内容正文:
重难点02 化学原理类选择题
1.(23-24高二下·江苏盐城·期末)Cu/ZnO催化、与二甲胺反应合成DMF()的可能机理如图,下列说法不正确的是
A.反应过程中有非极性键的断裂和极性键的形成
B.反应过程中可能有甲酸生成
C.、与二甲胺反应可能生成
D.催化剂Cu/ZnO降低了反应的活化能和焓变
2.(23-24高二下·江苏常州高级中学·期末)常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.约为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
3.(23-24高二下·江苏连云港·期末)工业上以菱锰矿(主要成分为,还含少量的等杂质)为原料制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
25℃时,,。下列说法错误的是
A.“浸取”过程中加入少量目的是氧化以便除去铁
B.加氨水的目的是除铁,除铁过程中的
C.溶液中
D.“沉锰”过程中,的和混合溶液中
4.(22-23高二下·江苏泰州·期末)下列关于反应的说法正确的是
A.反应在任何温度下都能自发进行
B.反应物的总键能小于生成物的
C.使用催化剂能改变反应路径,降低反应的焓变
D.增大氨气浓度,反应速率一定加快
5.(23-24高二下·江苏镇江实验高级中学·期末)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关主要反应有:
Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247kJ/mol,K1
Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol,K2
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的平衡常数K1=
B.反应Ⅱ的ΔS<0
C.有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压
D.该工艺每转化0.2mol CO2可获得0.4molCO
6.(22-23高二下·江苏淮安·期末)一款新型的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图如图,锂离子导体膜只允许Li+通过。该电池总反应式为:xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+。下列说法不正确的是
A.充电时,钙电极与直流电源的负极相连
B.充电时,每转移0.2mol电子左室中电解质的质量减轻4.0g
C.Li1-xFePO4/LiFePO4电极充电时发生Li+脱嵌,放电时发生Li+嵌入
D.放电时,正极反应为:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4
7.(23-24高二下·江苏南京江宁区·期末)实验室向悬浊液中加入过量溶液,充分搅拌后过滤得到。已知室温时,,。下列说法正确的是
A.溶液中存在:
B.悬浊液中存在:
C.反应正向进行,需满足
D.过滤后所得滤液中一定存在:
8.(23-24高二下·江苏徐州·期末)我国科研工作者提出“铁-铜()双原子催化硝酸盐法”制氨,装置如题图所示。下列叙述正确的是
A.直流电源的极为负极
B.极的电极反应为
C.电解一段时间后,阳极区溶液不变
D.每生成4.48L,有0.4mol向极迁移
9.(23-24高二下·江苏无锡·期末)Mg/LiFePO4电池的电池反应为:xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1-xFePO4+2xLi+,装置如题图所示。下列说法正确的是
A.放电时,Li+被还原
B.充电时,化学能转变为电能
C.充电时,阳极上发生的电极反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+
D.放电时,电路中每流过2 mol电子,有1 mol Mg2+迁移至正极区
10.(23-24高二下·江苏镇江实验高级中学·期末)采用热分解法脱除沼气中的过程中涉及的主要反应为
反应Ⅰ: kJ⋅mol
反应Ⅱ: kJmol
保持100kPa不变,将与按2∶1体积比投料,并用稀释,在不同温度下反应达到平衡时,所得、与的体积分数如题13图所示。下列说法正确的是
题13图
A.反应的 kJ⋅mol
B.曲线Y代表的是的平衡体积分数
C.高于1050℃时,平衡转化率与平衡转化率的差值随温度升高减小
D.1050℃下反应,增大体系的压强,平衡后H₂的体积分数可能达到0.07
11.(23-24高二下·江苏徐州·期末)氢硫酸()是二元弱酸。常温下,某小组进行如下两组实验:
实验1:向20mL溶液中滴加溶液,有气泡产生。
实验2:向20mL溶液中滴加溶液,生成黑色沉淀且有气泡产生。
已知:常温下,的电离常数,,,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A.溶液中
B.实验1所得溶液中
C.实验2中发生反应
D.实验2中加入30mL溶液,溶液中
12.(23-24高二下·江苏扬州江都中学·期末)一定条件下,乙苯()催化脱氢制苯乙烯()。现向恒压密闭反应器中充入1mol乙苯在催化剂作用下发生反应如下:
反应I: (主反应)
反应Ⅱ: (副反应)
反应Ⅲ: (副反应)
以上反应体系中,苯乙烯、苯和甲苯的选择性()
随乙苯转化率的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.增大反应体系压强,反应Ⅲ平衡不移动
B.若催化剂失去活性,会导致乙苯的平衡转化率降低
C.从M点到N点,反应器中生成的苯乙烯的物质的量减小
D.乙苯转化率为70%时,反应器中苯乙烯的体积分数小于50%
13.(22-23高二下·江苏扬州·期末)向两个不同容器中分别通入3 mol 和1 mol ,发生反应:
Ⅰ:
Ⅱ:
在压强为0.1MPa和1MPa下分别达到平衡,平衡时CO和的物质的量在不同温度下的变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线c表示1MPa时CO的物质的量
B.
C.在N点条件下,反应Ⅱ的平衡常数为2.4
D.200~600℃,随着温度升高的体积分数增大
14.(22-23高二下·江苏苏州·调研)在催化下,与制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法不正确的是
A.过程①中铁元素化合价升高
B.过程③中涉及共价键的断裂与生成
C.催化剂能降低与制乙醛反应的活化能
D.每消耗理论上可生成1mol乙醛
15.(23-24高二下·江苏南京六校联合体·期末)用含少量的溶液制备的过程如图所示。已知:室温下,。下列说法正确的是
A.溶液呈酸性,且
B.除钙镁后的溶液中:
C.溶液中:
D.若将流程中 换成 ,则制得的纯度更高
16.(23-24高二下·江苏无锡·期末)几种难溶盐在水溶液中离子浓度负对数关系如题图所示。已知溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时可认为沉淀完全。下列说法正确的是
A.Ksp(CaCO3)>10-8 B.0.001mol·L-1MnCl2溶液可将沉淀完全
C.在a点,碳酸镁向着沉淀的方向进行 D.Ksp(CaCO3)>Ksp(MgCO3)
17.(22-23高二下·江苏南京师大附中·期末)我国要在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。还原为甲醇是人工合成淀粉的第一步。催化加氢主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
当压强分别为、时,将与以起始物质的量之比为1:3置于密闭容器中反应,不同温度下平衡体系中的转化率、和的选择性如图所示。
下列说法正确的是
A.若 ,则
B.曲线①表示的选择性随温度的变化
C.其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
D.相同温度下,小于,且下的选择性小
18.(22-23高二下·江苏盐城·期末)NH3选择性催化还原NO的反应为,其反应历程如图所示,一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的NH3、NO、O2,下列说法不正确的是
A.NO的转化率可能随NH3浓度的增大而增大
B.NH3与催化剂发生强的化学吸附,而NO在此过程中几乎不被催化剂吸附
C.反应①的活化能小,反应速率快,是控速步骤
D.过渡态Ⅱ化合物中,NH3提供的H原子中的2个与NO中的O结合生成H2O
19.(21-22高二下·江苏淮安·期末)电池系统,该电池具有同时合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是
A.电池工作过程中,正极区溶液pH增大
B.电池的总反应式为
C.Zn/ZnO电极反应为
D.当电路中转移5mol电子时,理论上可获得
20.(22-23高二下·江苏南京六校联合体·期末)通过反应Ι:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可以实现CO2捕获并资源化利用。密闭容器中,反应物起始物质的量比=3时,在不同条件下(分别在温度为250℃下压强变化和在压强为5×105Pa下温度变化)达到平衡时CH3OH物质的量分数变化如下图所示,主要反应如下:
反应II:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2=+42.5kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH3=—90.7kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.反应Ι的ΔH1=+48.2kJ·mol-1
B.曲线②表示CH3OH的物质的量分数随压强的变化
C.一定温度下,增大的比值,可提高CO2平衡转化率
D.在5×105Pa、250℃、起始=3条件下,使用高效催化剂,能使CH3OH物质的量分数从X点达到Y点
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重难点02 化学原理类选择题
1.(23-24高二下·江苏盐城·期末)Cu/ZnO催化、与二甲胺反应合成DMF()的可能机理如图,下列说法不正确的是
A.反应过程中有非极性键的断裂和极性键的形成
B.反应过程中可能有甲酸生成
C.、与二甲胺反应可能生成
D.催化剂Cu/ZnO降低了反应的活化能和焓变
【答案】D
【解析】A.反应过程中有H-H非极性键的断裂和C-H极性键的形成,A正确;
B.和也可能发生反应生成甲酸:+,B正确;
C.由图可知,、与二甲胺反应合成DMF的过程中,中的1个H原子形成MF中的C-H,另外一个H原子形成H2O中的一个O-H,反应可能生成,C正确;
D.催化剂Cu/ZnO只能降低反应的活化能,不能改变焓变,D错误;
故选D。
2.(23-24高二下·江苏常州高级中学·期末)常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.约为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
【答案】D
【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。
【解析】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,==10-4.76,故A正确;
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;
答案选D。
3.(23-24高二下·江苏连云港·期末)工业上以菱锰矿(主要成分为,还含少量的等杂质)为原料制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
25℃时,,。下列说法错误的是
A.“浸取”过程中加入少量目的是氧化以便除去铁
B.加氨水的目的是除铁,除铁过程中的
C.溶液中
D.“沉锰”过程中,的和混合溶液中
【答案】C
【分析】菱锰矿粉碎后加入稀硫酸酸浸,将碳酸盐和金属氧化物转化为硫酸盐,其中得到的硫酸钙微溶于水,二氧化硅不与稀硫酸反应,加入二氧化锰,酸性条件下二氧化锰将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,向反应后的溶液中加入氨水调节溶液pH,将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀,加入氟化铵溶液,将溶液中钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀,加入碳酸氢铵溶液,将锰离子转化为碳酸锰沉淀,过滤、干燥得到高纯度的碳酸锰。
【解析】A. “浸取”过程中加入少量目的是氧化转化为铁离子,以便除去铁,故A正确;
B. 加氨水的目的是除铁,Fe3++3NH3∙H2O Fe(OH)3+3NH ,除铁过程中的Qc=,,故B正确;
C. 溶液中存在质子守恒:,故,故C错误;
D. “沉锰”过程中,的和混合溶液中 ,,故D正确;
故选C。
4.(22-23高二下·江苏泰州·期末)下列关于反应的说法正确的是
A.反应在任何温度下都能自发进行
B.反应物的总键能小于生成物的
C.使用催化剂能改变反应路径,降低反应的焓变
D.增大氨气浓度,反应速率一定加快
【答案】B
【解析】A.上述反应为熵减的放热反应,由可推知该反应在低温下能自发进行,A错误;
B.反应是放热反应,故断裂反应物的化学键所需能量小于形成生成物的化学键释放的能量即反应物的总键能小于生成物的,B正确;
C.使用催化剂能改变反应路径,降低反应的活化能但改变不了焓变,C错误;
D.反应速率受多种因素的影响,增大氨气浓度,反应速率不一定加快,D错误;
故选B。
5.(23-24高二下·江苏镇江实验高级中学·期末)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关主要反应有:
Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247kJ/mol,K1
Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol,K2
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的平衡常数K1=
B.反应Ⅱ的ΔS<0
C.有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压
D.该工艺每转化0.2mol CO2可获得0.4molCO
【答案】C
【解析】A.平衡常数的表达式为生成物浓度幂次方与反应物浓度幂次方的比值,反应Ⅰ的平衡常数K1=,故A项不符合题意;
B.反应Ⅱ能发生,说明ΔH-TΔS<0,已知ΔH2>0,则ΔS>0,故B项不符合题意;
C.升高温度反应Ⅰ和反应Ⅱ均正向移动,降低压强使反应Ⅰ平衡正向移动,平衡转化率将增大,故C项符合题意;
D.反应I每反应1mol CO2生成2molCO,反应II每反应1mol CO2生成1molCO,则每转化0.2mol CO2获得小于0.4molCO,故D项不符合题意;
综上所述,故答案为C。
6.(22-23高二下·江苏淮安·期末)一款新型的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图如图,锂离子导体膜只允许Li+通过。该电池总反应式为:xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+。下列说法不正确的是
A.充电时,钙电极与直流电源的负极相连
B.充电时,每转移0.2mol电子左室中电解质的质量减轻4.0g
C.Li1-xFePO4/LiFePO4电极充电时发生Li+脱嵌,放电时发生Li+嵌入
D.放电时,正极反应为:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4
【答案】B
【分析】由总反应可知,放电时,钙电极为发生氧化反应,为负极,则Li1-xFePO4/LiFePO4为正极;
【解析】A.放电时钙电极为负极,则充电时,负极钙电极与直流电源的负极相连,故A正确;
B.充电时,左侧钙离子得到电子发生还原反应生成钙,,每转移0.2mol电子左室中0.1mol钙离子转化为钙,同时0.2mol锂离子迁移到左侧,故左室电解质的质量减轻0.1mol ×40g/mol-0.2mol×7g/mol=2.6g,故B错误;
C.Li1-xFePO4/LiFePO4电极充电时为阳极,充电时发生Li+脱嵌;放电时为正极,放电时发生Li+嵌入,故C正确;
D.Li1-xFePO4/LiFePO4放电时为正极,放电时Li1-xFePO4得到电子发生还原反应生成LiFePO4,正极反应为:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4,故D正确;
故选B。
7.(23-24高二下·江苏南京江宁区·期末)实验室向悬浊液中加入过量溶液,充分搅拌后过滤得到。已知室温时,,。下列说法正确的是
A.溶液中存在:
B.悬浊液中存在:
C.反应正向进行,需满足
D.过滤后所得滤液中一定存在:
【答案】C
+【解析】A.根据质子守恒,溶液中存在:,故A错误;
B.,悬浊液中存在:,故B错误;
C.反应,K=,反应正向进行,需满足,故C正确;
D.根据电荷守恒,过滤后所得滤液中一定存在:,故D错误;
选C。
8.(23-24高二下·江苏徐州·期末)我国科研工作者提出“铁-铜()双原子催化硝酸盐法”制氨,装置如题图所示。下列叙述正确的是
A.直流电源的极为负极
B.极的电极反应为
C.电解一段时间后,阳极区溶液不变
D.每生成4.48L,有0.4mol向极迁移
【答案】B
【分析】由图示可知,铁-铜电极上硝酸根离子被还原生成氨气,所以铁-铜电极为阴极、石墨电极为阳极,阴极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−、阳极反应式为4H2O-8e−=2O2↑+8H+,a为电源的负极、b为电源的正极。
【解析】A.由以上分析可知,石墨电极为阳极,直流电源的b极为正极,故A错误;
B.Fe−Cu极为电解池的阴极,其电极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−,故B正确;
C.石墨电极为阳极,阳极发生氧化反应,其电极反应式为4H2O-8e−=2O2↑+8H+,阴极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−,阴极生成的氢氧根通过阴离子交换膜向阳极移动,和阳极生成的氢离子中和生成水,以转移8mol电子为例,阳极消耗4molH2O、阴极转移过来的8molOH−生成8molH2O,电解一段时间后,阳极区硫酸根离子物质的量不变,即氢离子物质的量不变,但溶液中水的量增多,pH增大,故C错误;
D.选项未指明标准状况,故O2的物质的量无法计算,硫酸根迁移的物质的量无法计算,故D错误;
故答案为B。
9.(23-24高二下·江苏无锡·期末)Mg/LiFePO4电池的电池反应为:xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1-xFePO4+2xLi+,装置如题图所示。下列说法正确的是
A.放电时,Li+被还原
B.充电时,化学能转变为电能
C.充电时,阳极上发生的电极反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+
D.放电时,电路中每流过2 mol电子,有1 mol Mg2+迁移至正极区
【答案】C
【分析】由总反应式可知,放电时为原电池反应,Mg化合价升高,被氧化,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,Li1-xFePO4被还原,为原电池正极反应,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++e-=LiFePO4,充电是电能转化为化学能的过程,阳极反应和原电池正极相反,发生氧化反应。
【解析】A.放电时,Li1-xFePO4被还原生成LiFePO4,Li+没有发生还原反应,故A错误;
B.原电池充电是电能转化为化学能的过程,故B错误;
C.充电时,原电池的正极接充电电源的正极作为阳极,此时阳极反应和原电池正极相反,即电极反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4 +xLi+,故C正确;
D.放电时由于Li+导电膜的限制作用,Mg2+不能迁移至正极区,故D错误;
故选:C。
10.(23-24高二下·江苏镇江实验高级中学·期末)采用热分解法脱除沼气中的过程中涉及的主要反应为
反应Ⅰ: kJ⋅mol
反应Ⅱ: kJmol
保持100kPa不变,将与按2∶1体积比投料,并用稀释,在不同温度下反应达到平衡时,所得、与的体积分数如题13图所示。下列说法正确的是
题13图
A.反应的 kJ⋅mol
B.曲线Y代表的是的平衡体积分数
C.高于1050℃时,平衡转化率与平衡转化率的差值随温度升高减小
D.1050℃下反应,增大体系的压强,平衡后H₂的体积分数可能达到0.07
【答案】C
【分析】根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得: kJ⋅mol,将与按2∶1体积比投料,并用稀释,在不同温度下反应达到平衡时,由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此曲线Y是。950℃-1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,所以的体积分数会增大,1050℃-1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小。根据方程式中的数量关系,曲线Z为,曲线X为。
【解析】A.根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得: kJ⋅mol,A错误;
B.由分析可知曲线Y代表的是的平衡体积分数,B错误;
C.1050℃-1150℃之间,与的体积分数差值越来越小,所以平衡转化率与平衡转化率的差值随温度升高减小,C正确;
D.1050℃下反应,反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体体积增大的反应,增大体系的压强,平衡会逆向移动,平衡后H₂的体积分数小于0.07,D错误;
故选C。
11.(23-24高二下·江苏徐州·期末)氢硫酸()是二元弱酸。常温下,某小组进行如下两组实验:
实验1:向20mL溶液中滴加溶液,有气泡产生。
实验2:向20mL溶液中滴加溶液,生成黑色沉淀且有气泡产生。
已知:常温下,的电离常数,,,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A.溶液中
B.实验1所得溶液中
C.实验2中发生反应
D.实验2中加入30mL溶液,溶液中
【答案】B
【解析】A.由H2S⇌2H++S2-的平衡常数得K==Ka1·Ka2<Kw,得<=c(OH-),即c(OH−)⋅c(H2S)>c(H+)⋅c(S2−),A正确;
B.若反应中有H2S逸出,根据物料守恒得溶液中存在c(Na+)>c(H2S)+c(HS−)+c(S2−),B错误;
C.由于开始滴加的氯化铜量较少而NaHS过量,因此该反应在初始阶段发生的是2HS−+Cu2+=CuS↓+H2S↑,该反应的平衡常数为K=6.7×1033,因为平衡常数很大,说明反应能够完全进行,当NaHS完全消耗后,H2S再和CuSO4发生反应,C正确;
D.加入30mL CuSO4溶液后,由于有H2S气体产生,溶液中c(Cu2+)>=0.02mol⋅L−1,溶液中c(S2−)=,D正确;
故答案为:B。
12.(23-24高二下·江苏扬州江都中学·期末)一定条件下,乙苯()催化脱氢制苯乙烯()。现向恒压密闭反应器中充入1mol乙苯在催化剂作用下发生反应如下:
反应I: (主反应)
反应Ⅱ: (副反应)
反应Ⅲ: (副反应)
以上反应体系中,苯乙烯、苯和甲苯的选择性()
随乙苯转化率的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.增大反应体系压强,反应Ⅲ平衡不移动
B.若催化剂失去活性,会导致乙苯的平衡转化率降低
C.从M点到N点,反应器中生成的苯乙烯的物质的量减小
D.乙苯转化率为70%时,反应器中苯乙烯的体积分数小于50%
【答案】D
【解析】A.增大体系压强,反应Ⅰ逆向移动,则体系内氢气的物质的量减少,反应Ⅲ平衡逆向移动,故A错误;
B.催化剂只会影响反应速率,不会影响转化率,若催化剂失去活性,会导致乙苯的转化速率降低,故B错误;
C.从M点到N点苯乙烯的选择率降低很小,但乙苯的转化率提高的更多,则反应器中生成的苯乙烯的物质的量增大,故C错误;
D.初始充入1mol乙苯,乙苯转化率为70%时,则转化量为0.7mol,剩余量为0.3mol,苯乙烯的选择率为95%,苯的选择率为2%,甲苯的选择率为3%,,,,则容器内剩余乙苯0.3mol,苯乙烯0.665mol,氢气0.665mol-0.021mol=0.644mol,苯0.014mol,乙烯0.014mol,甲苯0.021mol,甲烷0.021mol,苯乙烯的体积分数为,故D正确;
故选D。
13.(22-23高二下·江苏扬州·期末)向两个不同容器中分别通入3 mol 和1 mol ,发生反应:
Ⅰ:
Ⅱ:
在压强为0.1MPa和1MPa下分别达到平衡,平衡时CO和的物质的量在不同温度下的变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线c表示1MPa时CO的物质的量
B.
C.在N点条件下,反应Ⅱ的平衡常数为2.4
D.200~600℃,随着温度升高的体积分数增大
【答案】C
【分析】反应Ⅱ为吸热反应,随温度升高,反应Ⅱ平衡正向移动,CO的物质的量增加,因此c、d代表CO的物质的量变化,则a、b代表的物质的量变化,在温度相同条件下增大压强反应Ⅰ平衡正向移动,的物质的量增大,则a代表1MPa时的物质的量,b代表0.1MPa时的物质的量;而随着反应正向移动,和物质的量减小,使得反应Ⅱ逆向移动,则CO的物质的量减小,因此曲线c表示0.1MPa时CO的物质的量,曲线d表示1MPa时CO的物质的量,据此分析解答。
【解析】A.由以上分析可知曲线c表示0.1MPa时CO的物质的量,故A错误;
B.由图可知随温度升高,的物质的量减小,可知反应Ⅰ平衡逆向移动,则反应Ⅰ为放热反应,,故B错误;
C.在N点条件下,和CO的物质的量均为0.4mol,结合已知条件列三段式:
平衡时的物质的量为(1-0.4-0.4)=0.2mol,H2的物质的量为(3-0.4-1.6)=1mol,CO的物质的量为0.4mol,的物质的量为(0.8+0.4)=1.2mol;反应Ⅱ的平衡常数K==2.4,故C正确;
D.由以上分析可知升高温度反应Ⅰ平衡逆向移动,的物质的量减小,而反应Ⅱ平衡正向移动,的物质的量增加,的体积分数不能确定增减,故D错误;
故选:C。
14.(22-23高二下·江苏苏州·调研)在催化下,与制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法不正确的是
A.过程①中铁元素化合价升高
B.过程③中涉及共价键的断裂与生成
C.催化剂能降低与制乙醛反应的活化能
D.每消耗理论上可生成1mol乙醛
【答案】D
【分析】根据反应机理图示,和是反应物,N2、H2O、CH3CHO是生成物;
【解析】A.由图可看出过程①铁元素由变成FeO+,铁元素化合价变为+3价,铁元素化合价升高,A正确;
B.过程③是乙烷和[(C2H5)Fe(OH)]+反应生成H2O和[(C2H4)Fe]+,有碳氢键的断裂和碳碳键、氢氧键的形成,B正确;
C.催化剂能改变反应路径,降低反应的活化能,加快反应速率,C正确;
D.总反应为,每消耗理论上可生成0.5mol乙醛,D错误;
故选D。
15.(23-24高二下·江苏南京六校联合体·期末)用含少量的溶液制备的过程如图所示。已知:室温下,。下列说法正确的是
A.溶液呈酸性,且
B.除钙镁后的溶液中:
C.溶液中:
D.若将流程中 换成 ,则制得的纯度更高
【答案】A
【分析】CoCl2溶液中含有少量Ca2+和Mg2+,加入NH4F沉淀Ca2+和Mg2+,在使用(NH4)2C2O4沉钴得到CoC2O4,最后灼烧得到CoO,据此分析解题。
【解析】A.NH4F溶液呈酸性,说明水解程度大,所以,故A正确;
B.除钙镁后的溶液中,故B错误;
C.根据物料守恒有,所以,故C错误;
D.若使用Na2C2O4替换(NH4)2C2O4,将引入Na元素为杂质,制得的纯度更低,故D错误;
故答案选A。
16.(23-24高二下·江苏无锡·期末)几种难溶盐在水溶液中离子浓度负对数关系如题图所示。已知溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时可认为沉淀完全。下列说法正确的是
A.Ksp(CaCO3)>10-8 B.0.001mol·L-1MnCl2溶液可将沉淀完全
C.在a点,碳酸镁向着沉淀的方向进行 D.Ksp(CaCO3)>Ksp(MgCO3)
【答案】B
【解析】A.根据图示Ksp(CaCO3)<10-8,故A错误;
B.根据图示Ksp(MnCO3)<10-10,0.001mol·L-1MnCl2溶液中等浓度小于10-7,所以可将沉淀完全,故B正确;
C.在a点Q(MgCO3)< Ksp(MgCO3),碳酸镁向着溶解的方向进行,故C错误;
D.根据图示,Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),故D错误;
选B。
17.(22-23高二下·江苏南京师大附中·期末)我国要在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。还原为甲醇是人工合成淀粉的第一步。催化加氢主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
当压强分别为、时,将与以起始物质的量之比为1:3置于密闭容器中反应,不同温度下平衡体系中的转化率、和的选择性如图所示。
下列说法正确的是
A.若 ,则
B.曲线①表示的选择性随温度的变化
C.其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
D.相同温度下,小于,且下的选择性小
【答案】B
【解析】A.已知反应Ⅱ: ,若Ⅲ ,根据盖斯定律,由Ⅱ+Ⅲ得反应Ⅰ: =-48.9kJ/mol,选项A错误;
B.反应Ⅰ是生成CH3OH的反应,该反应是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,CH3OH的选择性越低,反应Ⅱ是生成CO的反应,该反应是吸热反应,温度越高,平衡正向移动,则CO的选择性越高,因此曲线①表示的选择性,选项B正确;
C.反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,其他条件不变,升高温度,的平衡转化率由反应Ⅰ和反应Ⅱ共同判定,无法确定,选项C错误;
D.曲线①②表示的选择性,增大压强有利于的选择,故相同温度下,大于,且下的选择性小,选项D错误;
答案选B。
18.(22-23高二下·江苏盐城·期末)NH3选择性催化还原NO的反应为,其反应历程如图所示,一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的NH3、NO、O2,下列说法不正确的是
A.NO的转化率可能随NH3浓度的增大而增大
B.NH3与催化剂发生强的化学吸附,而NO在此过程中几乎不被催化剂吸附
C.反应①的活化能小,反应速率快,是控速步骤
D.过渡态Ⅱ化合物中,NH3提供的H原子中的2个与NO中的O结合生成H2O
【答案】C
【解析】A.在NO的浓度不变时,增大NH3的浓度,化学平衡正向移动,可以使更多的反应物NO转化为N2,故NH3转化率可能随NH3浓度的增大而增大,A正确;
B.根据图示可知:在反应过程中NH3与催化剂发生强的化学吸附作用,而NO几乎不被催化剂吸附,B正确;
C.化学反应分多步进行时,总反应由慢反应决定。反应①的活化能小,反应速率快;而反应②活化能高,反应速率慢,因此控速步骤是反应②,C错误;
D.根据图示可知:在过渡态Ⅱ化合物中,NH3提供的H原子,NO提供O原子,2个H与1ge O结合生成H2O分子,D正确;
故选C。
19.(21-22高二下·江苏淮安·期末)电池系统,该电池具有同时合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是
A.电池工作过程中,正极区溶液pH增大
B.电池的总反应式为
C.Zn/ZnO电极反应为
D.当电路中转移5mol电子时,理论上可获得
【答案】D
【分析】由图可知,Zn/ZnO电极为负极,Zn失电子发生氧化反应,电极反应式为,MoS2电极为正极,电极反应式为,据此解答。
【解析】A.由分析可知,电池工作过程中,正极反应式为,有氢氧根离子生成,则正极区溶液pH增大,故A正确;
B.由分析可知,负极反应式为,正极反应式为,则电池的总反应式为,故B正确;
C.Zn/ZnO电极为负极,Zn失电子发生氧化反应,电极反应式为,故C正确;
D.根据电池的总反应式:,当电路中转移5mol电子时,理论上可获得,质量为17g,故D错误;
答案选D。
20.(22-23高二下·江苏南京六校联合体·期末)通过反应Ι:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可以实现CO2捕获并资源化利用。密闭容器中,反应物起始物质的量比=3时,在不同条件下(分别在温度为250℃下压强变化和在压强为5×105Pa下温度变化)达到平衡时CH3OH物质的量分数变化如下图所示,主要反应如下:
反应II:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2=+42.5kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH3=—90.7kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.反应Ι的ΔH1=+48.2kJ·mol-1
B.曲线②表示CH3OH的物质的量分数随压强的变化
C.一定温度下,增大的比值,可提高CO2平衡转化率
D.在5×105Pa、250℃、起始=3条件下,使用高效催化剂,能使CH3OH物质的量分数从X点达到Y点
【答案】C
【解析】A.由盖斯定律可知,反应Ⅱ+Ⅲ得到反应Ⅰ,则ΔH1=(+42.5kJ/mol)+(—90.7kJ/mol)=—48.2 kJ/mol,故A错误;
B.生成甲醇的反应都是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇物质的量分数增大,则曲线①表示甲醇的物质的量分数随压强的变化,故B错误;
C.一定温度下,增大的比值相当于增大氢气的浓度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大,故C正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,但化学平衡不移动,则在5×105Pa、250℃、起始=3条件下,使用高效催化剂,能使甲醇物质的量分数从X点达到Y点,故D错误;
故选C。
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