧化氯和明矾用于水处理时的原理相同 2. 中国“人造太阳”首先实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，还实现了第一个采用氦-3等离子体作为燃料的“人造太阳”，不断刷新世界纪录。下列相关说法不正确的是 A. 等离子体中有电子、阳离子和电中性粒子，整体呈电中性 B. 氦-3原子中有3个电子 C. “人造太阳”中的常用原料2H和3H互为同位素 D. 氚可以在反应堆中通过锂再生，基态锂原子最高能级的电子云轮廓图为球形 3. 下列实验操作正确的是 A. 用瓷坩埚高温熔融固体 B. 用稀硫酸洗涤并灼烧铂丝后，再进行焰色反应 C. 用过滤的方法除去溶液中含有的少量淀粉胶体 D. 常压蒸馏时，加入液体的体积不超过蒸馏烧瓶容积的三分之二 4. 利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A. 装置I可用于洗涤表面的 B. 装置II可用于制取 C. 装置III可用于证明甲烷和氯气发生取代反应 D. 装置IV可用于制备乙烯并探究其性质 5. 对于下列过程中发生的化学反应，相应离子方程式不正确的是 A. 清除固结在试管内壁上的硫用热碱液清洗：4S+8OH-3S2-+SO+4H2O B. 可用CuSO4溶液除去电石气中的H2S：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ C. 海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔：SO2+Br2+2H2O=2Br-+SO+4H+ D. 乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色：5C2H4+12MnO+36H+=10CO2+12Mn2++28H2O 6. 一种新型电池中的电解质(结构如图所示)，其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期不同主族元素，Z原子的单电子数是Y原子的三倍。下列说法中正确的是 A. 简单离子半径：X<Y B. X基态原子电子的空间运动状态有5种 C. 第一电离能：Z>X>Y D. 该化合物阴离子呈正八面体结构，键角都是90° 7. 灵芝是名贵中药材。灵芝酸B是灵芝的主要活性成分之一，其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A. 分子中只有4种含氧官能团 B. 分子中仅含7个手性碳原子 C. 1mol该物质的水溶液与足量的钠反应，最多可产生1.5mol氢气 D. 该物质可发生取代反应、加成反应、消去反应、催化氧化 8. 一种利用金属氟化物的HF溶液作电解质的氢氧燃料电池装置如图所示：装置工作时，下列说法错误的是 A. 化学能转变为电能 B. 负极电极反应式为 C. 理论上消耗 D. 正极电极反应式为 9. 工业制备PH3的流程如图： 下列说法错误的是 A. NaH2PO2是正盐 B. PH3的还原性强于NH3 C. 黄磷和烧碱溶液的反应为 D. 若有1 mol P4参加反应，则整个工业流程中理论上能生成2 mol PH3 10. 常温下，在含有0.10mol/L H3PO3的溶液中，所有含磷元素的微粒pc随pH的变化关系如图所示。已知pc=-lgc，下列有关说法中正确的是 A. 曲线①代表H3PO3 B. a点溶液中c(H+)=2c(HPO)+c(H2PO)+c(OH-) C. H3PO3+HPO=2H2PO平衡常数的数量级为105 D. c点对应的溶液中c(HPO)=0.05mol/L-0.5c(H2PO) 二、不定项选择题 11. 下列实验目的、方案设计和现象、结论都正确的是 实验目的 方案设计和现象 结论 A 比较KMnO4、Cl2和Fe3+的氧化性 向酸性KMnO4溶液中滴入FeCl2溶液，紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气体产生 氧化性：KMnO4>Cl2>Fe3+ B 将变黑的银器放入装满食盐水的铝盆中，二者直接接触 银器恢复往日光泽 2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑ C 向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊试液 溶液变蓝 D 检验某有机物(如图)中含有醛基 取少量待检液于试管中，滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去 该有机物中含有醛基 A. A B. B C. C D. D 12. 以Zn-Ni(OH)2原电池为电源电解处理工业废气CO2和SO2，工作原理如下： 已知：①放电时，Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2；②NaHCO3吸收废气后的混合液pH约为8。 下列说法错误的是 A. a电极的反应式为(x+y)Zn-2(x+y)e-+XCO+2yOH-=xZnCO3·yZn(OH)2 B. 电池工作一段时间溶液的pH降低 C. 乙池中的离子交换膜是阴离子交换膜 D. 乙装置中总反应为SO+2CO2+H2OSO+H2C2O4 13. 二氧化氯（ClO2）是一种高效、安全的杀菌消毒剂。一种制备ClO2的工艺流程及ClO2的分子结构（O-Cl-O的键角为117.6°）如图所示。 下列说法错误的是 A. 等物质的量ClO2的消毒效率为Cl2的2.5倍 B. ClO2分子中含有大π键（），Cl原子杂化方式为sp2杂化 C. “ClO2发生器”中发生的反应为 D. “电解”时，阳极与阴极产物的物质的量之比为3∶1 14. 铋(Bi)和铟(In)均属于新型半导体材料，从某富铋、铟渣(含Bi2O3、In2O3和ZnO)中提炼铋、铟的部分流程如图所示： 已知：每ag富铋、铟渣能提炼bg的铋。 下列说法正确的是 A. “酸浸”时不能直接用75%的硫酸 B. “转化”时发生反应的离子方程式为BiO++2H+=Bi3++H2O C. 一系列操作是加过量的氯化钡溶液后，过滤洗涤 D. 若流程中铋无损失，原富铋、铟渣中Bi2O3的质量分数为×100% 15. 能除去空气中的气体，反应如下： 反应I： 平衡常数； 反应Ⅱ：平衡常数。 已知：在相同条件下，。 向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(不参与反应)，在催化剂作用下分别发生上述反应，在相同的时间内的物质的量随温度的变化关系如图中实线所示。图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。下列有关说法错误的是 反应I 反应Ⅱ 起始投料 起始物质的量 1 1 3 1 1 3 A. ，曲线c为反应Ⅱ的平衡曲线 B. 时， C. 相同条件下，延长反应时间能使反应体系中Y点的量达到X点 D. 恒温恒压下，向W点表示的反应体系中增大的物质的量，能提高的转化率 三、非选择题 16. 氮的化合物广泛应用于工业、航天、医药等领域。 （1）色胺酮来源于天然植物中药板蓝根，是板蓝根抗菌、抗病毒活性成分之一、以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物，合成过程如图所示： ①基态Co2+价电子排布式为___________。 ②色胺酮分子中所含元素电负性由大到小的顺序为___________；该分子结构上具有较好配位的氮原子和氧原子以及超共轭的平面大Π键体系，则1号N原子的孤对电子占据___________轨道。 ③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过___________作用与色胺酮钴配合物相结合。 （2）“点击化学”的研究获得诺贝尔化学奖表彰，如图所示是点击化学的化学反应，所得的产物中含有Π大Π键。 已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定。 ①产物中___________(填“α”或“β”)位置的N原子更容易形成配位键。 ②反应物中氮氮键键长___________产物中氮氮键键长(填“>”、“<”或“=”)，原因是___________。 （3）①已知NO2电含有大Π键(Π)，则NO、NO2与NO的键角由小到大的顺序为___________。 ②氮的某种氧化物晶胞结构如图所示，由两种离子构成。阴阳离子中N原子的杂化类型分别为___________，晶体密度为___________。 17. 有机物M是合成治疗汉坦病毒药物的中间体。某实验室由芳香化合物A制备M的一种合成路线如下： 已知：①； ②。 （1）A的化学名称为___________；B+C→D的反应类型为___________；E的结构简式为___________。 （2）F+G→H的化学方程式为___________；G中所含官能团的名称为___________。 （3）M中碳原子的杂化方式为___________。 （4）Q为F的同分异构体，同时满足下列条件的Q的结构有___________种(不考虑立体异构)。 ①含有结构； ②1mol Q最多消耗4mol NaOH； ③核磁共振氢谱中有6组吸收峰； ④能发生银镜反应。 （5）参照上述合成路线和信息，已知以和为原料，制备前2步的合成路线如下： 根据已知信息完成后面的合成路线___________。 18. 高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。某兴趣小组探究以菱铁矿(主要成分是FeCO3，含少量SiO2)为原料制备高铁酸钠的生产过程如图所示： 已知：Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在。 （1）Na2FeO4中铁元素的化合价为___________；若要加快“酸浸”的反应速率，可以采取的措施为___________。 （2）操作1与操作2中用到的玻璃仪器除漏斗外，还有___________。 （3）步骤②的目的是___________，步骤③“氧化”的离子方程式为___________。 （4）Na2FeO4在酸性条件下不能存在，用离子方程式解释原因(Na2FeO4可写为FeO)___________。 （5）高铁酸钠比单纯的强氧化剂(如NaClO)净水效果更好，其原因为___________。 19. 硼氢化钠[已知Mr(NaBH4)=38g/mol]是一种潜在储氢剂，在有机合成中也被称为“万能还原剂”。实验室制备、提纯、分析NaBH4纯度的步骤如下，请结合信息回答问题。 NaBH4 NaH CH3ONa 性质 固体，可溶于异丙胺或水，常温下与水缓慢反应，与酸剧烈反应，强碱环境下能稳定存在 固体，强还原性，与水剧烈反应产生H2 固体，难溶于异丙胺，常温下与水剧烈反应 I．NaBH4的制备(装置如下图) 步骤1：先打开K2向装置中鼓入N2，然后升温到110℃左右，打开搅拌器快速搅拌，将融化的Na快速分散到石蜡油中。 步骤2：然后升温到200℃，关闭K2，打开K1通入H2，充分反应后制得NaH。 步骤3：然后关K1开K2，持续搅拌下通入N2，升温到240℃后，打开K3，向A容器中滴入硼酸三甲酯[分子式为B(OCH3)3，熔点-29℃，沸点为68℃]，充分反应。 步骤4：降温后离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物。 （1）仪器A的名称是___________，本实验的加热方式___________。 A．水浴 B．油浴 C．直接用酒精灯加热 （2）写出NaH与B(OCH3)3的化学反应方程式___________。 （3）指出一处本实验设计的不足___________。 II．NaBH4的提纯 NaBH4可采用索氏提取法提纯，其装置如右上图所示。实验时将NaBH4和CH3ONa的固体混合物放入滤纸套筒1中，烧瓶中异丙胺(熔点：-101℃，沸点：33℃)受热蒸发，蒸汽沿导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套简1中，再经导管3返回烧瓶，从而实现连续萃取。 （4）当萃取完全后，NaBH4在___________(填“圆底烧瓶”或“索氏提取器”)中。然后分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂方法是___________。 III．NaBH4的纯度分析 步骤1：取9.00g NaBH4产品(杂质不参与反应)，将产品溶于氢氧化钠溶液后配成100mL溶液，取2.00mL置于碘量瓶中，加入30.00mL 0.1000mol/L KIO3溶液发生反应生成NaBO2和KI。 （5）写出该反应的离子方程式___________。 （6）为什么要将硼氢化钠溶于氢氧化钠溶液后再配成溶液___________。 步骤2：向步骤1所得溶液中再加入过量的KI溶液，用稀硫酸溶液调节pH，使过量KIO3转化为I2，冷化为I2，冷却后暗处放置数分钟。(反应为KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O) 步骤3：向步骤2所得溶液中加CH3COOH 和CH3COONa缓冲溶液调pH约为5.0，加入几滴淀粉指示剂，用0.2000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为18.00mL。 已知：反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。 （7）产品中NaBH4的纯度为___________。 20. I．2024年4月29日，2024碳达峰碳中和绿色发展论坛在北京举行。碳氧化物的综合利用成为近年研究热点。最近，科学家成功利用CO2或CO和H2合成了甲醇，这是极具前景的资源化研究领域，主要反应有： i．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ/mol ii．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol； iii．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-90kJ/mol （1）为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1：3进行实验，得到如下数据下表和下图： T/K 时间/min 催化剂种类 甲醇的含量(%) 250 10 CuO-ZnO 68 250 20 CuO-ZnO 78 250 100 ZnO-ZrO2 62 450 20 CuO-ZnO-ZrO2 78 450 100 ZnO-ZrO2 72 由上表可知，反应iii的最佳催化剂为___________；上图是在一定反应时间内，CO的转化率α(CO)与温度的关系，则a、b、c、d四点中一是未达到平衡的是___________。 （2）已知1000℃，反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为10，该温度下，在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3mol/L、x mol/L、4mol/L、y mol/L，若此时上述反应的v正(CO)>v逆(CO)，x、y需满足___________。 II．工业生产中可以以CO2与H2为原料制备甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 （3）在2L容器中充入4mol CO2和H2的混合气体，反应10min后，气体的总物质的量变为原来的75%，则0-10min内，平均反应速率为___________；前5min内的v逆(CH3OH)___________前10min内的v逆(CH3OH)(选填“大于”、“等于”或“小于”)，原因是___________。 （4）一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生上述反应，下列能判断该反应达到平衡状态的是___________。 A. 容器中的压强不再改变 B. 混合气体的密度不再改变 C. 3v正(CH3OH)=v正(H2) D. CO2与H2O的物质的量之比保持不变 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期青岛2中高三期中考试 化学试题 一、单项选择题 1. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是 A. 雾和霾是气溶胶，PM2.5被认为是造成雾霾天气的元凶 B. 2024年我国科学家以CO2为原料合成淀粉取得了新突破，为缓解温室效应带来新的希望 C. 二氧化硫可用作葡萄酒的添加剂，用来杀死有害细菌，防止色素被氧化 D. 二氧化氯和明矾用于水处理时的原理相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．雾和霾属于胶体，PM2.5可吸入颗粒物被认为是造成雾霾天气的“元凶”，A正确； B．以CO2为原料合成淀粉，可充分利用二氧化碳，为缓解温室效应带来新的希望，B正确； C．二氧化硫具有还原性，可作为抗氧化剂，杀死有害细菌，防止色素被氧化，因此可用作葡萄酒的食品添加剂，C正确； D．二氧化氯是利用其强氧化性进行水处理，明矾是通过溶于水后形成的氢氧化铝胶体的吸附性进行水处理，D错误； 故选D。 2. 中国“人造太阳”首先实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，还实现了第一个采用氦-3等离子体作为燃料的“人造太阳”，不断刷新世界纪录。下列相关说法不正确的是 A. 等离子体中有电子、阳离子和电中性粒子，整体呈电中性 B. 氦-3原子中有3个电子 C. “人造太阳”中的常用原料2H和3H互为同位素 D. 氚可以在反应堆中通过锂再生，基态锂原子最高能级的电子云轮廓图为球形 【答案】B 【解析】 【详解】A．由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体叫等离子体，A正确； B．氦-3是He的一种同位素，原子中只有2个电子，B错误； C．2H和3H质子数相同，中子数不同，同一元素的不同原子，互为同位素，C正确； D．基态锂原子最高能级为2s，电子云轮廓图为球形，D正确； 故选B。 3. 下列实验操作正确的是 A. 用瓷坩埚高温熔融固体 B. 用稀硫酸洗涤并灼烧铂丝后，再进行焰色反应 C. 用过滤的方法除去溶液中含有的少量淀粉胶体 D. 常压蒸馏时，加入液体的体积不超过蒸馏烧瓶容积的三分之二 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．高温条件下，二氧化硅和碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，不能用瓷坩埚高温熔融固体，故A错误； B．用稀盐酸洗涤并灼烧铂丝后，在酒精灯火焰上灼烧，再进行焰色反应，故B错误； C．胶体粒子和溶液中的溶质都能透过滤纸，不能用过滤的方法除溶液中含有的少量淀粉胶体，故C错误； D．常压蒸馏时，加入液体的体积不超过蒸馏烧瓶容积的三分之二，防止液体沸腾后喷出，故D正确； 选D。 4. 利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A. 装置I可用于洗涤表面的 B. 装置II可用于制取 C. 装置III可用于证明甲烷和氯气发生取代反应 D. 装置IV可用于制备乙烯并探究其性质 【答案】A 【解析】 【详解】A．用水洗涤表面的后进行过滤操作将滤出，A正确； B．氨气极易溶于水，为了防倒吸，导管不能伸入饱和食盐水内，应与二氧化碳调换一下进气管，B错误； C．氯气与NaOH溶液反应被消耗，液面上升，不能证明甲烷和氯气发生取代反应，C错误； D．该实验温度计应插入溶液测量反应溶液温度，D错误； 答案选A。 5. 对于下列过程中发生的化学反应，相应离子方程式不正确的是 A. 清除固结在试管内壁上的硫用热碱液清洗：4S+8OH-3S2-+SO+4H2O B. 可用CuSO4溶液除去电石气中的H2S：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ C. 海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔：SO2+Br2+2H2O=2Br-+SO+4H+ D. 乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色：5C2H4+12MnO+36H+=10CO2+12Mn2++28H2O 【答案】A 【解析】 【详解】A．清除固结在试管内壁上的硫用热碱液清洗发生的反应为硫与溶液中的氢氧根离子反应生成硫离子、亚硫酸根离子和水，反应的离子方程式为3S+6OH-2S2-++3H2O，故A错误； B．用硫酸铜溶液除去电石气中硫化氢的反应为溶液中的铜离子与硫化氢反应生成硫化铜沉淀和氢离子，反应的离子方程式为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，故B正确； C．将溴吹入二氧化硫吸收塔发生的反应为二氧化硫与海水中的溴反应生成溴离子、硫酸根离子和氢离子，反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=2Br-+SO+4H+，故C正确； D．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色发生的反应为酸性条件下乙烯与溶液中的高锰酸根离子反应生成锰离子、二氧化碳和水，反应的离子方程式为5C2H4+12MnO+36H+=10CO2+12Mn2++28H2O ，故D正确； 故选A。 6. 一种新型电池中的电解质(结构如图所示)，其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期不同主族元素，Z原子的单电子数是Y原子的三倍。下列说法中正确的是 A. 简单离子半径：X<Y B. X基态原子电子的空间运动状态有5种 C. 第一电离能：Z>X>Y D. 该化合物阴离子呈正八面体结构，键角都是90° 【答案】B 【解析】 【分析】X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，根据所给的结构为离子化合物，则Y+为Li+或Na+，X形成一个共价键，应为H或F（X、Y、Z序数依次增大，X不是Cl），Z形成6个共价键，Z原子序数是三种元素中最大的，Z原子的单电子数是Y原子的三倍，Y不论是Li还是Na，单电子数均为1，则Z原子的单电子数为3，故Z应为P，三种元素不同主族，故X应为F，则Y为Na，Z为P，据此作答。 【详解】A．由分析可知，X、Y分别为F、Na，F-和Na+电子结构相同，原子序数越小半径越大，故F-＞Na+，A错误； B．由分析可知，X为F，是第9号元素，核外电子排布式为1s22s22p5，电子在5个轨道运动，电子的空间运动状态有5种，B正确； C．由分析可知，X为F，则Y为Na，Z为P，同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下，第一电离能减小，所以第一电离能顺序是F>P>Na，C错误； D．该化合物阴离子是，中心原子P的价层电子对数=，无孤电子对，呈正八面体结构，键角是90°或180°，D错误； 故选B。 7. 灵芝是名贵中药材。灵芝酸B是灵芝的主要活性成分之一，其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A. 分子中只有4种含氧官能团 B. 分子中仅含7个手性碳原子 C. 1mol该物质的水溶液与足量的钠反应，最多可产生1.5mol氢气 D. 该物质可发生取代反应、加成反应、消去反应、催化氧化 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子中的官能团有羟基、碳碳双键、羰基、羧基4种官能团，3种含氧官能团，A错误； B．分子中的手性碳原子如图所示，总共9个，B错误； C．该溶液中的水也可以与钠反应生成氢气，C错误； D．该物质中有羟基和羧基，可以发生取代反应，含有碳碳双键和羰基，可以发生加成反应，同时，-OH有β-H，可发生消去反应，-OH有α-H，可发生催化氧化，D正确； 故选D。 8. 一种利用金属氟化物的HF溶液作电解质的氢氧燃料电池装置如图所示：装置工作时，下列说法错误的是 A. 化学能转变为电能 B. 负极电极反应式为 C. 理论上消耗 D. 正极电极反应式为 【答案】B 【解析】 【分析】如图所示氢氧燃料电池装置是将化学能转变为电能的装置，氢气在负极通入，失去电子后与结合生成；电池的正极通入氧气，氧气得电子后与释放出来的H+结合生成水，同时转化成并循环参与反应。 【详解】A．氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，A正确； B．据分析，负极电极反应式为，B错误； C．据分析，根据体系内得失电子总数相等，理论上消耗，C正确； D．据分析，正极电极反应式为，D正确； 故选B。 9. 工业制备PH3的流程如图： 下列说法错误的是 A. NaH2PO2是正盐 B. PH3的还原性强于NH3 C. 黄磷和烧碱溶液的反应为 D. 若有1 mol P4参加反应，则整个工业流程中理论上能生成2 mol PH3 【答案】D 【解析】 【分析】黄磷在碱性条件下发生歧化反应产生PH3、NaH2PO2，NaH2PO2与H2SO4发生复分解反应产生H3PO2、Na2SO4(或NaHSO4)，H3PO2在加热条件下发生分解反应产生PH3、H3PO4，根据元素守恒、电子守恒分析解答。 【详解】A．由于碱足量，因此黄磷与过量NaOH溶液发生歧化反应产生的盐NaH2PO2属于正盐，A正确； B．元素的非金属性越强，其简单氢化物的还原性就越弱。元素的非金属性：P＜N，所以简单氢化物的还原性：PH3＞NH3，B正确； C．黄磷和烧碱溶液发生歧化反应，产生PH3、NaHPO2，根据电子守恒、原子守恒，可得反应的化学方程式为：，C正确； D．黄磷在第一步发生反应，第二步发生反应：NaH2PO2+H2SO4=H3PO2+NaHSO4，在第三步H3PO2发生分解反应产生PH3、H3PO4，反应方程式为：2H3PO2PH3+H3PO4，则根据物质反应转化关系可知：1 mol P4参加反应，则整个工业流程中理论上能生成PH3的物质的量为n(PH3)=1 mol+1.5 mol=2.5 mol，D错误； 故合理选项是D。 10. 常温下，在含有0.10mol/L H3PO3的溶液中，所有含磷元素的微粒pc随pH的变化关系如图所示。已知pc=-lgc，下列有关说法中正确的是 A. 曲线①代表H3PO3 B. a点溶液中c(H+)=2c(HPO)+c(H2PO)+c(OH-) C. H3PO3+HPO=2H2PO平衡常数的数量级为105 D. c点对应的溶液中c(HPO)=0.05mol/L-0.5c(H2PO) 【答案】D 【解析】 【分析】根据图像分析的浓度随pH增大而减小，因此是曲线③，的浓度随pH先增大后减小，因此是曲线②，的浓度随pH增大而增大，因此是曲线①，据此分析答题。根据a点和c点两个交点分别可以算出的， ，据此分析答题。 【详解】A．根据分析曲线③代表，A错误； B．要使溶液的pH值增大，需要加入碱性溶液，碱性溶液中有除氢离子以外的其他阳离子，由电荷守恒关系可知a点，B错误； C．该反应平衡常数变形化简后为，因此平衡常数的数量级为，C错误； D．根据物料守恒：mol/L，而c点为交点：，代入物料守恒式子即可推出，D正确； 故选D。 二、不定项选择题 11. 下列实验目的、方案设计和现象、结论都正确的是 实验目的 方案设计和现象 结论 A 比较KMnO4、Cl2和Fe3+的氧化性 向酸性KMnO4溶液中滴入FeCl2溶液，紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气体产生 氧化性：KMnO4>Cl2>Fe3+ B 将变黑的银器放入装满食盐水的铝盆中，二者直接接触 银器恢复往日光泽 2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑ C 向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊试液 溶液变蓝 D 检验某有机物(如图)中含有醛基 取少量待检液于试管中，滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去 该有机物中含有醛基 A. A B. B C. C D. D 【答案】BC 【解析】 【详解】A．酸性KMnO4溶液能将亚铁离子、氯离子分别氧化为铁离子和氯气，不能判断氯气和铁离子的氧化性，A错误； B．将变黑的银器放入装满食盐水的铝盆中，铝和银在氯化钠溶液则构成原电池，铝作原电池的负极，铝将失去电子发生氧化反应生成铝离子，银为正极，硫化银得到电子发生还原反应生成银与硫离子，因此总反应方程式2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑，B正确； C．碳酸氢钠溶液显碱性，可使紫色石蕊试纸变蓝，则碳酸氢根离子的水解大于碳酸氢根离子的电离，则，即，C正确； D．分子中碳碳双键也能和酸性高锰酸钾反应使得溶液褪色，D错误； 故选BC。 12. 以Zn-Ni(OH)2原电池为电源电解处理工业废气CO2和SO2，工作原理如下： 已知：①放电时，Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2；②NaHCO3吸收废气后的混合液pH约为8。 下列说法错误的是 A. a电极的反应式为(x+y)Zn-2(x+y)e-+XCO+2yOH-=xZnCO3·yZn(OH)2 B. 电池工作一段时间溶液的pH降低 C. 乙池中的离子交换膜是阴离子交换膜 D. 乙装置中总反应为SO+2CO2+H2OSO+H2C2O4 【答案】BC 【解析】 【分析】由图可知，装置甲为原电池，a电极为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成碱式碳酸锌，b电极为正极，氢氧化镍得到电子发生还原反应生成镍离子和氢氧根离子；乙装置为电解池，c电极为阳极、d电极为阴极。 【详解】A．已知，放电时，Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2，锌极为负极，在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成xZnCO3·yZn(OH)2，则反应为(x+y)Zn-2(z+y)e-+x+2yOH-=xZnCO3·yZn(OH)2，故A正确； B．甲池放电一段时间时，Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2，Ni(OH)2+2e-=Ni+2OH- ，溶液pH会增大，故B错误； C．乙池中的SO要失电子生成，产生氢离子，乙池中的离子交换膜是阳离子交换膜，故C错误； D．乙装置为电解池，二氧化硫在c极阳极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，二氧化碳在d极阴极得到电子发生还原反应生成H2C2O4，总反应为SO+2CO2+H2O+H2C2O4，故D正确； 故选BC。 13. 二氧化氯（ClO2）是一种高效、安全的杀菌消毒剂。一种制备ClO2的工艺流程及ClO2的分子结构（O-Cl-O的键角为117.6°）如图所示。 下列说法错误的是 A. 等物质的量ClO2的消毒效率为Cl2的2.5倍 B. ClO2分子中含有大π键（），Cl原子杂化方式为sp2杂化 C. “ClO2发生器”中发生的反应为 D. “电解”时，阳极与阴极产物的物质的量之比为3∶1 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知ClO2作氧化剂时每摩ClO2需得到5mol电子，而Cl2作氧化剂时每摩Cl2只能得到2mol电子，故等物质的量ClO2的消毒效率为Cl2的2.5倍，A正确； B．由题干ClO2的结构示意图可知，ClO2分子中含有大π键（），则Cl周围2个σ键和一对孤电子对即价层电子对数为3，Cl原子杂化方式为sp2杂化，B正确； C．由题干流程图可知，“ClO2发生器”中即NaClO3和HCl反应生成ClO2、Cl2和NaCl，根据氧化还原反应配平可得，发生的反应为，C正确； D．由题干流程图可知，“电解”时，阳极发生氧化反应，电极反应为：Cl-+3H2O-6e-=+6H+，阴极发生还原反应，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒可知，阳极与阴极产物的物质的量之比为1∶3，D错误； 故答案为：D。 14. 铋(Bi)和铟(In)均属于新型半导体材料，从某富铋、铟渣(含Bi2O3、In2O3和ZnO)中提炼铋、铟的部分流程如图所示： 已知：每ag富铋、铟渣能提炼bg的铋。 下列说法正确的是 A. “酸浸”时不能直接用75%的硫酸 B. “转化”时发生反应的离子方程式为BiO++2H+=Bi3++H2O C. 一系列操作是加过量的氯化钡溶液后，过滤洗涤 D. 若流程中铋无损失，原富铋、铟渣中Bi2O3的质量分数为×100% 【答案】AD 【解析】 【分析】由流程来看，开始酸浸时，除去了ZnO，而、进入滤渣1中，再用75%的硫酸酸溶液，溶解进入滤液2中，而转化为沉淀，向沉淀中加入盐酸、食盐将其转化为BiCl3溶液，再向BiCl3溶液中加入Zn得到Bi，而滤液2经过一系列操作得到InCl3溶液，向InCl3溶液中加入Zn得到In； 【详解】A．“酸浸”的目的是除去ZnO，若“酸浸”时直接利用75%的硫酸，则不能将ZnO和、分开，则“酸浸”时不能直接利用75%的硫酸，A正确； B．为沉淀，则“转化”时发生反应的离子方程式为，B错误； C．一系列操作是加稍过量的氯化钡溶液，再加稍过量的碳酸钠后过滤洗涤，然后再加盐酸，C错误； D．生成Bi的物质的量n(Bi)= ，由Bi元素守恒可知，，则，则原富铋、铟渣中Bi2O3的质量分数为，D正确； 故选AD。 15. 能除去空气中的气体，反应如下： 反应I： 平衡常数； 反应Ⅱ：平衡常数。 已知：在相同条件下，。 向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(不参与反应)，在催化剂作用下分别发生上述反应，在相同的时间内的物质的量随温度的变化关系如图中实线所示。图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。下列有关说法错误的是 反应I 反应Ⅱ 起始投料 起始物质的量 1 1 3 1 1 3 A. ，曲线c为反应Ⅱ的平衡曲线 B. 时， C. 相同条件下，延长反应时间能使反应体系中Y点的量达到X点 D. 恒温恒压下，向W点表示的反应体系中增大的物质的量，能提高的转化率 【答案】D 【解析】 【分析】已知相同条件下，反应I速率比反应Ⅱ快，c、d表示两反应的平衡曲线，从图象可知，曲线d的生成物COS的物质的量大，则曲线b、d表示反应I，曲线a、c表示为反应Ⅱ，c、d均随温度的升高，生成物COS的物质的量减小，则反应I、Ⅱ均为放热反应。 【详解】A．分析可知，，曲线c为反应Ⅱ的平衡曲线，故A正确； B．时，反应I达到平衡时，则平衡时，，则，故B正确； C．曲线a反应未达到平衡状态，相同条件下，延长反应时间能使反应体系中Y点的量达到X点，故C正确； D．恒温恒压下，向W点表示的反应体系中增大的物质的量，反应体系压强减小，但该反应的平衡与压强无关，故不能提高的转化率，故D错误； 故选D。 三、非选择题 16. 氮的化合物广泛应用于工业、航天、医药等领域。 （1）色胺酮来源于天然植物中药板蓝根，是板蓝根抗菌、抗病毒活性成分之一、以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物，合成过程如图所示： ①基态Co2+价电子排布式为___________。 ②色胺酮分子中所含元素电负性由大到小的顺序为___________；该分子结构上具有较好配位的氮原子和氧原子以及超共轭的平面大Π键体系，则1号N原子的孤对电子占据___________轨道。 ③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过___________作用与色胺酮钴配合物相结合。 （2）“点击化学”的研究获得诺贝尔化学奖表彰，如图所示是点击化学的化学反应，所得的产物中含有Π大Π键。 已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定。 ①产物中___________(填“α”或“β”)位置的N原子更容易形成配位键。 ②反应物中氮氮键键长___________产物中氮氮键键长(填“>”、“<”或“=”)，原因是___________。 （3）①已知NO2电含有大Π键(Π)，则NO、NO2与NO的键角由小到大的顺序为___________。 ②氮的某种氧化物晶胞结构如图所示，由两种离子构成。阴阳离子中N原子的杂化类型分别为___________，晶体密度为___________。 【答案】（1） ①. 3d7 ②. O>N>C>H ③. sp2杂化轨道 ④. 氢键 （2） ①. ②. < ③. 反应物中，中心氮原子采用sp杂化，而产物中的N原子采用sp2杂化，反应物中N原子杂化轨道中s成分多，所形成的化学键更稳定，氮氮键的键长短 （3） ①. ②. sp2、sp ③. 【解析】 【小问1详解】 ①钴为第27号元素，失去最外层2个电子形成Co2+，其价电子排布式3d7。 ②色胺酮中包含元素：N、O、H、C，同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大，故电负性由大到小顺序为：O>N>C>H；色胺酮分子结构上具有较好配位的氮原子和氧原子形成超共轭的平面大π键体系，结合苯环中碳原子的杂化类型可知，形成双键的N原子的杂化类型为sp2；1号N原子的孤对电子占据sp2杂化轨道。 ③色胺酮钴配合物中O及N原子均有孤对电子，CH3OH分子中羟基上的氢原子，可通过氢键与色胺酮钴配合物相结合。 【小问2详解】 ①α位置的N原子中含有1对孤电子对，容易形成配位键；故产物中α、β两位置的N原子中，α位置的N原子更容易形成配位键； ②已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定；反应物中氮原子为sp杂化，产物中氮原子为sp2杂化，则反应物中氮氮键更稳定、键长更短，故反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短； 【小问3详解】 ①、中心原子的价层电子对分别为2、3，为直线型，键角为180°，为sp2杂化，键角比120°小一点，而中含有大键，导致电子对的排斥力增大，故键角大于120°，但是小于180°，故键角由小到大的顺序为； ②根据晶胞结构示意图，阳离子为，N原子采用sp杂化；阴离子为，N采用sp2杂化；晶胞中含有的个数为2，的个数为=2，晶胞的质量为，晶胞的底面积为，高为，晶胞的体积为，晶体的密度为=。 17. 有机物M是合成治疗汉坦病毒药物的中间体。某实验室由芳香化合物A制备M的一种合成路线如下： 已知：①； ②。 （1）A的化学名称为___________；B+C→D的反应类型为___________；E的结构简式为___________。 （2）F+G→H的化学方程式为___________；G中所含官能团的名称为___________。 （3）M中碳原子的杂化方式为___________。 （4）Q为F的同分异构体，同时满足下列条件的Q的结构有___________种(不考虑立体异构)。 ①含有结构； ②1mol Q最多消耗4mol NaOH； ③核磁共振氢谱中有6组吸收峰； ④能发生银镜反应。 （5）参照上述合成路线和信息，已知以和为原料，制备前2步的合成路线如下： 根据已知信息完成后面的合成路线___________。 【答案】（1） ①. 苯甲醇 ②. 加成反应 ③. （2） ①. ②. 氨基、羟基 （3）sp2、sp3 （4）6 （5） 【解析】 【分析】由信息推知道，A为，A与O2在催化剂下被氧化生成B，则B为，B与C在一定条件下生成D，D在浓硫酸加热条件下生成E，由E的分子式可推知E为，E与NaIO4在催化剂下生成F，F与G在催化剂下生成H，由H和F的结构式可推知G为，G在催化剂下生成M，据此回答。 【小问1详解】 A为，其化学名称为苯甲醇；B为和C生成D，由结构分析可知，该反应为加成反应；D到E为消去反应，则E的结构简式为：； 【小问2详解】 结合已知第②个信息，可推知G为，则F和G生成H的化学方程式为：，G中官能团有氨基和羟基； 【小问3详解】 M为，既存在双键碳，也存在单键碳，则碳原子的杂化方式为sp2和sp3； 【小问4详解】 F为，Q为F的同分异构体，由信息可知Q中含和4个-OH、一个-CHO，结合核磁共振氢谱有6组吸收峰推知其结构可能有：、、、、、 共6种； 【小问5详解】 结合已知信息可知，要由和，为原料，制备合成路线可设计为：。 18. 高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。某兴趣小组探究以菱铁矿(主要成分是FeCO3，含少量SiO2)为原料制备高铁酸钠的生产过程如图所示： 已知：Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在。 （1）Na2FeO4中铁元素的化合价为___________；若要加快“酸浸”的反应速率，可以采取的措施为___________。 （2）操作1与操作2中用到的玻璃仪器除漏斗外，还有___________。 （3）步骤②的目的是___________，步骤③“氧化”的离子方程式为___________。 （4）Na2FeO4在酸性条件下不能存在，用离子方程式解释原因(Na2FeO4可写为FeO)___________。 （5）高铁酸钠比单纯的强氧化剂(如NaClO)净水效果更好，其原因为___________。 【答案】（1） ①. +6 ②. 粉碎菱铁矿、提高温度、适当增加硫酸的浓度等 （2）烧杯、玻璃棒 （3） ①. 将亚铁离子氧化为铁离子 ②. 3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO+3Cl¯+5H2O （4）4FeO+20H+=4Fe3++10H2O+3O2 （5）高铁酸钠在杀菌消毒时，还原产物为Fe3+，Fe3+易生成Fe(OH)3胶体，可吸附水中的悬浮杂质，从而起到净水的作用 【解析】 【分析】菱铁矿（主要成分是FeCO3，含少量SiO2）粉碎后用稀硫酸酸浸，FeCO3溶解，SiO2不反应为滤渣，然后过滤，得到FeSO4溶液，向其中加入氧化剂NaClO，可以将Fe2+氧化成Fe3+，然后再加入NaOH、NaClO，氧化得到Na2FeO4溶液，加入NaOH固体结晶，过滤得到产品Na2FeO4，据此分析作答。 【小问1详解】 Na2FeO4中钠元素+1价，氧元素-2价，则根据化合物中元素化合价代数和为0，可知铁元素化合价为+6价；要加快“酸浸”的反应速率，只要能够加快反应速率即可，可通过粉碎菱铁矿、提高温度、适当增加硫酸的浓度等措施实现； 【小问2详解】 根据上述分析可知：操作1、2都是过滤，过滤时所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒； 【小问3详解】 操作Ⅰ得到的是FeSO4溶液，步骤②的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，步骤③“氧化”是将铁离子氧化为高铁酸根，其离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO+3Cl¯+5H2O； 【小问4详解】 酸性环境下之所以高铁酸根不稳定，是因为它会发生自身的氧化还原反应放出氧气； 【小问5详解】 高铁酸钠在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体表面积大，吸附力强，可吸附水中的悬浮杂质，使之形成沉淀而从水中分离除去，从而又可起到净水作用，故高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用（合理即可）。 19. 硼氢化钠[已知Mr(NaBH4)=38g/mol]是一种潜在储氢剂，在有机合成中也被称为“万能还原剂”。实验室制备、提纯、分析NaBH4纯度的步骤如下，请结合信息回答问题。 NaBH4 NaH CH3ONa 性质 固体，可溶于异丙胺或水，常温下与水缓慢反应，与酸剧烈反应，强碱环境下能稳定存在 固体，强还原性，与水剧烈反应产生H2 固体，难溶于异丙胺，常温下与水剧烈反应 I．NaBH4的制备(装置如下图) 步骤1：先打开K2向装置中鼓入N2，然后升温到110℃左右，打开搅拌器快速搅拌，将融化的Na快速分散到石蜡油中。 步骤2：然后升温到200℃，关闭K2，打开K1通入H2，充分反应后制得NaH。 步骤3：然后关K1开K2，持续搅拌下通入N2，升温到240℃后，打开K3，向A容器中滴入硼酸三甲酯[分子式为B(OCH3)3，熔点-29℃，沸点为68℃]，充分反应。 步骤4：降温后离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物。 （1）仪器A的名称是___________，本实验的加热方式___________。 A．水浴 B．油浴 C．直接用酒精灯加热 （2）写出NaH与B(OCH3)3的化学反应方程式___________。 （3）指出一处本实验设计的不足___________。 II．NaBH4的提纯 NaBH4可采用索氏提取法提纯，其装置如右上图所示。实验时将NaBH4和CH3ONa的固体混合物放入滤纸套筒1中，烧瓶中异丙胺(熔点：-101℃，沸点：33℃)受热蒸发，蒸汽沿导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套简1中，再经导管3返回烧瓶，从而实现连续萃取。 （4）当萃取完全后，NaBH4在___________(填“圆底烧瓶”或“索氏提取器”)中。然后分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂方法是___________。 III．NaBH4的纯度分析 步骤1：取9.00g NaBH4产品(杂质不参与反应)，将产品溶于氢氧化钠溶液后配成100mL溶液，取2.00mL置于碘量瓶中，加入30.00mL 0.1000mol/L KIO3溶液发生反应生成NaBO2和KI。 （5）写出该反应的离子方程式___________。 （6）为什么要将硼氢化钠溶于氢氧化钠溶液后再配成溶液___________。 步骤2：向步骤1所得溶液中再加入过量的KI溶液，用稀硫酸溶液调节pH，使过量KIO3转化为I2，冷化为I2，冷却后暗处放置数分钟。(反应为KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O) 步骤3：向步骤2所得溶液中加CH3COOH 和CH3COONa缓冲溶液调pH约为5.0，加入几滴淀粉指示剂，用0.2000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为18.00mL。 已知：反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。 （7）产品中NaBH4的纯度为___________。 【答案】（1） ①. 三颈烧瓶 ②. B （2）4NaH+B(OCH3)3NaBH4+3CH3ONa （3）没有尾气处理装置，排出装置外的氢气容易引起火灾或爆炸 （4） ①. 圆底烧瓶 ②. 蒸馏 （5）或 （6）因为硼氢化钠常温下与水缓慢反应，在强碱环境下能稳定存在 （7）38% 【解析】 【分析】先打开K2向装置中鼓入N2，然后升温到110℃左右，打开搅拌器快速搅拌，将融化的Na快速分散到石蜡油中，然后升温到CH3ONa，然后关K1开K2，持续搅拌下通入N2，升温到240℃后，打开K3，向A容器中滴入硼酸三甲酯[分子式为B(OCH3)3，熔点-29℃，沸点为68℃]，充分反应，降温后离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物，然后提纯NaBH4并测定NaBH4的纯度，据此回答。 【小问1详解】 根据仪器A的结构特点可知，仪器A的名称为三颈烧瓶，由分析知，Na与氢气在200℃反应制得NaH，故需控制温度在200℃，应该选用油浴加热，故选B； 【小问2详解】 NaH与B(OCH3)3在240℃反应生成NaBH4和CH3ONa，反应的化学方程式为4NaH+B(OCH3)3NaBH4+3CH3ONa； 【小问3详解】 由图知，该装置没有尾气处理装置，排出装置外的氢气容易引起火灾或爆炸； 【小问4详解】 由于NaBH4可溶于异丙胺，CH3ONa难溶于异丙胺，故萃取完全后，NaBH4随同异丙胺在圆底烧瓶中；NaBH4是固体，可溶于异丙胺，故从NaBH4的异丙胺溶液中分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂的方法是蒸馏； 【小问5详解】 由题知，NaBH4与KIO3溶液发生反应生成NaBO2和KI，化学方程式为或，故离子方程式为或； 【小问6详解】 由于NaBH4可溶于水，常温下与水缓慢反应，与酸剧烈反应，强碱环境下能稳定存在，故将产品溶于强碱溶液，提高实验的准确度； 【小问7详解】 由反应知，步骤2生成物质的量为，根据知，过量的物质的量为，与NaBH4反应的KIO3物质的量为，由知，2.00mL溶液中NaBH4物质的量为，产品中NaBH4的纯度为。 20. I．2024年4月29日，2024碳达峰碳中和绿色发展论坛在北京举行。碳氧化物的综合利用成为近年研究热点。最近，科学家成功利用CO2或CO和H2合成了甲醇，这是极具前景的资源化研究领域，主要反应有： i．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ/mol ii．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol； iii．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-90kJ/mol （1）为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1：3进行实验，得到如下数据下表和下图： T/K 时间/min 催化剂种类 甲醇的含量(%) 250 10 CuO-ZnO 68 250 20 CuO-ZnO 78 250 100 ZnO-ZrO2 62 450 20 CuO-ZnO-ZrO2 78 450 100 ZnO-ZrO2 72 由上表可知，反应iii的最佳催化剂为___________；上图是在一定反应时间内，CO的转化率α(CO)与温度的关系，则a、b、c、d四点中一是未达到平衡的是___________。 （2）已知1000℃，反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为10，该温度下，在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3mol/L、x mol/L、4mol/L、y mol/L，若此时上述反应的v正(CO)>v逆(CO)，x、y需满足___________。 II．工业生产中可以以CO2与H2为原料制备甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 （3）在2L容器中充入4mol CO2和H2的混合气体，反应10min后，气体的总物质的量变为原来的75%，则0-10min内，平均反应速率为___________；前5min内的v逆(CH3OH)___________前10min内的v逆(CH3OH)(选填“大于”、“等于”或“小于”)，原因是___________。 （4）一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生上述反应，下列能判断该反应达到平衡状态的是___________。 A. 容器中的压强不再改变 B. 混合气体的密度不再改变 C. 3v正(CH3OH)=v正(H2) D. CO2与H2O的物质的量之比保持不变 【答案】（1） ①. CuO-ZnO ②. ab （2）2y<15x （3） ①. 0.075 mol/(L·min) ②. 小于 ③. 随着反应向右进行，生成物浓度逐渐增加，逆反应速率逐渐增大，所以前5min内的v逆(CH3OH)小于前10min内的v逆(CH3OH) （4）AD 【解析】 【详解】(1)根据表格数据可知，在相同条件下，使用催化剂CuO-ZnO可使甲醇含量最高，催化效果最好；a、b两点温度较低，反应速率慢，未达到平衡，c点是拐点，是该温度平衡点，d点继续升温，平衡逆向移动，故d点已经平衡。 (2)由平衡常数计算可得2y<15x时有Q<K。 (3)反应10min后，气体的总物质的量变为原来的75%，则气体总物质的量减少1mol，氢气反应了1.5mol，0～10min内，氢气的平均反应速率为=0.075 mol/(L·min)；随着反应向右进行，生成物浓度逐渐增加，逆反应速率逐渐增大，所以前5min内的v逆(CH3OH)小于前10min内的v逆(CH3OH)，故答案为：0.075 mol/(L·min)；小于；随着反应向右进行，生成物浓度逐渐增加，逆反应速率逐渐增大，所以前5min内的v逆(CH3OH)小于前10min内的v逆(CH3OH)； (4)A．该反应是气体体积减小的反应，平衡建立过程中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡； B．由质量守恒定律可知，反应过程中气体的总质量始终不变，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡； C．3v正(CH3OH)=v正(H2) 不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡； D．反应中二氧化碳的物质的量减小，水蒸气的物质的量增大，则CO2与H2O的物质的量之比保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡； 故选AD。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $