精品解析：山东省枣庄市2025届高三下学期3月模拟考试（二调）化学试题

枣庄市2025年高三年级第一次适应性检测化学试题 一、单项选择题（每小题2分，共20分） 1. 闵恩泽院士在炼油催化应用科学领域做出卓越贡献，被称为“中国催化剂之父”。催化剂是化学反应的重要工具，下列物质类别中原则上一般不常作为催化剂的是 A. 非金属单质 B. 手性有机小分子 C. 金属配合物 D. 过渡元素的金属单质 2. 下列生活、生产事实不能用平衡移动原理解释的是 A. 热纯碱溶液去油污能力更强 B. 可乐汽水瓶盖打开后有大量气泡冒出 C. 面粉车间遇明火可能发生爆炸 D. 水垢中的CaSO4用饱和Na2CO3溶液浸泡再除去 3. 下列实验室中试剂保存方法正确的是 A. 液溴保存在细口瓶中并加水液封 B. 氢氧化钠溶液保存在磨口玻璃塞的细口瓶中 C. 金属钠保存在装有CCl4的广口瓶中 D. 浓硝酸保存在橡胶塞的棕色细口瓶中 4. 激光操控法可从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期长达10万年，是14C的17倍。下列说法正确的是 A. Ca核素的相对原子质量为40.08 B. 从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化 C. Ca与Ca互为同素异形体 D. 41Ca可应用于地球科学与考古学 5. 科学研究发现：微米级纯水滴中大微滴往往带正电荷，而小微滴往往带负电荷，不同电荷的水微滴可以转移电子(充电)。下列说法错误的是 A. 大微滴中正电荷微粒是H3O+，该微粒中含有配位键 B. 小微滴中负电荷微粒是OH-，其电子式为 C. OH-把电子转移给H3O+，变为-OH D. “充电”总化学方程式2H2O+O2=2H2O2 6. 水合肼(N2H4·H2O)易溶于水，沸点118.5℃，是重要的氢能源稳定剂，其制备原理如下：NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl，下列装置和操作不能达到实验目的的是 A. 装置甲中试剂X可以选择碱石灰 B. 装置乙从a口通入NH3制备N2H4·H2O C. 装置丙用于提纯N2H4·H2O D. 装置丁用于吸收反应中过量的NH3 7. 下列关于X的反应说法错误的是 A. W的分子式为C8H14O3 B. 有机物X能通过缩聚反应合成高分子化合物 C. Y与足量H2反应生成的有机物中含3个不对称碳原子 D. 等物质的量的W、X、Y分别与足量NaOH溶液反应消耗NaOH的物质的量之比为1：2：2 8. 如图装置中，b为H+/H2标准氢电极，可发生还原反应(2H++2e-=H2↑)或氧化反应(H2-2e-=2H+)，a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是 A. 1与2相连，盐桥①中阳离子向b电极移动 B. 2与3相连，电池反应为2Ag+2I-+2H+=2AgI+H2↑ C. 1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量 D. 1与2、2与3相连，两个原电池装置中，电势较低的一极均为b电极 9. 一定条件下，不同的金属盐与十八胺(C18H37NH2)体系反应可得到不同的产物。已知：单一金属盐Ni(NO3)2和AgNO3在十八胺体系中的产物分别是NiO和Ag。相关元素电负性数据如表。下列说法错误的是 元素 Zn Co Ni Ag Pd 电负性(鲍林标度) 1.6 1.8 1.8 1.9 2.2 A. 第一电离能大小关系为N>H>C B. 碱性强弱关系为十八胺>氨气 C. 以Ag+和Co2+盐为原料时得到的产物为Ag-Co合金 D. 以Co2+和Pd2+盐为原料时得到的CoPd2中存在共价键 10. 为提高社会经济效益，钛厂、氯碱厂和甲醇厂进行联合生产，工艺流程如图。下列说法错误的是 A. “氯化”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7：8 B. 制备TiO2·xH2O的方程式：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl C. “合成”反应中原子利用率达100% D. 合成192t甲醇理论上需额外补充H2 5t 二、不定项选择题（每小题4分，共20分） 11. 类比推理是一种重要的思维方法。下列由事实类推的结果正确的是 事实 结果 A HF的热稳定性强于HCl NH4F的热稳定性也强于NH4Cl B N≡N键能大，结构稳定 -C≡C-键能也大，结构也稳定 C NH3易与Cu2+形成配合物 NF3也易与Cu2+形成配合物 D SO2分子空间构型是“V形” O3分子空间构型也是“V形” A. A B. B C. C D. D 12. 草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中，平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3，Ka2=10-4.3。下列说法正确的是 A. 曲线Ⅲ代表C2O B. Ksp(CaC2O4)的数量级为10-9 C. lgc0(HCl)=-4.1时，2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2O)+c(Cl-) D. CaC2O4(s)+2H+(aq)⇌Ca2+(aq)+H2C2O4(aq) K≈10-3.0 13. 为探究碘水与AgNO3溶液反应，设计如下实验。向碘水、淀粉的混合液中加入AgNO3溶液，蓝色褪去，产生黄色沉淀。过滤，得滤液①，向滤液①中加入过量NaCl溶液，产生白色沉淀，过滤，得到滤液②，向滤液②中加入KI溶液，溶液立即变蓝。下列分析错误的是 A. 蓝色褪去的原因是Ag+氧化了I2 B. 产生黄色沉淀后溶液的pH变小 C. 用Na2CO3溶液代替NaCl，加入KI溶液后的现象仍为立即变蓝 D. 溶液立即变蓝的原因可能是HNO3氧化了I- 14. 乙烯与溴单质发生加成反应的机理如图所示。下列说法错误的是 ① ② A. 将乙烯通入含NaCl杂质的溴水中，可能生成BrCH2CH2Cl B. 相同条件下，乙烯与溴的CCl4溶液反应比与溴水反应更容易 C. 玻璃容器表面的Si-O键，对反应进行有一定的促进作用 D. 为得到纯净的1，2-二溴乙烷，应选择乙烯与溴的CCl4溶液发生反应 15. 硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g) ΔH<0.恒容密闭容器中按不同的投料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定某温度下体系达平衡时的Δp，结果如图。已知：Δp=p0-pt，p0为体系初始压强，等于240kPa；pt为体系平衡压强。 下列说法错误的是 A. 图甲能准确表示该温度下Δp随进料比变化的曲线是C B. 图甲中，该温度下产物SO2Cl2平衡时物质的量分数的最大值约为43% C. 图乙中温度关系为T3>T2>T1 D. 图乙T1温度下，平衡常数 三、非选择题(本题共5小题，共60分) 16. 氮、磷元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题： （1）甲中钒的化合价为__________，中心离子配位数为__________；钒元素在周期表中的位置为_________。 （2）乙中氮原子的孤电子对位于____轨道上；碳氧键键长小于甲醇中碳氧键键长，可能的原因是________。 （3）用●、○分别表示K+和某未知微粒，其构成的四方晶胞如图a所示，图b、图c分别显示的是K+和该未知微粒在晶胞xz面、yz面上的位置： ①未知微粒为____(填标号)。 A． B． C． ②若晶体的密度为ρ g/cm3，晶胞高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞正方形底边的边长为____pm(填代数式)。 ③晶胞在x轴方向的投影图为____(填标号)。 17. [Co(Ⅱ)Salen]常用于模拟研究金属蛋白质的载氧机理。回答下列问题： Ⅰ．按如图装置进行制备[Co(Ⅱ)Salen] 已知：i．Co2+在溶液中易被氧化为Co3+； ii．双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构简式分别为： 制备过程：三颈烧瓶中加入水杨醛(1.6mL)、乙二胺(0.5mL)及95%乙醇(80mL)，室温搅拌4-5min，生成亮黄色双水杨醛缩乙二胺晶体。通N2，通冷凝水，加热使晶体溶解，将醋酸钴溶液(15mL)加入烧瓶中，生成胶状沉淀，继续保持微沸，有暗红色晶体析出，回流结束。冷却、抽滤、洗涤、干燥，制得产品。 （1）A处应安装的仪器是________(填名称)；恒压滴液漏斗支管的作用是___________。 （2）不通氮气会造成实验失败，原因是________；“保持微沸”的目的是___________。 （3）回流结束后，接下来的操作顺序为________(填序号)。 ①关闭冷凝水 ②停止加热 ③停止通氮气 （4）双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的化学方程式为___________。 Ⅱ．按如图乙装置进行载氧量测定 图乙 （5）除去装置中的空气后，关闭K1、K2，每隔5分钟记录一次数据。每次读数前应先进行的操作是___________。 （6）[Co(Ⅱ)Salen]在DMF中可吸氧。载氧量测定结果如表： 序 号 [Co(Ⅱ)Salen] 样品质量/g 吸氧体积 /mL(标况下) 1 m 3.22 2 m 3.38 3 m 3.20 配合物载氧量=n(吸收的O2)：n([Co(Ⅱ)Salen])的计算式为_________(已知：M[Co(Ⅱ)Salen]=325g/mol）。 18. 某厂的高铟、高铅烟灰(In2O3、In2S3、PbO、Fe2O3、ZnO)可提取铟和铅，工艺流程如图： 已知：i．In3+与Al3+性质相似，易水解。 ii．Ksp(PbCl2)=3.2×10-5、Ksp(PbCO3)=1.2×10-14、Ksp[Pb(OH)2]=2.0×10-15。 iii．In3+能被有机萃取剂P204(简称H2A2)萃取，其萃取原理可表示为In3+(水层)+3H2A2(有机层)⇌InA3·3HA(有机层)+3H+(水层)。 回答下列问题： （1）“高温酸浸”后滤渣除二氧化锰外还有________，该操作中硫元素被氧化为硫酸根，In2S3反应的化学方程式为_____________。 （2）室温时，向结晶产物PbCl2固体中加入NH4HCO3溶液，并加入氨水调节pH进行脱氯碳化。“脱氯碳化”过程中，为避免Pb(OH)2的生成，应将pH控制在________以下；灼烧过程中，将80.1mg PbCO3在氩气中加热分解(气体产物只有CO2)，316℃时，剩余固体的质量为71.3mg，此时固体n(Pb)：n(C)= ________。 （3）“系列操作”含如下步骤： ①萃取前加入Na2SO3预处理可提高铟纯度，可能的原因是______。 ②关于萃取与反萃取，下列说法错误的是________(填标号)。 A．pH越大萃取效果越好 B．有机相经处理后可以循环利用 C．萃取与反萃取原理相同，均利用了溶质在溶剂中溶解性的不同 ③反萃取时，有机相与水相体积比和反萃取率、水相中铟浓度的关系如图所示，操作时选择有机相和水相的体积比为________；所需玻璃仪器为________。 19. 化合物M是制备某药物的中间体，其合成路线如图所示。回答下列问题： 已知： （1）A的名称为________；B→C过程中有副产物C’()，分离C与C’的操作为_____，从物质结构角度分析，原因是__________。 （2）E→F过程中，Sn2+转化为Sn3+，n(氧化剂)与n(还原剂)之比为________。 （3）J+F→K的反应方程式____________。 （4）符合下列条件的C的同分异构体有____种(不考虑立体异构)。 ①含不对称碳的芳香族化合物；②能发生银镜反应； （5）已知。由G经三步转化到H，路线如下： 其中第一步NH2OH只断裂氧氢键，中间产物Q、R的结构简式分别为________、________。 20. 水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：Ⅰ．CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41.2kJ/mol 副反应：Ⅱ．CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g) ΔH2=-206.1kJ/mol 回答下列问题： （1）反应4H2(g)+CO2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)的焓变ΔH=____kJ/mol，该反应在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)更易自发进行。 （2）恒定总压3.40MPa和水碳比[n(H2O)/n(CO)=12：5]投料，在不同条件下达到平衡时CO2、H2和CH4分压(某成分分压=总压X该成分的物质的量分数)如表： p(CO2)/MPa p(H2)/MPa p(CH4)/MPa 条件1 060 0.60 0 条件2 0.84 0.72 0.04 在条件1下，水煤气变换反应的压强平衡常数Kp为____；在条件2下，CO转化为CH4的选择性为____%(保留两位有效数字)。 （3）水煤气变换反应是放热反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。 在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作，实现该过程的操作有____(填标号)。 A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热 （4）水煤气变换反应可能的基元反应步骤如下： ①H2O+*=H2O*；②H2O*+*=OH*+H*；③OH*+*=O*+H*；④2H*=H2+2*；⑤CO+*=CO*；⑥___________；⑦CO2*=CO2+*。 已知：*表示催化剂表面活性位，X*表示金属表面吸附物种。第⑥步基元反应为___________。 （5）水煤气变换反应的速率表达式：v正=k正·c(CO)·c(H2O)，v逆=k逆·c(CO2)·c(H2)(k正、k逆为化学反应速率常数)。lnk-1/T关系如图所示，550-600K温度范围内，四种催化剂中活性最差的是____(填标号)。 A. Cu(110) B. Cu(111) C. Au(111) D. Pd(111) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 枣庄市2025年高三年级第一次适应性检测化学试题 一、单项选择题（每小题2分，共20分） 1. 闵恩泽院士在炼油催化应用科学领域做出卓越贡献，被称为“中国催化剂之父”。催化剂是化学反应的重要工具，下列物质类别中原则上一般不常作为催化剂的是 A. 非金属单质 B. 手性有机小分子 C. 金属配合物 D. 过渡元素的金属单质 【答案】A 【解析】 【详解】A．非金属单质并不是常用的催化剂类型，通常，非金属单质更多地作为反应物或产物出现，而不是催化剂，A正确； B．手性有机小分子可以作为催化剂，尤其是在不对称合成中，它们可以有效地促进特定立体化学产物的形成，B错误； C．金属配合物是广泛使用的催化剂类型，特别是在有机合成中，它们可以提供特定的活性中心来促进反应，C错误； D．过渡元素金属单质：过渡元素的金属单质，如铂、钯等，是工业催化中常见的催化剂，用于各种类型的化学反应，包括加氢反应等，D错误； 故选A。 2. 下列生活、生产事实不能用平衡移动原理解释的是 A. 热纯碱溶液去油污能力更强 B. 可乐汽水瓶盖打开后有大量气泡冒出 C. 面粉车间遇明火可能发生爆炸 D. 水垢中的CaSO4用饱和Na2CO3溶液浸泡再除去 【答案】C 【解析】 【详解】A．纯碱中碳酸根离子水解 ，升高温度，水解平衡右移，氢氧根离子浓度增大，去油污能力更强，故A正确； B．可乐汽水中溶解了大量二氧化碳，打开瓶盖，瓶内压强减小，平衡逆移，产生大量气泡，故B正确； C．面粉中含有大量碳水化合物，遇明火粉尘会迅速燃烧，释放大量的热，这是一个化学反应过程，不涉及平衡移动，故C错误； D．，加入饱和Na2CO3溶液，平衡正移，可除去硫酸钙，故D正确； 答案选C。 3. 下列实验室中试剂保存方法正确的是 A. 液溴保存在细口瓶中并加水液封 B. 氢氧化钠溶液保存在磨口玻璃塞的细口瓶中 C. 金属钠保存在装有CCl4的广口瓶中 D. 浓硝酸保存在橡胶塞的棕色细口瓶中 【答案】A 【解析】 【详解】A．液溴易挥发且密度大于水，通常储存在细口瓶中并加水液封以隔绝空气，减少挥发，A正确； B．氢氧化钠溶液会与玻璃中的反应生成，方程式为：，导致磨口玻璃塞黏结，应使用橡胶塞，B错误； C．金属钠密度小于，会浮在表面，无法有效隔绝空气，应保存在煤油中，C错误； D．浓硝酸具有强氧化性，会腐蚀橡胶塞，应使用玻璃塞；需避光保存(保存于棕色细口瓶中)，否则发生分解：，D错误； 故选A。 4. 激光操控法可从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期长达10万年，是14C的17倍。下列说法正确的是 A. Ca核素的相对原子质量为40.08 B. 从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化 C. Ca与Ca互为同素异形体 D. 41Ca可应用于地球科学与考古学 【答案】D 【解析】 【详解】A．元素周期表每一小方格中下方数字表示相对原子质量，Ca的相对原子质量是40.08，钙元素核素平均相对原子质量为40.08，核素的相对原子质量不是40.08，A错误； B．从 Ca 原子束流中俘获41Ca 原子的过程未涉及新物质生成，属于物理变化，B错误； C．同素异形体指同种元素由于晶体结构等不同而表现出不同的单质形态，与互为同位素，而不是同素异形体，C错误； D．41Ca半衰期长，适合作为同位素示踪剂，用于地球科学和考古学中测定年代，D正确； 故选D。 5. 科学研究发现：微米级纯水滴中大微滴往往带正电荷，而小微滴往往带负电荷，不同电荷的水微滴可以转移电子(充电)。下列说法错误的是 A. 大微滴中正电荷微粒是H3O+，该微粒中含有配位键 B. 小微滴中负电荷微粒是OH-，其电子式为 C. OH-把电子转移给H3O+，变为-OH D. “充电”总化学方程式为2H2O+O2=2H2O2 【答案】D 【解析】 【详解】A．微米级纯水滴中大微滴往往带正电荷，正电荷微粒是H3O+，该微粒中O原子提供孤电子对，H+提供空轨道，形成配位键，A正确； B．小微滴往往带负电荷，负电荷微粒是OH-，含有10个电子，电子式为，B正确； C．带负电荷的水滴失去电子，带正电荷的水滴得到电子，OH-把电子转移给H3O+，变为-OH，C正确； D．H3O+得到电子生成原子H，再生成H2，因此总反应的产物为H2O2和H2，“充电”总化学方程式为H3O++OH-=H2O2+H2，D错误； 故选D。 6. 水合肼(N2H4·H2O)易溶于水，沸点118.5℃，是重要的氢能源稳定剂，其制备原理如下：NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl，下列装置和操作不能达到实验目的的是 A. 装置甲中试剂X可以选择碱石灰 B. 装置乙从a口通入NH3制备N2H4·H2O C. 装置丙用于提纯N2H4·H2O D. 装置丁用于吸收反应中过量的NH3 【答案】C 【解析】 【详解】A．装置甲用于制备氨气，浓氨水和碱石灰混合时，碱石灰溶解放热且溶液中氢氧根离子浓度增大，促使浓氨水分解产生氨气，所以试剂X可以选择碱石灰，能达到实验目的，不符合题意，A错误； B．由于NH3极易溶于水，在装置乙从a口通入NH3，能快速被溶液吸收，形成饱和溶液，浓度增大，滴入NaClO溶液后能快速反应生成N2H4·H2O，能达到实验目的，不符合题意，B错误； C．水合肼N2H4·H2O沸点为118.5℃，装置丙为蒸馏装置，通过蒸馏可以分离提纯水合肼，但是温度计的位置错误，应该置于支管口处，故不能达到实验目的，符合题意，C正确； D．NH3极易溶于水，不溶于CCl4，装置丁中CCl4能起到防倒吸的作用，可用于吸收反应中过量的NH3，能达到实验目的，不符合题意，D错误； 故选C。 7. 下列关于X的反应说法错误的是 A. W的分子式为C8H14O3 B. 有机物X能通过缩聚反应合成高分子化合物 C. Y与足量H2反应生成的有机物中含3个不对称碳原子 D. 等物质的量的W、X、Y分别与足量NaOH溶液反应消耗NaOH的物质的量之比为1：2：2 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据的结构可知，其分子式为，A正确； B．有机物是物质水解生成的产物，结构式为：，分子中含有羧基和酚羟基，在一定条件下可以发生缩聚反应合成高分子化合物，B正确； C．与足量反应生成的有机物是，其手性碳即不对称碳位置如图：，C正确； D．若三种物质均为，含有一个羧基，可以消耗；的结构为，含有一个羧基和一个酚羟基，消耗；物质含有一个酯基，水解生成羧酸钠和乙醇，只消耗，醚键在碱性情况下不水解，不消耗氢氧化钠，所以消耗的物质的量之比为，D错误； 故选D。 8. 如图装置中，b为H+/H2标准氢电极，可发生还原反应(2H++2e-=H2↑)或氧化反应(H2-2e-=2H+)，a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是 A. 1与2相连，盐桥①中阳离子向b电极移动 B. 2与3相连，电池反应为2Ag+2I-+2H+=2AgI+H2↑ C. 1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量 D. 1与2、2与3相连，两个原电池装置中，电势较低的一极均为b电极 【答案】B 【解析】 【分析】1与2相连，左侧两池构成原电池，a电极质量减小，AgCl转化为Ag，说明a为正极，b为负极，b极反应为；2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，Ag转化为AgI，说明c为负极，b为正极，b极反应为：，据此分析。 【详解】A．由分析可知，1与2相连，a为正极，b为负极，盐桥①中阳离子向a电极移动，A错误； B．2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，Ag转化为AgI，说明c为负极，b为正极，生成氢气，电池反应为，B正确； C．1与3相连，由于AgI更难溶，AgCl转化为AgI，a极为正极，AgCl转化为Ag，a极质量减小，b极为负极，Ag转化为AgI，b极质量增加，a电极减小的质量小于c电极增大的质量，C错误； D．1与2相连，b为负极，电势较低；2与3相连，c为负极，电势较低，D错误； 故选B。 9. 一定条件下，不同的金属盐与十八胺(C18H37NH2)体系反应可得到不同的产物。已知：单一金属盐Ni(NO3)2和AgNO3在十八胺体系中的产物分别是NiO和Ag。相关元素电负性数据如表。下列说法错误的是 元素 Zn Co Ni Ag Pd 电负性(鲍林标度) 1.6 1.8 1.8 1.9 2.2 A. 第一电离能大小关系为N>H>C B. 碱性强弱关系为十八胺>氨气 C. 以Ag+和Co2+盐为原料时得到的产物为Ag-Co合金 D. 以Co2+和Pd2+盐为原料时得到的CoPd2中存在共价键 【答案】C 【解析】 【详解】A．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满稳定结构，其第一电离能大于O，H的1s轨道为半充满稳定结构，且原子半径小，第一电离能也较大，所以第一电离能大小关系为N>H>C，A正确； B．长链烷基的供电子效应增强氮原子上孤对电子的能力，使十八胺碱性更强，故碱性强弱关系为十八胺>氨气，B正确； C．根据题目示例，Ni2+生成NiO（未被还原），Ag+生成Ag（被还原）。Ag+电负性（1.9）高于Co（1.8），Ag+优先被还原为Ag单质，而Co2+因还原性较弱，可能水解生成CoO，而非被还原为Co单质，故无法形成合金，C错误； D．Co的电负性为1.8，Pd的电负性为2.2，二者电负性差值较小，以Co2+和Pd2+盐为原料时得到的CoPd2更倾向于形成金属键和一定的共价键，D正确； 故选C。 10. 为提高社会经济效益，钛厂、氯碱厂和甲醇厂进行联合生产，工艺流程如图。下列说法错误的是 A. “氯化”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7：8 B. 制备TiO2·xH2O的方程式：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl C. “合成”反应中原子利用率达100% D. 合成192t甲醇理论上需额外补充H2 5t 【答案】D 【解析】 【分析】由图知，精制浓缩海水在电解槽中发生反应，得到烧碱、Cl2和H2，将Cl2、C和FeTiO3发生绿化反应得到FeCl3、TiCl4和CO，反应的化学方程式为，CO与H2发生反应合成甲醇，TiC4与水发生TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl反应制备TiO2·xH2O，据此回答。 【详解】A．由分析知，“氯化”反应的化学方程式为，在该反应中Cl2中氯元素化合价降低，作氧化剂；C和Fe元素化合价升高，作还原剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为，A正确； B．根据元素守恒可知，TiC4与水反应制备TiO2·xH2O的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl，B正确； C．“合成” 反应为，反应物中的原子全部转化为目标产物，原子利用率达100%，C正确； D．电解精制浓缩海水生成Cl2和H2，根据，“氯化” 中，CO与H2合成甲醇，192t甲醇的物质的量为，则需要的CO和H2物质的量分别为、，则电解产生的氯气的物质的量=电解产生的氢气的物质的量=生成CO对应的Cl2物质的量为7×106mol，则还需额外补充H2的物质的量为，质量为，D错误； 故选D。 二、不定项选择题（每小题4分，共20分） 11. 类比推理是一种重要的思维方法。下列由事实类推的结果正确的是 事实 结果 A HF的热稳定性强于HCl NH4F的热稳定性也强于NH4Cl B N≡N键能大，结构稳定 -C≡C-键能也大，结构也稳定 C NH3易与Cu2+形成配合物 NF3也易与Cu2+形成配合物 D SO2分子空间构型是“V形” O3分子空间构型也是“V形” A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．HF的热稳定性强于HCl，是因为F的非金属性强于Cl，H - F键能大于H - Cl键能，但NH4F中水解显碱性，NH4Cl中不水解，且NH4F受热易分解，所以NH4F的热稳定性弱于NH4Cl，A错误； B．N≡N键能大导致N2稳定，但-C≡C-的键能虽大，炔烃（如乙炔）因π键易断裂，化学性质活泼，易发生加成等反应，B错误； C．NH3中N的孤对电子易与Cu2+形成配合物，但而NF3中F的电负性很强，吸引电子能力强，使得N原子上的孤电子对不易给出，所以NF3不易与Cu2+形成配合物，C错误； D．SO2中S原子的价层电子对数，含有1个孤电子对，分子空间构型是 “V形”； O3中O原子的价层电子对数，含有1个孤电子对，分子空间构型也是 “V形”，D正确； 故选D。 12. 草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中，平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3，Ka2=10-4.3。下列说法正确的是 A. 曲线Ⅲ代表C2O B. Ksp(CaC2O4)的数量级为10-9 C. lgc0(HCl)=-4.1时，2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2O)+c(Cl-) D. CaC2O4(s)+2H+(aq)⇌Ca2+(aq)+H2C2O4(aq) K≈10-3.0 【答案】BD 【解析】 【分析】随着lgc0(HCl)的增大，则c0(HCl)逐渐增大，溶液的酸性增强，溶液中c()减小、c()先增大后减小、c(H2C2O4)增大，所以曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示lgc()、lgc()、lgc(H2C2O4)， 以此解答。 【详解】A．草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中，溶液的酸性增强，溶液中c()减小、曲线Ⅰ代表，A错误； B．由图可知，当lgc0(HCl)=1时， ，，=10-4.3，mol/L，，，由图可知，当lgc0(HCl)=1时，c(Ca2+)= c()=10-0.5mol/L，则Ksp(CaC2O4)= c(Ca2+)=1×10-8.6，数量级为10-9，B正确； C．溶液中存在电荷守恒 ，lgc0(HCl)=-4.1时，，则存在关系，C错误； D．CaC2O4(s)+2H+(aq)⇌Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数K= ==10-3.0，D正确； 故选BD。 13. 为探究碘水与AgNO3溶液反应，设计如下实验。向碘水、淀粉的混合液中加入AgNO3溶液，蓝色褪去，产生黄色沉淀。过滤，得滤液①，向滤液①中加入过量NaCl溶液，产生白色沉淀，过滤，得到滤液②，向滤液②中加入KI溶液，溶液立即变蓝。下列分析错误的是 A. 蓝色褪去的原因是Ag+氧化了I2 B. 产生黄色沉淀后溶液的pH变小 C. 用Na2CO3溶液代替NaCl，加入KI溶液后的现象仍为立即变蓝 D. 溶液立即变蓝的原因可能是HNO3氧化了I- 【答案】AC 【解析】 【详解】A．蓝色褪去是因为I2参与了反应，但Ag+不能氧化I2，该反应中发生的是I2与水的可逆反应，加入AgNO3溶液，Ag+与结合生成AgI黄色沉淀，使平衡正向移动，I2浓度减小，蓝色褪去，A错误； B．I2与水发生反应生成HI和HIO，加入AgNO3溶液后，Ag+与结合生成AgI沉淀，促进Ag+与水的反应正向进行，生成更多的，所以溶液的pH变小，B正确； C．若用Na2CO3代替NaCl，Na2CO3会中和溶液中的H⁺，生成CO2和H2O，同时沉淀部分Ag⁺为Ag2CO3，滤液②中pH升高，在碱性条件下氧化性较弱，无法将I⁻氧化为I₂，因此加入KI后不会立即变蓝，C错误； D．在酸性条件下，HNO3具有强氧化性，能将氧化为I2，所以溶液立即变蓝的原因可能是HNO3氧化了，D正确； 故选AC。 14. 乙烯与溴单质发生加成反应的机理如图所示。下列说法错误的是 ① ② A. 将乙烯通入含NaCl杂质的溴水中，可能生成BrCH2CH2Cl B. 相同条件下，乙烯与溴的CCl4溶液反应比与溴水反应更容易 C. 玻璃容器表面的Si-O键，对反应进行有一定的促进作用 D. 为得到纯净的1，2-二溴乙烷，应选择乙烯与溴的CCl4溶液发生反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．从反应机理可知，第一步Br2在环境诱导下键极性增强，形成和，若体系中有NaCl，有可能参与后续反应，与溴鑰离子结合，从而生成BrCH2CH2Cl，A正确； B．溴水中存在水，水是极性分子，会对Br2分子产生诱导作用，增强Br - Br键的极性，更有利于反应进行；而CCl4为非极性溶剂，对Br2分子的诱导作用较弱，所以相同条件下，乙烯与溴水反应比与溴的CCl4溶液反应更容易，B错误； C．玻璃容器表面的Si - O键具有一定极性，能对Br2分子产生环境诱导，增强Br - Br键的极性，对反应进行有一定的促进作用，C正确； D．乙烯与溴的CCl4溶液反应，体系中只有乙烯、溴和CCl4，CCl4不参与反应，能减少其他副反应的发生，从而可得到更纯净的1，2-二溴乙烷，D正确； 故选B。 15. 硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g) ΔH<0.恒容密闭容器中按不同的投料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定某温度下体系达平衡时的Δp，结果如图。已知：Δp=p0-pt，p0为体系初始压强，等于240kPa；pt为体系平衡压强。 下列说法错误的是 A. 图甲能准确表示该温度下Δp随进料比变化的曲线是C B. 图甲中，该温度下产物SO2Cl2平衡时物质的量分数的最大值约为43% C. 图乙中温度关系为T3>T2>T1 D. 图乙T1温度下，平衡常数 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题干可得，反应的Kp不变，且该反应中SO2和Cl2的化学计量系数之比为1∶1，当投料比为1∶1时最大，则投料比为a∶b与b∶a时，相等，即投料比为0.5和2时的相等，则图甲能准确表示该温度下Δp随进料比变化的曲线是D，A错误； B．图甲中，当时，，恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，设起始时和物质的量均为x mol，则反应达到平衡时气体总物质的量减小 。根据化学方程式可知生成的物质的量为0.6xmol，平衡时气体总物质的量为2x-0.6x=1.4xmol ，则图甲中，该温度下产物SO2Cl2平衡时物质的量分数的最大值约为 ，B正确； C．该反应ΔH<0，属于放热反应，相同投料比时，升高温度，平衡逆向移动，气体物质的量增大，减小，则图乙中温度关系为，C正确； D．图乙T1温度下，时，，设起始时物质量为nmol，则物质的量为2nmol，反应后气体总物质的量减小 ，根据化学方程式可知生成的物质的量为，平衡时物质的量为(2n-0.75n)mol=1.25n mol，物质的量为(n-0.75n)mol=0.25n mol ，平衡时总压强 ，则平衡时， ，，所以平衡常数，D错误； 故选AD。 三、非选择题(本题共5小题，共60分) 16. 氮、磷元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题： （1）甲中钒的化合价为__________，中心离子配位数为__________；钒元素在周期表中的位置为_________。 （2）乙中氮原子的孤电子对位于____轨道上；碳氧键键长小于甲醇中碳氧键键长，可能的原因是________。 （3）用●、○分别表示K+和某未知微粒，其构成的四方晶胞如图a所示，图b、图c分别显示的是K+和该未知微粒在晶胞xz面、yz面上的位置： ①未知微粒为____(填标号)。 A． B． C． ②若晶体的密度为ρ g/cm3，晶胞高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞正方形底边的边长为____pm(填代数式)。 ③晶胞在x轴方向的投影图为____(填标号)。 【答案】（1） ①. +3 ②. 6 ③. 第四周期ⅤB族 （2） ①. ②. 乙中存在大键，N原子与芳环的共轭效应可在一定程度上缩短碳氧原子之间的键长 （3） ①. C ②. ③. D 【解析】 【小问1详解】 甲中配体有3个O（-2价）和3个N（-3价），根据化合物中各元素化合价代数和为0，设V的化合价为x，则，解得x = + 3；中心离子与3个N原子和3个O原子形成配位键，所以配位数是6；钒元素的原子序数是23，在周期表中的位置为第四周期ⅤB族； 【小问2详解】 乙中氮原子形成1个双键和1个单键，还有1对孤电子对，价层电子对数为3，杂化类型为杂化，所以孤电子对位于轨道上；由于乙中存在大键，N原子与芳环的共轭效应可在一定程度上缩短碳氧原子之间的键长； 【小问3详解】 ①；根据图 a、b、c，利用均摊法计算的个数：（棱上的被4个晶胞共用，面上的被2个晶胞共用，体内的完全属于该晶胞）；未知微粒个数：)（顶点的未知微粒被8个晶胞共用，面上的未知微粒被2个晶胞共用，体内的未知微粒完全属于该晶胞）。所以与未知微粒的个数比为4:4 = 1:1，根据化合物中正负化合价代数和为0，K为+1价，则未知微粒带1个负电荷，所以未知微粒为，答案选C； ②若晶体的密度为ρ g/cm3，晶胞高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，设晶胞正方形底边边长为xpm，则，解得晶胞正方形底边的边长为； ③由图(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x轴方向的投影图为，选D。 17. [Co(Ⅱ)Salen]常用于模拟研究金属蛋白质的载氧机理。回答下列问题： Ⅰ．按如图装置进行制备[Co(Ⅱ)Salen] 已知：i．Co2+在溶液中易被氧化为Co3+； ii．双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构简式分别为： 制备过程：在三颈烧瓶中加入水杨醛(1.6mL)、乙二胺(0.5mL)及95%乙醇(80mL)，室温搅拌4-5min，生成亮黄色双水杨醛缩乙二胺晶体。通N2，通冷凝水，加热使晶体溶解，将醋酸钴溶液(15mL)加入烧瓶中，生成胶状沉淀，继续保持微沸，有暗红色晶体析出，回流结束。冷却、抽滤、洗涤、干燥，制得产品。 （1）A处应安装的仪器是________(填名称)；恒压滴液漏斗支管的作用是___________。 （2）不通氮气会造成实验失败，原因是________；“保持微沸”的目的是___________。 （3）回流结束后，接下来的操作顺序为________(填序号)。 ①关闭冷凝水 ②停止加热 ③停止通氮气 （4）双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的化学方程式为___________。 Ⅱ．按如图乙装置进行载氧量测定 图乙 （5）除去装置中的空气后，关闭K1、K2，每隔5分钟记录一次数据。每次读数前应先进行的操作是___________。 （6）[Co(Ⅱ)Salen]在DMF中可吸氧。载氧量测定结果如表： 序 号 [Co(Ⅱ)Salen] 样品质量/g 吸氧体积 /mL(标况下) 1 m 3.22 2 m 3.38 3 m 3.20 配合物载氧量=n(吸收的O2)：n([Co(Ⅱ)Salen])的计算式为_________(已知：M[Co(Ⅱ)Salen]=325g/mol）。 【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. 平衡气压，使漏斗中的液体顺利流下 （2） ①. Co2+或双水杨醛缩乙二胺易被空气中的氧气氧化 ②. 使胶状微粒聚沉，便于过滤 （3）②①③ （4）+(CH3COO)2Co+2CH3COOH （5）调整水准调节器，使其和量气管内液面相平 （6）(3.21×10-3×325)：22.4m 【解析】 【分析】由题意可知，制备配合物的操作为：通N2排出装置内的氧气，在氮气保护作用下，向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液，加热回流1h，待沉淀转化为暗红色晶体后停止加热、关闭冷凝水、停止通氮气，充分冷却后将溶液过滤，洗涤并干燥，得到配合物。 【小问1详解】 为了提高反应物的转化率，使反应充分进行，A处应安装的仪器是球形冷凝管；使用恒压分液漏斗支管的作用是平衡气压，使漏斗中的液体顺利流下； 【小问2详解】 Co2+或双水杨醛缩乙二胺会被空气中的氧气氧化，通入氮气排除装置中的空气，防止其被氧化；“保持微沸”可以使胶状微粒聚沉，便于过滤； 【小问3详解】 由分析可知，回流结束后的操作为停止加热、关闭冷凝水、停止通入氮气，充分冷却后将溶液过滤、洗涤、干燥得到配合物，故答案为：②①③； 【小问4详解】 从双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构可知，双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的同时生成醋酸，化学方程式为+(CH3COO)2Co+2CH3COOH； 【小问5详解】 每次记录时应先进行操作是调整水准调节器，使其和量气管内液面相平； 【小问6详解】 由三次实验数据可知，第二次试验误差较大，数据应舍去，则标准状况下吸收氧气平均体积为，则，，故n(吸收的O2)：n([Co(Ⅱ)Salen])=(3.21×10-3×325)：22.4m。 18. 某厂的高铟、高铅烟灰(In2O3、In2S3、PbO、Fe2O3、ZnO)可提取铟和铅，工艺流程如图： 已知：i．In3+与Al3+性质相似，易水解。 ii．Ksp(PbCl2)=3.2×10-5、Ksp(PbCO3)=1.2×10-14、Ksp[Pb(OH)2]=2.0×10-15。 iii．In3+能被有机萃取剂P204(简称H2A2)萃取，其萃取原理可表示为In3+(水层)+3H2A2(有机层)⇌InA3·3HA(有机层)+3H+(水层)。 回答下列问题： （1）“高温酸浸”后滤渣除二氧化锰外还有________，该操作中硫元素被氧化为硫酸根，In2S3反应的化学方程式为_____________。 （2）室温时，向结晶产物PbCl2固体中加入NH4HCO3溶液，并加入氨水调节pH进行脱氯碳化。“脱氯碳化”过程中，为避免Pb(OH)2的生成，应将pH控制在________以下；灼烧过程中，将80.1mg PbCO3在氩气中加热分解(气体产物只有CO2)，316℃时，剩余固体的质量为71.3mg，此时固体n(Pb)：n(C)= ________。 （3）“系列操作”含如下步骤： ①萃取前加入Na2SO3预处理可提高铟的纯度，可能的原因是______。 ②关于萃取与反萃取，下列说法错误的是________(填标号)。 A．pH越大萃取效果越好 B．有机相经处理后可以循环利用 C．萃取与反萃取原理相同，均利用了溶质在溶剂中溶解性的不同 ③反萃取时，有机相与水相体积比和反萃取率、水相中铟浓度的关系如图所示，操作时选择有机相和水相的体积比为________；所需玻璃仪器为________。 【答案】（1） ①. PbSO4 ②. （2） ①. 7.5 ②. 3：1 （3） ①. P204可以萃取Fe3+，不能萃取Fe2+，Na2SO3还原Fe3+为Fe2+，防止Fe3+被萃取 ②. AC ③. 4：1 ④. 烧杯、分液漏斗 【解析】 【分析】高铟、高铅烟灰(In2O3、In2S3、PbO、Fe2O3、ZnO)加入MnO2和稀硫酸，PbO转化PbSO4，浸取渣含有PbSO4、MnO2，滤液中含有In3+、Fe3+、Zn2+、Mn2+，萃取分离出有机液含In(HA2)3，加盐酸反萃取得到溶液含HInCl4，置换时加Zn发生3Zn+2HInC14═2In+3ZnCl2+2HCl，从而得到海绵铟，PbSO4、MnO2用HCl和NaCl混合溶液浸出，过滤得到MnO2，PbSO4转化为PbCl2，向结晶产物PbCl2固体中加入NH4HCO3溶液，并加入氨水调节pH进行脱氯碳化，灼烧PbCO3生成PbO，还原PbO得到Pb，以此来解答。 【小问1详解】 由分析可知，“高温酸浸”后滤渣除二氧化锰外还有PbSO4，该操作中硫元素被MnO2氧化为硫酸根，MnO2转化为Mn2+，根据得失电子守恒和原子守恒配平In2S3反应的化学方程式为：。 【小问2详解】 “脱氯碳化”过程中，PbCl2转化为Pb(OH)2时，需要满足：Ksp(PbCl2)=Ksp[Pb(OH)2]×，=，PbCl2饱和溶液中存在溶解平衡：，则c(Cl-)= ，则c(OH-)= =10-6.5mol/L，c(H+)==10-7.5mol/L，pH=7.5，则“脱氯碳化”过程中，为避免Pb(OH)2的生成，应将pH控制在7.5以下；80.1mg PbCO3的物质的量为，PbCO3在氩气中加热分解(气体产物只有CO2)，可得关系式：，故时固体减少的质量即生成CO2的质量，n(CO2)=，剩余固体中。 【小问3详解】 ①萃取前加入Na2SO3预处理可提高铟纯度，可能的原因是P204可以萃取Fe3+，不能萃取Fe2+，Na2SO3还原Fe3+为Fe2+，防止Fe3+被萃取； ②A．pH越大，c(OH-)越大，可能导致Fe3+转化为氢氧化铁胶体，吸附In3+造成损失，A错误； B．有机相经反萃取处理后又生成有机萃取剂，可以循环利用，B正确； C．加入P204进行萃取，使In3+(水层)+3H2A2(有机层)⇌InA3·3HA(有机层)+3H+(水层)正向移动，加入HCl反萃取，使In3+(水层)+3H2A2(有机层)⇌InA3·3HA(有机层)+3H+(水层)逆向移动，应用了平衡移动的原理，与溶质在溶剂中溶解性无关，C错误； 故选AC； ③由图可知，反萃取中有机相和水相的体积比为4：1时，反萃取率较高，反萃取效果最好，然后经过分液分类出水相，所需玻璃仪器为烧杯、分液漏斗。 19. 化合物M是制备某药物的中间体，其合成路线如图所示。回答下列问题： 已知： （1）A的名称为________；B→C过程中有副产物C’()，分离C与C’的操作为_____，从物质结构角度分析，原因是__________。 （2）E→F过程中，Sn2+转化为Sn3+，n(氧化剂)与n(还原剂)之比为________。 （3）J+F→K的反应方程式____________。 （4）符合下列条件的C的同分异构体有____种(不考虑立体异构)。 ①含不对称碳的芳香族化合物；②能发生银镜反应； （5）已知。由G经三步转化到H，路线如下： 其中第一步NH2OH只断裂氧氢键，中间产物Q、R的结构简式分别为________、________。 【答案】（1） ①. 3-甲基苯酚 ②. 蒸馏 ③. C能形成分子内氢键，C’能形成分子间氢键，不能形成分子内氢键，沸点相差较大 （2）1∶6 （3） （4）16 （5） ①. ②. 【解析】 【分析】结合A的结构简式，B的分子式可知，A→B为A和乙醇的酯化反应，B为，根据已知信息，结合E的结构简式可知，C为，C→D为硝化反应，结合E的结构简式可知D为，，D→E为D中酚羟基上的氢和1—溴丁烷的取代反应，结合F的分子式和K的结构简式可知，F为： ，结合J的分子式和K的结构简式可知，J为，以此解题。 【小问1详解】 结合A的结构简式可知，A的名称为：3-甲基苯酚；根据C’的结构简式可知，其可以形成分子间氢键，根据C的结构简式可知，其可以形成分子内氢键，则C’沸点较高，故分离C与C’的操作为：蒸馏；原因是：C能形成分子内氢键，C’能形成分子间氢键，不能形成分子内氢键，沸点相差较大； 【小问2详解】 F的结构简式为：，则E→F变化时，E中的硝基变为F中的氨基，其中N的化合价降低6，此时E为氧化剂，Sn2+为还原剂，Sn2+转化为Sn3+失去1个电子，根据得失电子守恒可知，E→F过程中，Sn2+转化为Sn3+，n(氧化剂)与n(还原剂)之比为1∶6； 【小问3详解】 由分析可知，J为，F为：，J+F→K为J中酰氯上的氯和F中氨基上的氢发生的取代反应，方程式为：； 【小问4详解】 由分析可知，C为，①含不对称碳的芳香族化合物，则其中含有苯环和手性碳，②能发生银镜反应，其中含有醛基，则苯环上可能有两个支链，支链可能为：、—CHO，或者、—CH3，或者、—OH，每种情况都有邻、间、对三种情况，一共9种，另外苯环上可能有1个支链，支链可能为：、、、、、、，一共有7种，再加上之前的9种，一共16种； 【小问5详解】 中的碳氮三键和NH2OH发生加成反应生成Q为，随后Q脱去—CH3OH生成环状的R为，结合题给信息，R异构化后生成，故答案为：；。 20. 水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：Ⅰ．CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41.2kJ/mol 副反应：Ⅱ．CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g) ΔH2=-206.1kJ/mol 回答下列问题： （1）反应4H2(g)+CO2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)的焓变ΔH=____kJ/mol，该反应在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)更易自发进行。 （2）恒定总压3.40MPa和水碳比[n(H2O)/n(CO)=12：5]投料，在不同条件下达到平衡时CO2、H2和CH4的分压(某成分分压=总压X该成分的物质的量分数)如表： p(CO2)/MPa p(H2)/MPa p(CH4)/MPa 条件1 0.60 0.60 0 条件2 0.84 0.72 0.04 在条件1下，水煤气变换反应的压强平衡常数Kp为____；在条件2下，CO转化为CH4的选择性为____%(保留两位有效数字)。 （3）水煤气变换反应是放热反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。 在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作，实现该过程的操作有____(填标号)。 A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热 （4）水煤气变换反应可能的基元反应步骤如下： ①H2O+*=H2O*；②H2O*+*=OH*+H*；③OH*+*=O*+H*；④2H*=H2+2*；⑤CO+*=CO*；⑥___________；⑦CO2*=CO2+*。 已知：*表示催化剂表面活性位，X*表示金属表面吸附物种。第⑥步基元反应为___________。 （5）水煤气变换反应的速率表达式：v正=k正·c(CO)·c(H2O)，v逆=k逆·c(CO2)·c(H2)(k正、k逆为化学反应速率常数)。lnk-1/T关系如图所示，550-600K温度范围内，四种催化剂中活性最差的是____(填标号)。 A. Cu(110) B. Cu(111) C. Au(111) D. Pd(111) 【答案】（1） ①. -164.9 ②. 低温 （2） ①. 0.5 ②. 4.5 （3）A （4）CO*+O*=CO2*+* （5）D 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律可知，反应Ⅱ-反应Ⅰ可得4H2(g)+CO2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)的焓变ΔH=ΔH2-ΔH1=-206.1kJ/mol+41.2kJ/mol=-164.9 kJ/mol。该反应的ΔS<0，当ΔH-TΔS<0时，反应可以自发进行，则该反应在低温更易自发进行。 【小问2详解】 ①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol和5mol，参加反应的一氧化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式： p(CO2)= ，解得x=3，水煤气变换反应的压强平衡常数Kp为=0.5；条件2下p(CO2)：p(CH4)=0.84：0.04=21：1，CO转化为CH4的选择性为×100%=4.5%。 【小问3详解】 A．按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，反应物浓度增大导致CO的转化率稍减小，之后再通过催化剂层后，CO的转化率又增大且高于原来的，与图中变化相符，A正确； B．喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误； C．换热的过程在催化剂层外，并不会反应，故只有温度降低而不会引起转化率变化，C不正确； 故选A。 【小问4详解】 水煤气变换反应总反应为CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)，可以推知第⑥步基元反应为CO*和O*反应生成CO2*和*，该基元反应为CO*+O*=CO2*+*。 【小问5详解】 反应速率常数越小，则反应越慢，说明催化剂活性越差，550K～600K温度范围内，即横坐标0.0016～0.0018对应的纵坐标lnk的数值是Pd(111)的最小，因此Pd(111)催化的反应速率常数最小，催化活性最差，故选D。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $