内容正文:
专题04 化学反应速率与化学平衡 水溶液中的离子反应与平衡 电化学
考点概览
题型一 化学反应速率与化学平衡
题型二 水溶液中的离子反应与平衡
题型三 电化学
化学反应速率与化学平衡题型一
1.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)恒温恒容密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨分解反应,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法正确的是
序号
时间
表面积
0
20
40
60
80
①
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
1.20
0.80
0.40
③
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.相同条件下,增加氨气浓度或增大催化剂的表面积,反应速率增大
B.实验①,,
C.实验②,时处于平衡状态,且
D.实验③,当混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态
2.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)电喷雾电离得到的(、、等)与反应可得。分别与、反应机理如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。已知:直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法错误的是
A.该反应为放热反应
B.步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是I
C.与反应的能量变化应为图中曲线
D.若与反应,氘代甲醇的产量
3.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)利用反应 可实现从燃煤烟气中回收硫。向三个体积相同的恒容密闭容器中通入和发生反应,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.实验b中,40min内CO的平均反应速率
B.与实验a相比,实验b改变的条件是加入催化剂
C.实验b中的平衡转化率是75%
D.实验abc相应条件下的平衡常数:
4.(2025·黑龙江省教育学会示范性高中·一模)汽车尾气净化反应为 △H<0。某温度下,向1L盛有催化剂的密闭容器中投入一定量NO和CO,NO、CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.ab段NO的反应速率
B.升高温度,化学反应速率一定加快
C.该温度下,反应的平衡常数
D.1s时,加入mol ,此时
5.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)二氟卡宾()是一种活性中间体。硫单质与二氟卡宾可以形成,最后生成部分含碳副产物,反应历程如图所示;
下列叙述错误的是
A.该反应
B.该反应速率主要由生成的反应决定
C.反应过程中碳的化合价发生改变
D.反应过程中存在极性共价键的形成
6.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)制备苯甲醛有两种途径(图1,均小于0)。在反应起始阶段,可认为甲苯与发生平行反应,分别生成苯甲醇(浓度为)和苯甲醛(浓度为),且,两产物的浓度之比与时间无关。140℃时,;170℃时,。反应在绝热容器中进行,甲苯,苯甲醇和苯甲醛的含量随时间变化如图2所示,下列说法错误的是
A.Z曲线代表的是苯甲醛
B.升高反应温度,苯甲醛的选择性降低
C.增加氧化剂的浓度,可以提高甲苯的转化率和苯甲醛的选择性
D.在一定的反应时间内,选择合适的催化剂,可以提高生成苯甲醇的比例
7.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)为研究反应在不同条件下的转化率,向恒压反应器中通入含一定浓度与的气体,在无催化剂和有催化剂在时,分别测得不同温度下反应器出口处的转化率如图中曲线a、b所示(图中虚线表示相同条件的平衡转化率随温度的变化),下列说法不正确的是
A.反应的
B.曲线a中转化率随温度升高而增大,是由于反应速率变快
C.曲线b中从M点到N点,转化率随温度升高而减小是由于催化剂活性减弱
D.催化剂存在时,其他条件不变,增大气体,转化率随温度的变化为曲线c
8.(2025·吉林省白城市洮北区白城市实验高级中学·一模)已知在溶液中可发生反应。在一定温度下,某实验小组用A、B的混合酸性溶液进行了三组实验,三组实验中和的浓度相等,的起始浓度为、、。测得随时间t的变化曲线如下图,下列说法不正确的是
A.曲线Ⅲ起始时
B.该条件下三组实验的反应速率均随反应进程先增后减
C.起始时时,内,的平均反应速率为
D.若曲线Ⅰ平衡时的,则该温度下该反应的平衡常数为
9.(2025·辽宁省名校联盟·一模)在保持、条件下,向密闭容器中充入气体,存在如下反应:。该反应的正、逆反应速率与、的分压关系为:,(、分别是正、逆反应的速率常数)。与的关系如图所示。结合图像,下列说法正确的是
A.直线表示
B.当时,说明反应达到平衡状态
C.时,该反应的压强平衡常数
D.、时,的平衡转化率为
10.(2025·辽宁省丹东市·一模)已知反应的速率方程为。向恒温恒容的密闭容器中加入一定量发生上述反应,测得部分实验数据如下表所示。下列说法正确的是
反应时间
0
10
20
30
40
A.前为
B.其他条件相同时,的浓度越大,化学反应速率越大
C.
D.当的转化率为时,容器内压强为初始压强的倍
11.(2025·辽宁省名校联盟·一模)晶体由与构成。在密闭容器中,将溶于惰性溶剂,发生反应:(已知均溶于该溶剂),测得的物质的量随时间变化如下。下列说法错误的是
0
1
2
3
4
5
0.1000
0.0700
0.0350
0.0250
0.0175
A.晶体为离子晶体
B.中原子的杂化方式为
C.溶液颜色不再发生变化可判断该反应达到限度
D.根据表中数据推测:,生成的平均速率为
水溶液中的离子反应与平衡题型二
12.(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)常温下,Na2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数与pH的关系如下图。
已知:A2-的物质的量分数 =
下列表述不正确的是
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中,c(H2A) + c(HA-) + c(A2-) = 0.1 mol·L-1
B.在 0.1 mol·L-1 NaHA溶液中, c(HA-) > c(A2-) > c(H2A)
C.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液的pH为4.2
D.M点对应的pH为2.7
13.(2025·辽宁省大连市·一模)HA和H2B分别为一元酸和二元酸,M2+不发生水解。常温条件下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的分布系数δ [如]随pH的变化关系如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B.
C.的平衡常数约为10-9
D.pH=4时,MB饱和溶液中存在
14.(2025·辽宁省丹东市·一模)常温下,用溶液滴定等浓度的溶液,溶液的、微粒分布分数,X表示或随的变化如图所示,下列说法正确的是
A.
B.曲线Ⅰ表示的是随的变化曲线
C.时,
D.时,
15.(2025·辽宁省名校联盟·一模)常温下,向、、的混合溶液中滴加稀溶液,溶液中[、、]与关系如图所示。已知:的溶解度大于。下列叙述正确的是
A.直线②代表与关系
B.d点对应的溶液是过饱和溶液
C.当同时生成和沉淀时,溶液中
D.向上述混合溶液中滴加少量溶液,先生成沉淀
16.(2025·吉林省白城市洮北区白城市实验高级中学·一模)25 ℃时,浓度均为0.2 mol/L的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO32-)均增大
17.(2025·吉林省白城市洮北区白城市第一中学·一模)25 ℃时,分别稀释pH=11的Ba(OH)2溶液和氨水,溶液pH的变化如下图所示。
已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 mol·L-1.
下列说法错误的是
A.若35 ℃时分别稀释上述两种溶液,则图中Ⅰ、Ⅱ曲线将比原来靠近
B.保持25 ℃不变,取A、B两点对应的溶液等体积混合后,pH=9
C.由水电离产生的c(H+):A点=B点
D.曲线Ⅰ上任意点对应的溶液中,=1.8×10-5 mol·L-1
18.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶,这是菠萝“扎嘴”的原因之一。常温下,草酸钙在不同下,体系中与关系如下图所示(M代表),已知。下列有关说法正确的是
A.①表示的浓度变化
B.A点时,溶液
C.将等浓度的草酸溶液和澄清石灰水按体积比混合,可得到B点溶液
D.时,曲线④呈下降趋势的原因是生成了沉淀
19.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)25℃时,溶液中存在以下平衡;
①
②
③
其中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.pH增大,的值减小
B.反应③的化学平衡常数
C.时,的浓度约为
D.a点溶液中离子浓度关系;
20.(2025·黑龙江省教育学会示范性高中专业委员会·一模)一定温度下在不同pH的溶液中存在形式不同。图1中的两条曲线分别为、的沉淀溶解平衡曲线,。图2为溶液中含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。若初始时,下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ为沉淀溶解平衡曲线
B.的的数量级为
C.pH=8、pM=1,发生反应:
D.pH=9、pM=2,平衡后溶液中存在
21.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)常温下,向某浓度溶液中缓慢加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与、、变化如图所示。下列说法错误的是
A.a到b的滴定过程中水的电离程度逐渐增大
B.常温下,电离平衡常数为
C.a点溶液中,存在
D.在NaHA溶液中,存在
22.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)马来酸和富马酸是互为同分异构体的二元弱酸,在催化剂作用下的相互转化可表示为 (无催化剂不考虑转化)。常温下,催化剂存在时,调节溶液的(催化剂自身对无影响),、、的平衡分布系数变化如图。例如的分布系数为。下列说法错误的是
A.
B.无催化剂存在时,溶液显酸性
C.常温下,有催化剂存在时,任意下、都为定值
D.常温下,有催化剂存在且时,
电化学题型三
23.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无害化处理,设计开发了一种电化学装置,如图所示。
转化过程:、
下列说法正确的是
A.a为电源负极
B.阳极区发生转化i的电极反应为
C.若氯苯完全转化为,生成气体
D.电解一段时间后,阴极区溶液增大
24.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)2024年,吉林大学科学团队采用等离子体Au纳米粒子(可吸收可见光,产生电子)修饰的缺陷氮化碳(Au-Nv-C3N4)光电正极,建立了一种新型双功能辅助Li-N2电池系统,总反应为6Li+N2=2Li3N,结构示意图和光电正极的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.Nv可以捕获光生电子用于氧化N2
B.放电时,电流由a电极沿导线流向b电极
C.产生1A•h电荷量时,生成Li3N的质量与消耗N2的质量比为5:2
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗0.7gLi时,铅酸蓄电池消耗0.9g水
25.(2025·黑龙江省教育学会示范性高中专业委员会·一模)近日,大连理工大学李斐科研团队构建了一种钌基染料敏化光阳极,以LiBr为电子传输中介,以水为氧源,实现了对烯烃的高效高选择性光电催化环氧化,其工作原理如图所示:
下列说法正确的是
A.LiBr仅起增强导电性的作用
B.该过程的副产物可能有
C.阴极区反应为:+H2O-2e-=+2H+
D.若R为—,理论上每生成29g ,同时生成2g
26.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)我国科学家设计了一种新型多功能(甲醛一硝酸盐)电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.a电极区总反应为;
B.电池工作时,电极电势高,电子流动的方向是
C.放电过程中,从左室迁移到右室
D.处理废水过程中溶液pH不变,无需补加KOH
27.(2025·东北三省四市教研联合体·一模)是一种提高锂离子电池充放电性能的电解液添加剂。利用电化学方法合成的原理如图所示。下列说法正确的是
A.通过质子交换膜向碳极板A方向移动
B.阴极反应:
C.分子中所有原子共平面
D.和都属于酯类化合物
28.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸,已知芳香烃可断裂成和两个自由基,其电解装置如下图所示。下列说法正确的是
A.分子中有1个手性碳原子
B.电源a端电势高于b端
C.当电路中通过电子时,右侧电极室溶液的质量减少
D.左侧电极室的电极反应方程式之一为
29.(2025·吉林省白城市洮北区白城市实验高级中学·一模)一种新型的电池,总反应为: 3Zn+2FeO42-+8H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH—,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.Zn极是负极,发生氧化反应
B.随着反应的进行,溶液的pH增大
C.电子由Zn极流出到石墨电极,再经过溶液回到Zn极,形成回路
D.石墨电极上发生的反应为:FeO42—+3e—+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH—
30.(2025·辽宁省名校联盟·一模)某水系氢气一质子二次电池以质子作为载流子,高浓度的磷酸为电解液,联合普鲁士蓝衍生物(PBA)电极优异的电化学特性,形成一种理想的质子全电池。工作原理示意图如下:
下列说法正确的是
A.充电时极连接电源负极作阴极
B.放电时电流方向:极电解质溶液极
C.充电时极反应为
D.为提高电池工作效率可将磷酸用纯磷酸代替
31.(2025·辽宁省名校联盟·一模)环己烷常作为溶剂、去漆剂以及制造其他化学品的原料。利用如图装置以微生物电池为电源,实现苯转化为环己烷。已知:乙池中还有副产物生成。下列说法正确的是
A.甲池中A极应与乙池中多孔惰性电极M相连
B.乙池阴极发生的电极反应只有
C.同温同压下,B极消耗的氧气的体积大于E处放出气体的体积
D.为加快苯转化为环己烷的速率,该装置可在高温下工作
32.(2025·辽宁省丹东市·一模)电催化()合成(),其工作原理如图1所示,电极的物质转化过程如图2所示,各物质含量的动态变化如图3所示。下列说法正确的是
A.石墨烯电极与电源正极相连
B.活化能:②>③
C.若时间内电路中通过,则产生
D.一段时间后,两电极室溶液的均减小
33.(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi,充电过程中电解LiCl产生Cl2下列说法正确的是
A.交换膜为阴离于交换膜
B.电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C.理论上每生成1molCl2,需消耗2molLi
D.关闭S1、打开S2时总反应: 6Li+N2+4CF3SO2Cl=2(CF3SO2)2NLi+4LiCl
34.(2025·吉林省白城市洮北区白城市第一中学·一模)电解精炼法提纯镓()是工业上常用的方法,具体原理如图所示。已知:金属活动性顺序;镓的化学性质与铝相似。下列说法错误的是
A.该装置中电流方向为N极→粗溶液→高纯极
B.电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为、
C.阴极发生的电极反应为
D.电解过程中需控制合适的条件,否则阴极可能会产生导致电解效率下降
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专题04 化学反应速率与化学平衡 水溶液中的离子反应与平衡 电化学
考点概览
题型一 化学反应速率与化学平衡
题型二 水溶液中的离子反应与平衡
题型三 电化学
化学反应速率与化学平衡题型一
1.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)恒温恒容密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨分解反应,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法正确的是
序号
时间
表面积
0
20
40
60
80
①
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
1.20
0.80
0.40
③
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.相同条件下,增加氨气浓度或增大催化剂的表面积,反应速率增大
B.实验①,,
C.实验②,时处于平衡状态,且
D.实验③,当混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.实验①、实验②中0~20min、20min~40min 氨气浓度变化量都是4.00×10-4mol/L,实验②中60min时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,实验①60min时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,A错误;
B.实验①中v(NH3)==2.00×10-5mol-1•L-1•min-1,则v(N2)=v(NH3)=1.00×10-5mol-1•L-1•min-1,B正确;
C.催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样,实验③达到平衡时氨气气浓度为4.00×10-4mol/L,则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4mol/L,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②60min时处于平衡状态,x<0.2,C错误;
D.实验③,恒温恒容密闭容器中,当混合气体质量不变,密度保持恒定,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故选B。
2.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)电喷雾电离得到的(、、等)与反应可得。分别与、反应机理如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。已知:直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法错误的是
A.该反应为放热反应
B.步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是I
C.与反应的能量变化应为图中曲线
D.若与反应,氘代甲醇的产量
【答案】D
【详解】A.步骤I、步骤Ⅱ均为放热反应,A正确;
B.由图可知,步骤Ⅰ涉及碳氢键的断裂和氢氧键的形成,步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成,所以涉及氢原子成键变化的是步骤Ⅰ,B正确;
C.直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,说明正反应活化能会增大,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c,C正确;
D.与,反应时,因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,步骤I的活化能增大,反应速率会变慢,则更难获得,故产率:,D错误;
故选D;
3.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)利用反应 可实现从燃煤烟气中回收硫。向三个体积相同的恒容密闭容器中通入和发生反应,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.实验b中,40min内CO的平均反应速率
B.与实验a相比,实验b改变的条件是加入催化剂
C.实验b中的平衡转化率是75%
D.实验abc相应条件下的平衡常数:
【答案】D
【分析】反应为放热反应,三个反应容器体积相同且恒容,反应物起始量相同,实验a、b起始压强相同,说明反应温度相同,实验b达到平衡快,反应速率大,但两者平衡状态相同,说明实验b使用了催化剂;与实验a相比,实验c达到平衡快,反应速率大,且平衡时体系压强大,说明实验c的反应温度更高。
【详解】A.对反应,反应时混合气体减小的物质的量相同于消耗SO2的物质的量,根据压强之比等于物质的量之比,实验b中, 40min内体系压强减小了,相当于二氧化硫的分压强减小了40kPa,则CO的分压强减小了80kPa,故CO的平均反应速率为,A正确;
B.根据分析知实验b改变的条件是加入催化剂,B正确;
C.设达到平衡状态时,SO2消耗了,列三段式得:
40min达到平衡,此时压强为120kPa,根据压强之比等于物质的量之比,得:,解得,故二氧化硫的转化率为,C正确;
D.平衡常数只受温度影响,根据分析知实验a、b反应温度相同,则。反应,说明该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,实验c 温度比实验a、b高,则,D错误;
故选D。
4.(2025·黑龙江省教育学会示范性高中·一模)汽车尾气净化反应为 △H<0。某温度下,向1L盛有催化剂的密闭容器中投入一定量NO和CO,NO、CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.ab段NO的反应速率
B.升高温度,化学反应速率一定加快
C.该温度下,反应的平衡常数
D.1s时,加入mol ,此时
【答案】C
【详解】A.ab段NO的反应速率,A错误;
B.升高温度,可能使催化剂的活性减小,可能使化学反应速率减小,B错误;
C.根据已知条件列出“三段式”
该温度下,反应的平衡常数,C正确;
D.根据已知条件列出“三段式”
1s时,加入mol ,Qc=<K=5000,此时反应还未达到平衡,,D错误;
故选C。
5.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)二氟卡宾()是一种活性中间体。硫单质与二氟卡宾可以形成,最后生成部分含碳副产物,反应历程如图所示;
下列叙述错误的是
A.该反应
B.该反应速率主要由生成的反应决定
C.反应过程中碳的化合价发生改变
D.反应过程中存在极性共价键的形成
【答案】B
【详解】A.根据图中信息可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热反应,,故A正确;
B.反应的活化能越高反应速率越慢,37.29-(-4.36)=41.65>5.41-(-28.80)=34.21,故该反应速率主要由生成的反应决定,故B错误;
C.由反应历程图可知,碳原子的成键个数在反应过程发生变化,所以其化合价也发生变化,故C正确;
D.反应过程中存在极性共价键S-C键的形成,故D正确;
答案选B。
6.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)制备苯甲醛有两种途径(图1,均小于0)。在反应起始阶段,可认为甲苯与发生平行反应,分别生成苯甲醇(浓度为)和苯甲醛(浓度为),且,两产物的浓度之比与时间无关。140℃时,;170℃时,。反应在绝热容器中进行,甲苯,苯甲醇和苯甲醛的含量随时间变化如图2所示,下列说法错误的是
A.Z曲线代表的是苯甲醛
B.升高反应温度,苯甲醛的选择性降低
C.增加氧化剂的浓度,可以提高甲苯的转化率和苯甲醛的选择性
D.在一定的反应时间内,选择合适的催化剂,可以提高生成苯甲醇的比例
【答案】C
【分析】随着反应进行,甲苯含量减小,苯甲醇、苯甲醛含量增大,反应均为放热反应,在绝热容器中进行,随着反应进行温度升高,由题意:140℃时,,170℃时,,则升高温度后,苯甲醇选择性增大而苯甲醛选择性减小,则XYZ分别为甲苯、苯甲醇、苯甲醛;
【详解】A.由分析,Z曲线代表的是苯甲醛,A正确;
B.由分析,升高反应温度,苯甲醛的选择性降低,B正确;
C.增加氧化剂氧气的浓度,可以提高反应物甲苯的转化率,但氧气浓度过大,会继续氧化苯甲醛为苯甲酸,不利于提高苯甲醛的选择性,C错误;
D.在一定的反应时间内,选择对生成苯甲醇更有利的催化剂,可以提高生成苯甲醇的比例,D正确;
故选C。
7.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)为研究反应在不同条件下的转化率,向恒压反应器中通入含一定浓度与的气体,在无催化剂和有催化剂在时,分别测得不同温度下反应器出口处的转化率如图中曲线a、b所示(图中虚线表示相同条件的平衡转化率随温度的变化),下列说法不正确的是
A.反应的
B.曲线a中转化率随温度升高而增大,是由于反应速率变快
C.曲线b中从M点到N点,转化率随温度升高而减小是由于催化剂活性减弱
D.催化剂存在时,其他条件不变,增大气体,转化率随温度的变化为曲线c
【答案】D
合模拟考试化学试题
【详解】A.由图中虚线可知,平衡后继续升高温度,一氧化氮平衡转化率减小,说明升温平衡向逆反应方向移动,该反应是放热反应,则反应的,A正确;
B.由图可知,相同温度时,曲线b中对应点一氧化氮的转化率大于曲线a,说明曲线a代表未加入催化剂时,一氧化氮转化率与温度变化的关系,所以的转化率随温度升高而增大,是因为反应速率变快而导致,B正确;
C.曲线b对应有催化剂的转化率,M点到N点未平衡,在达到平衡之前,转化率随着温度升高先增大后减小,是因为催化剂活性随温度升高到一定程度后减小,导致反应速率先增大后减小,C正确;
D.催化剂存在时,其他条件不变,向容器中通入氧气,增大,则平衡向正反应方向移动,一氧化氮的转化率升高,高于同温度时虚线,所以c曲线不符合增大的曲线变化,D错误;
故答案为:D。
8.(2025·吉林省白城市洮北区白城市实验高级中学·一模)已知在溶液中可发生反应。在一定温度下,某实验小组用A、B的混合酸性溶液进行了三组实验,三组实验中和的浓度相等,的起始浓度为、、。测得随时间t的变化曲线如下图,下列说法不正确的是
A.曲线Ⅲ起始时
B.该条件下三组实验的反应速率均随反应进程先增后减
C.起始时时,内,的平均反应速率为
D.若曲线Ⅰ平衡时的,则该温度下该反应的平衡常数为
【答案】D
【分析】分析图像三条曲线可知,三组实验中B的起始浓度相同都为1.5×10-4,都减小到1.2×10-4时,相同,所需时间不同,曲线III代表的反应所需时间最短,反应速率最快,曲线I代表的反应所需时间最长,反应速率最慢,由题干信息可知三组实验是在相同温度、和的浓度相同条件下,只改变A的起始浓度引起的速率变化,增大A的起始浓度反应速率加快,所以起始浓度=3.0时的反应速率最快,曲线III起始时=3.0,曲线I起始时=2.0,曲线II起始时=2.5。
【详解】A.由上述分析可知,曲线III起始时=3.0,A项正确;(或分析图像中与时间t变化曲线,在相同时间内,不同,曲线III最大,反应速率最快,代表起始时=3.0,A项正确;)
B.分析曲线I,,,,最大说明该时间内速率最快,该组实验反应速率随反应进程先增后减,同样方法分析曲线II及曲线III也得出相同结论,所以该条件下三组实验的反应速率均随反应进程先增后减,B项正确;
C.曲线II为起始=2.5时,与时间变化,从图中可知1min时=1.4×10-4,2min时=1.0×10-4,内,B的平均反应速率为,不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量系数之比,计算A的平均反应速率,,=2×10-5,C项正确;
D.若曲线I平衡时的,即c(H+)=10-3,起始时=2.0,=1.5×10-4,可认为8min时处于平衡状态=0.2×10-4利用三段式分析法该温度下该反应平衡常数K为,D项不正确;
9.(2025·辽宁省名校联盟·一模)在保持、条件下,向密闭容器中充入气体,存在如下反应:。该反应的正、逆反应速率与、的分压关系为:,(、分别是正、逆反应的速率常数)。与的关系如图所示。结合图像,下列说法正确的是
A.直线表示
B.当时,说明反应达到平衡状态
C.时,该反应的压强平衡常数
D.、时,的平衡转化率为
【答案】D
【分析】该反应的正、逆反应速率与、的分压关系为:,,即,,则直线的斜率较大,由图可知,直线m的斜率较大,所以直线表示关系,直线n表示的关系,据此解答。
【详解】A.由分析可知,直线表示的关系,A错误;
B.当时,说明反应达到平衡状态,B错误;
C.当时,,即,同理可得,达到化学平衡时,,即,则时,该反应的压强平衡常数,C错误;
D.在保持、条件下,向密闭容器中充入气体,设的平衡转化率为x,列出三段式:
,则有,可得x=0.8,即的平衡转化率为80%,D正确;
故选D。
10.(2025·辽宁省丹东市·一模)已知反应的速率方程为。向恒温恒容的密闭容器中加入一定量发生上述反应,测得部分实验数据如下表所示。下列说法正确的是
反应时间
0
10
20
30
40
A.前为
B.其他条件相同时,的浓度越大,化学反应速率越大
C.
D.当的转化率为时,容器内压强为初始压强的倍
【答案】D
【详解】A.前,,,A错误;
B.实验数据显示,浓度随时间线性减少,每10分钟减少相同量,说明反应速率为常数,与浓度无关(零级反应),因此,速率不随浓度增大而增大,B错误;
C.若速率方程为,且实验数据符合零级反应特征(线性变化),则,而非,C错误;
D.初始压强由浓度决定,当转化率为50%时,假设初始物质的量为,分解的,根据反应式,每生成气体(),故分解的生成和,剩余,总物质的量为 ,压强为初始的1.25倍,D正确;
故选D。
11.(2025·辽宁省名校联盟·一模)晶体由与构成。在密闭容器中,将溶于惰性溶剂,发生反应:(已知均溶于该溶剂),测得的物质的量随时间变化如下。下列说法错误的是
0
1
2
3
4
5
0.1000
0.0700
0.0350
0.0250
0.0175
A.晶体为离子晶体
B.中原子的杂化方式为
C.溶液颜色不再发生变化可判断该反应达到限度
D.根据表中数据推测:,生成的平均速率为
【答案】D
【详解】A.根据题干描述“晶体由与构成”,所以晶体为离子晶体,A正确;
B.中,中心原子N价层电子对数为2,孤电子对数为0,故中心原子为杂化,B正确;
C.根据题干描述“溶于该溶剂”,当溶液颜色不变时,即浓度不再发生变化,该反应达到限度,C正确;
D.观察表格数据发现的量减少一半所需时间是定值,故时,为,生成的平均速率应为,D错误;
故选D。
水溶液中的离子反应与平衡题型二
12.(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)常温下,Na2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数与pH的关系如下图。
已知:A2-的物质的量分数 =
下列表述不正确的是
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中,c(H2A) + c(HA-) + c(A2-) = 0.1 mol·L-1
B.在 0.1 mol·L-1 NaHA溶液中, c(HA-) > c(A2-) > c(H2A)
C.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液的pH为4.2
D.M点对应的pH为2.7
【答案】C
【分析】由点(1.2,0.5)可知,,由(4.2,0.5)可知,;
【详解】A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中由物料守恒可知:c(H2A) + c(HA-) + c(A2-) = 0.1 mol·L-1,A正确;
B.在 0.1 mol·L-1 NaHA溶液中其水解常数为,则其电离大于水解,故存在c(HA-) > c(A2-) > c(H2A),B正确;
C.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,若HA-和A2-浓度相等,则,c(H+)=10-4.2,pH=4.2,由于HA-的电离程度大于水解程度,则溶液中c(A2-)>c(HA-),所得溶液pH不等于4.2,C错误;
D.M点对应溶液中,,c(H+)=10-2.7,pH=2.7,D正确;
故选C。
13.(2025·辽宁省大连市·一模)HA和H2B分别为一元酸和二元酸,M2+不发生水解。常温条件下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中及含A粒子的分布系数δ [如]随pH的变化关系如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B.
C.的平衡常数约为10-9
D.pH=4时,MB饱和溶液中存在
【答案】A
【分析】含MA2(s)的MA2饱和溶液中存在如下平衡:MA2(s)M2++2A-、A-+H2OHA+OH-,往饱和溶液中加酸,不断减小溶液的pH,则两平衡都发生正向移动,HA的分布系数δ不断增大,A-的分布系数δ不断减小,M2+浓度不断增大,pc(M2+)不断减小,所以曲线②表示MA2中pc(M2+)随pH变化曲线,曲线③表示HA的分配系数随pH变化曲线,曲线④表示A-的分配系数随pH变化曲线,曲线①表示MB饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线。
【详解】A.由分析可知,曲线②是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线,A正确;
B.从图中可以看出,MB饱和溶液中,pc(M2+)=10-5mol/L,由于c(M2+)不随pH发生变化,则H2B为二元强酸,c(B2-)=10-5mol/L,所以Ksp(MB)=c(M2+)∙ c(B2-)=10-10,B不正确;
C.在曲线③④的交叉点,pH=3,c(HA)=c(A-),的平衡常数为=10-11,C不正确;
D.MB为强碱强酸盐,溶液中不存在HB-,D不正确;
故选A。
14.(2025·辽宁省丹东市·一模)常温下,用溶液滴定等浓度的溶液,溶液的、微粒分布分数,X表示或随的变化如图所示,下列说法正确的是
A.
B.曲线Ⅰ表示的是随的变化曲线
C.时,
D.时,
【答案】D
【分析】如图,随着增大,逐渐转化为,再转化为 ,所以曲线 Ⅰ 表示的分布分数,曲线 Ⅱ 表示的分布分数,曲线 Ⅲ 表示的分布分数 ,据此回答。
【详解】A.当时,,即n不等于7,A错误;
B.由上述分析可知,曲线 Ⅰ 表示的是随的变化曲线,B错误;
C.当时,溶液中溶质为等物质的量的NaHA和 ,根据电荷守恒 ,物料守恒,联立可得,整理可得,此时溶液呈酸性,,,,所以 ,C错误;
D.当时,溶质为 ,此时大于0.75,小于0.25,所以,D正确;
故选D。
15.(2025·辽宁省名校联盟·一模)常温下,向、、的混合溶液中滴加稀溶液,溶液中[、、]与关系如图所示。已知:的溶解度大于。下列叙述正确的是
A.直线②代表与关系
B.d点对应的溶液是过饱和溶液
C.当同时生成和沉淀时,溶液中
D.向上述混合溶液中滴加少量溶液,先生成沉淀
【答案】C
【分析】根据溶度积与离子浓度关系有-lg=-lgKsp(Ag2SO4) +2lgc(Ag+),-lg=-lgKsp(Ag2CrO4) +2lgc(Ag+),- lgc(Cl-) =-lgKsp(AgCl) +lgc(Ag+),结合图像中曲线斜率可知,②代表- lgc(Cl-)与lgc(Ag+)的关系,结合溶解度大小可知,Ksp(Ag2SO4) >Ksp(Ag2CrO4),故①代表-lg与lgc(Ag+)的关系,③代表-lg与lgc(Ag+)的关系,根据a、b、c点坐标可知,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.95,Ksp(Ag2SO4) = 10-4.92,Ksp(AgCl)= 10-9.75。
【详解】A.由分析可知,直线②代表-lgc(Cl-)与lgc(Ag+)的关系,A错误;
B.由分析可知,③代表-lg与lgc(Ag+)的关系,d点相比a点,c(Ag+)偏小,则d点对应的溶液是不饱和溶液,B错误;
C.当同时生成和沉淀时,溶液中,C正确;
D.先计算开始产生沉淀时银离子浓度,然后判断沉淀顺序,所需银离子浓度越小,越先沉淀,开始生成Ag2CrO4时,
c(Ag+) =2 mol/L,开始生成AgCl时,c(Ag+)= ,开始生成Ag2SO4时,c(Ag+) =2 mol/L,向上述混合溶液中滴加少量溶液,先生成AgCl沉淀,D错误;
故选C。
16.(2025·吉林省白城市洮北区白城市实验高级中学·一模)25 ℃时,浓度均为0.2 mol/L的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO32-)均增大
【答案】C
【详解】A项,Na2CO3溶液中存在CO32-的水解平衡和水的电离平衡,NaHCO3溶液中既存在HCO3-的电离平衡又存在HCO3-的水解平衡,同时存在水的电离平衡,A项正确;
B项,Na2CO3和NaHCO3溶液中存在的粒子种类相同,都有Na+、H+、OH-、HCO3-、CO32-、H2CO3和H2O,B项正确;
C项,由于碳酸的一级电离远大于二级电离,所以HCO3-的水解能力弱于CO32-,0.2mol/LNaHCO3溶液中c(OH-)<0.2mol/LNa2CO3溶液中c(OH-),C项错误;
D项,NaHCO3溶液中加入NaOH,HCO3-转化成CO32-,c(CO32-)增大,Na2CO3溶液中加入NaOH,抑制CO32-的水解,c(CO32-)增大,D项正确;
答案选C。
17.(2025·吉林省白城市洮北区白城市第一中学·一模)25 ℃时,分别稀释pH=11的Ba(OH)2溶液和氨水,溶液pH的变化如下图所示。
已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 mol·L-1.
下列说法错误的是
A.若35 ℃时分别稀释上述两种溶液,则图中Ⅰ、Ⅱ曲线将比原来靠近
B.保持25 ℃不变,取A、B两点对应的溶液等体积混合后,pH=9
C.由水电离产生的c(H+):A点=B点
D.曲线Ⅰ上任意点对应的溶液中,=1.8×10-5 mol·L-1
【答案】A
【分析】25℃时,Ba(OH)2溶液和氨水的pH相同,由于Ba(OH)2是强电解质,完全电离,而氨水中NH3·H2O是弱电解质,部分电离,稀释相同倍数时,由于稀释过程中氨水会继续电离出OH-,导致溶液中OH-的浓度大于Ba(OH)2溶液中的OH-浓度,即溶液的pH变化小于Ba(OH)2溶液,因此曲线Ⅰ代表氨水稀释时溶液pH随稀释倍数的变化,曲线Ⅱ代表Ba(OH)2溶液稀释时溶液pH随稀释倍数的变化。
【详解】A.温度升高,促进一水合氨的电离,稀释相同倍数时,氨水的pH变化更小,则在35℃时分别稀释两种溶液,图中Ⅰ、Ⅱ曲线将比原来疏远,A错误;
B.25℃时,A、B两点对应的溶液的pH均为9,保持25℃不变,则Kw不变,两者等体积混合后,溶液中H+浓度不变,故pH仍不变,B正确;
C.A点和B点溶液pH相同,则由水电离产生的H+浓度:A点=B点,C正确;
D.曲线Ⅰ上任意点对应的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)=c(H+)+c),则有=1.8×10-5mol·L-1,D正确;
故选A。
18.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶,这是菠萝“扎嘴”的原因之一。常温下,草酸钙在不同下,体系中与关系如下图所示(M代表),已知。下列有关说法正确的是
A.①表示的浓度变化
B.A点时,溶液
C.将等浓度的草酸溶液和澄清石灰水按体积比混合,可得到B点溶液
D.时,曲线④呈下降趋势的原因是生成了沉淀
【答案】B
合模拟考试化学试题
【分析】CaC2O4为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,体系中存在一系列平衡:、、,随着pH增大,水解平衡被抑制,H2C2O4浓度减小,浓度会减小的更慢,浓度增大,由于增大则Ca2+减小,则曲线①表示、②表示H2C2O4、③表示、④表示Ca2+,结合H2C2O4的Ka2=,Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)•c2(OH-)计算判断,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,①表示、④表示Ca2+,A错误;
B.由图像可知A点时溶液中,溶液中存在电荷守恒: , ,A点时pH < 7, ,则,B正确;
C.由图像可知B点时溶液中c(H2C2O4)=c(),H2C2O4的Ka1=<10-2,同理由A点可知,H2C2O4的Ka2=≈10-4,等浓度的草酸溶液与澄清石灰水按体积比4:1混合时,溶液中有等浓度的H2C2O4和溶液,H2C2O4的电离程度和的电离及水解程度不同,c(H2C2O4)≠c(),C错误;
D.由图像可知,pH>10时,如pH=13,c(OH-)=0.1mo/L、c(Ca2+)==10-4.1mol/L,此时Qc[Ca(OH)2]=10-4.1×(10-1)2=10-6.1<Ksp[Ca(OH)2]=10-5.6,可见并没有氢氧化钙沉淀析出,D错误;
故选B。
19.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)25℃时,溶液中存在以下平衡;
①
②
③
其中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.pH增大,的值减小
B.反应③的化学平衡常数
C.时,的浓度约为
D.a点溶液中离子浓度关系;
【答案】A
【详解】A.,,可知pH增大减小,平衡常数不变,的值增大,A错误;
B.反应③=(①-②),则反应③的化学平衡常数,B正确;
C.时,,,,求得,,的浓度约为,C正确;
D.溶液中,最大,a点溶液中,,根据C项数据,,,,可知a点溶液中离子浓度关系;,D正确;
故选A。
20.(2025·黑龙江省教育学会示范性高中专业委员会·一模)一定温度下在不同pH的溶液中存在形式不同。图1中的两条曲线分别为、的沉淀溶解平衡曲线,。图2为溶液中含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。若初始时,下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ为沉淀溶解平衡曲线
B.的的数量级为
C.pH=8、pM=1,发生反应:
D.pH=9、pM=2,平衡后溶液中存在
【答案】D
【分析】氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁,当溶液中pH=12时碳酸镁对应的离子镁离子浓度大于对应的镁离子浓度,故曲线I为为沉淀溶解平衡曲线;图2中pH=12至pH=8的虚线下降表示碳酸根离子浓度变化,pH=12至pH=8以及pH减小的实线表示碳酸氢根离子浓度变化,pH=8减小部分虚线为碳酸浓度的变化;
【详解】A.相同温度下,的溶解度小于,故当pH=12时碳酸镁对应的离子镁离子浓度大于对应的镁离子浓度,故曲线I为为沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.当pH=6.5时,c()=c(),的,其数量级为10-7,B正确;
C.pH=8时溶液中主要含碳离子为碳酸氢根,pM=1即镁离子浓度为0.1mol/L,该点碳酸镁曲线在氢氧化镁曲线下方,生成碳酸镁较多,故发生反应:,C正确;
D.pH=9、pM=2时,该点位于曲线II上方,会生成碳酸镁沉淀,故溶液中,D错误;
故选D。
21.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)常温下,向某浓度溶液中缓慢加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与、、变化如图所示。下列说法错误的是
A.a到b的滴定过程中水的电离程度逐渐增大
B.常温下,电离平衡常数为
C.a点溶液中,存在
D.在NaHA溶液中,存在
【答案】D
【详解】A.a到b的滴定过程逐渐减小,则浓度逐渐增大,对水电离起促进作用,浓度越大,水的电离程度越大,a到b过程中水的电离程度增大,A正确;
B.电离常数的表达式为:,,④,当pH=3.05时,与相等,即代入④,可得,又由图中可知,当pH=5.3时,,即,即,所以,B正确;
C.a点溶液中,a点时,,则,C正确;
D.NaHA溶液,由既存在电离又存在水解,所以,,,所以与的大小取决于电离和水解的程度,,即HA的水解常数,所以的水解程度小于的电离程度,所以,NaHA溶液中,D错误;
故答案选D。
22.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)马来酸和富马酸是互为同分异构体的二元弱酸,在催化剂作用下的相互转化可表示为 (无催化剂不考虑转化)。常温下,催化剂存在时,调节溶液的(催化剂自身对无影响),、、的平衡分布系数变化如图。例如的分布系数为。下列说法错误的是
A.
B.无催化剂存在时,溶液显酸性
C.常温下,有催化剂存在时,任意下、都为定值
D.常温下,有催化剂存在且时,
【答案】D
【分析】常温下,催化剂存在时,调节溶液的pH(催化剂自身对pH无影响),H2A转化为H2B,随着pH的增大,随后H2B先转化为HB-,随后又转化为B2-,H2B的量减小、HB-量先增大后减小、B2-的量增大,则图像中①、②、③分别代表H2B、HB-、B2-的平衡分布系数变化;
【详解】A.由图中pH=3.6时数据可知,,则,A正确;
B.由图可知,②代表HB- 的平衡分布系数变化,当HB-的分布系数最大时,pH<7,说明无催化剂存在时,NaHB溶液显酸性,B正确;
C.常温下,有催化剂存在时, ,任意下,为定值;则,也为定值,C正确;
D.有催化剂存在时, ,、、都为定值;由图pH=8时,,pH=3.6时,,,,,D错误;
故选D。
电化学题型三
23.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无害化处理,设计开发了一种电化学装置,如图所示。
转化过程:、
下列说法正确的是
A.a为电源负极
B.阳极区发生转化i的电极反应为
C.若氯苯完全转化为,生成气体
D.电解一段时间后,阴极区溶液增大
【答案】C
【分析】从图中可知,左侧电极上,氯苯转化为二氧化碳等物质,氯苯中的C失电子发生氧化反应,因此左侧电极为阳极,右侧电极为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,气体X为H2。
【详解】A.根据分析左侧电极上,氯苯转化为二氧化碳等物质,氯苯中的C失电子发生氧化反应,因此左侧电极为阳极,a为正极,A错误;
B.阳极区是酸性条件下的反应,没有OH-离子参与,正确的离子方程式为:,B错误;
C.1mol氯苯完全转化为CO2,共失去28mol电子,X为H2,共生成H2,C正确;
D.阴极上有多少H+放电生成H2,就有多少H+通过质子交换膜进入阴极,电解一段时间后,阴极区溶液不变,D错误;
答案选C。
24.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)2024年,吉林大学科学团队采用等离子体Au纳米粒子(可吸收可见光,产生电子)修饰的缺陷氮化碳(Au-Nv-C3N4)光电正极,建立了一种新型双功能辅助Li-N2电池系统,总反应为6Li+N2=2Li3N,结构示意图和光电正极的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.Nv可以捕获光生电子用于氧化N2
B.放电时,电流由a电极沿导线流向b电极
C.产生1A•h电荷量时,生成Li3N的质量与消耗N2的质量比为5:2
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗0.7gLi时,铅酸蓄电池消耗0.9g水
【答案】C
【分析】由电子移动方向可知,a电极为原电池的负极,锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,电极反应式为Li—e—=Li+,b电极为正极,锂离子作用下氮气在催化剂表面得到电子发生还原反应生成氮化锂,电极反应式为N2+6e—+6Li+=2Li3N。
【详解】A.由分析可知,b电极为正极,锂离子作用下氮气在催化剂表面得到电子发生还原反应生成氮化锂,故A错误;
B.由分析可知,a电极为原电池的负极,b电极为正极,则放电时,电流由b电极沿导线流向a电极,故B错误;
C.由分析可知,b电极为正极,锂离子作用下氮气在催化剂表面得到电子发生还原反应生成氮化锂,电极反应式为N2+6e—+6Li+=2Li3N,由电极反应式可知,生成氮化锂和消耗氮气的质量比为70:28=5:2,故C正确;
D.铅蓄电池充电时的总反应为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4,反应消耗2mol水时,转移2mol电子,则由得失电子数目守恒可知,充电消耗0.7g锂时,铅酸蓄电池消耗水的质量为×1×18g/mol=1.8g,故D错误;
故选C。
25.(2025·黑龙江省教育学会示范性高中专业委员会·一模)近日,大连理工大学李斐科研团队构建了一种钌基染料敏化光阳极,以LiBr为电子传输中介,以水为氧源,实现了对烯烃的高效高选择性光电催化环氧化,其工作原理如图所示:
下列说法正确的是
A.LiBr仅起增强导电性的作用
B.该过程的副产物可能有
C.阴极区反应为:+H2O-2e-=+2H+
D.若R为—,理论上每生成29g ,同时生成2g
【答案】B
【分析】Pt电极上H+发生还原反应,为阴极,钌基上烯烃发生氧化反应,为阳极。
【详解】A.在该光电催化环氧化体系中,LiBr不仅起增强导电性的作用,还能作为电子传输中介参与反应过程。所以LiBr的作用不只是增强导电性,A选项错误。
B.阳极区的烯烃可能和溴发生加成反应生成副产物,B选项正确;
C.阴极区发生还原反应2H++2e-=H2↑,C选项错误;
D.阳极区发生反应+H2O-2e-=+2H+,若R为—,理论上每生成29g 即0.5mol,转移电子1mol,故生成氢气0.5mol,即1g,D选项错误;
故选B。
26.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)我国科学家设计了一种新型多功能(甲醛一硝酸盐)电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.a电极区总反应为;
B.电池工作时,电极电势高,电子流动的方向是
C.放电过程中,从左室迁移到右室
D.处理废水过程中溶液pH不变,无需补加KOH
【答案】A
【分析】由图可知,a极HCHO失去电子发生氧化反应生成HCOO-和H2,为负极,电极方程式为:2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O;则b为正极,得到电子发生还原反应生成NH3,电极方程式为:+6H2O+8e-=NH3↑+9OH-;
【详解】A.由分析,a电极区总反应为;,A正确;
B.a为负极、b为正极,则电池工作时,电极电势高,电子流动的方向是,B错误;
C.放电过程中,阳离子由负极流向正极,但中间膜为质子交换膜,则不能通过质子交换膜从左室迁移到右室,C错误;
D.由分析的正负极反应,总反应为8HCHO++7OH-=NH3↑+8HCOO-+4H2↑+2H2O,处理废水过程中消耗OH-,溶液pH减小,需补加 KOH,D错误;
故选A。
27.(2025·东北三省四市教研联合体·一模)是一种提高锂离子电池充放电性能的电解液添加剂。利用电化学方法合成的原理如图所示。下列说法正确的是
A.通过质子交换膜向碳极板A方向移动
B.阴极反应:
C.分子中所有原子共平面
D.和都属于酯类化合物
【答案】D
【分析】碳极板A上Mn2+失电子发生氧化反应生成,碳极板A是阳极,碳极板B是阴极。
【详解】A.碳极板A是阳极,碳极板B是阴极,所以通过质子交换膜向碳极板B方向移动,故A错误;
B.Mn2+失电子发生氧化反应生成,碳极板A是阳极,阳极反应为,故B错误;
C.分子中C、S均为sp3杂化,不可能所有原子共平面,故C错误;
D.是硫酸乙二醇酯,是亚硫酸乙二醇酯,都属于酯类化合物,故D正确;
选D。
28.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸,已知芳香烃可断裂成和两个自由基,其电解装置如下图所示。下列说法正确的是
A.分子中有1个手性碳原子
B.电源a端电势高于b端
C.当电路中通过电子时,右侧电极室溶液的质量减少
D.左侧电极室的电极反应方程式之一为
【答案】C
合模拟考试化学试题
【分析】由图可知,CO2通入左侧电极,发生还原反应,则左侧电极为阴极,右侧电极为阳极,以此解答。
【详解】
A.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,分子中没有手性碳原子,A错误;
B.由分析可知,左侧电极为阴极,右侧电极为阳极,电源a端为负极,b端为正极,则电源a端电势低于b端,B错误;
C.右侧电极为阳极,电极方程式为:2H2O-4e-=O2+4H+,当电路中通过电子时,生成0.25mol O2,同时有1molH+通过阳离子交换膜进入左室,质量又减少1g,所以右侧电极室溶液的质量减少9g,C正确;
D.自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸,左侧电极反应方程式为:+CO2+e-+H+=,+ CO2+e-+H+=,D错误;
故选C。
29.(2025·吉林省白城市洮北区白城市实验高级中学·一模)一种新型的电池,总反应为: 3Zn+2FeO42-+8H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH—,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.Zn极是负极,发生氧化反应
B.随着反应的进行,溶液的pH增大
C.电子由Zn极流出到石墨电极,再经过溶液回到Zn极,形成回路
D.石墨电极上发生的反应为:FeO42—+3e—+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH—
【答案】C
【详解】A、根据电池总反应,Zn的化合价升高,根据原电池的工作原理,即锌作负极,发生氧化反应,故A说法正确;B、根据电池总反应方程式,生成OH-,溶液的pH增大,故B说法正确;C、根据原电池的工作原理,电子从Zn电极流出经外电路流向石墨,电解质溶液应是阴阳离子定向移动,没有电子通过,故C说法错误;D、负极电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2↓,正极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-,故D说法正确。
30.(2025·辽宁省名校联盟·一模)某水系氢气一质子二次电池以质子作为载流子,高浓度的磷酸为电解液,联合普鲁士蓝衍生物(PBA)电极优异的电化学特性,形成一种理想的质子全电池。工作原理示意图如下:
下列说法正确的是
A.充电时极连接电源负极作阴极
B.放电时电流方向:极电解质溶液极
C.充电时极反应为
D.为提高电池工作效率可将磷酸用纯磷酸代替
【答案】B
【分析】氢气在负极上失去电子产生氢离子,发生氧化反应,所以N是负极,M为正极,正极上发生还原反应,电极反应式为PBA+xe-+xH+=PBA-xH;充电时N成为阴极,M为阳极。
【详解】A.由分析可知,极为原电池负极,充电时作电解池阴极;极为原电池正极,充电时作电解池阳极,A项错误;
B.由分析可知,放电时为原电池,极为原电池负极,电流方向:极电解质溶液极,B项正确;
C.充电时极发生氧化反应,反应为,C项错误;
D.纯磷酸几乎不导电,用其代替磷酸电池效率会大大降低,甚至无法工作,D项错误;
选B。
31.(2025·辽宁省名校联盟·一模)环己烷常作为溶剂、去漆剂以及制造其他化学品的原料。利用如图装置以微生物电池为电源,实现苯转化为环己烷。已知:乙池中还有副产物生成。下列说法正确的是
A.甲池中A极应与乙池中多孔惰性电极M相连
B.乙池阴极发生的电极反应只有
C.同温同压下,B极消耗的氧气的体积大于E处放出气体的体积
D.为加快苯转化为环己烷的速率,该装置可在高温下工作
【答案】A
【分析】甲池为微生物电池,通入O2的B极为正极,A极为负极,乙池为电解池,根据图知,苯中的碳得电子生成环己烷,则电极M作阴极,N作阳极。
【详解】A.由分析可知,甲池中A极为负极,B极为正极,乙池中M作阴极,N作阳极,则甲池中A极应与乙池中多孔惰性电极M相连,A正确;
B.由分析可知,乙池中苯在阴极得到电子生成环己烷,电极方程式为:,乙池中还有副产物生成,则阴极还会发生电极反应:2H++2e-=,B错误;
C.乙池中N作阳极,电极方程式为:2H2O-4e-=O2+4H+,甲池中B极为正极,电解方程式为:O2+4e-+4H+=2H2O,转移电子数相等时,同温同压下,B极消耗的氧气的体积等于E处放出气体的体积,C错误;
D.甲池为微生物电池,高温会导致微生物死亡,导致甲池放电效率降低,不能加快乙池中苯转化为环己烷的速率,D错误;
故选A。
32.(2025·辽宁省丹东市·一模)电催化()合成(),其工作原理如图1所示,电极的物质转化过程如图2所示,各物质含量的动态变化如图3所示。下列说法正确的是
A.石墨烯电极与电源正极相连
B.活化能:②>③
C.若时间内电路中通过,则产生
D.一段时间后,两电极室溶液的均减小
【答案】B
【分析】
NiCo-LDHs电极材料上HMF()最终转化为FDCA(),其中醛基、羟基转化为羧基,发生氧化反应,则该电极为阳极,与电源正极相连,则石墨电极为阴极,与电源负极相连,据此回答;
【详解】A.由图 1 可知,在NiCo-LDHs电极上HMF发生氧化反应转化为其他物质,所以NiCo - LDHs电极为阳极,石墨烯电极为阴极,阴极与电源负极相连,A错误;
B.由图3可知FFCA的物质的量始终接近0,可知该过程中FFCA能迅速转化为FDCA,则FFCA转化为FDCA的活化能最小,反应一段时间后HMFCA高于HMF和FFCA,可知HMFCA转化为FFCA的反应速率较其他反应慢,故活化能:②>③,B正确;
C.若HMF完全转化为FDCA,则发生的电极反应式为:+2H2O-6e- +6H+,此时电路中通过,生成1mol(),但由图3可知,时间内,HMF并未完全转化为FDCA,因此电路中通过,产生的物质的量小于,C错误;
D.转化过程中NiCo-LDHs电极上HMF最终转化为FDCA,该过程中生成羧酸,溶液酸性增强,pH减小,阴极电极室中氢离子发生还原反应,但由于双极膜中氢离子移向阴极,硫酸的物质的量浓度不变,H不变,D错误;
故选B。
33.(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi,充电过程中电解LiCl产生Cl2下列说法正确的是
A.交换膜为阴离于交换膜
B.电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C.理论上每生成1molCl2,需消耗2molLi
D.关闭S1、打开S2时总反应: 6Li+N2+4CF3SO2Cl=2(CF3SO2)2NLi+4LiCl
【答案】D
【分析】放电过程中产生,由图可知,放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N,Li3N又转化为和LiCl,则左侧电极为正极,右侧电极为负极;
【详解】A.放电过程中负极锂失去电子形成锂离子,锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成,A错误;
B.锂为活泼金属,会和水反应,故电解质溶液不能为水溶液,B错误;
C.充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生:,锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质:,则每生成,同时生成2mol Li;放电过程中,消耗6mol Li,同时生成4mol LiCl,则整个充放电过程来看,理论上每生成,需消耗1mol Li,C错误;
D.由分析,关闭S1、打开S2时,正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N,Li3N又转化为和LiCl,负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,总反应为,D正确;
故选D。
34.(2025·吉林省白城市洮北区白城市第一中学·一模)电解精炼法提纯镓()是工业上常用的方法,具体原理如图所示。已知:金属活动性顺序;镓的化学性质与铝相似。下列说法错误的是
A.该装置中电流方向为N极→粗溶液→高纯极
B.电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为、
C.阴极发生的电极反应为
D.电解过程中需控制合适的条件,否则阴极可能会产生导致电解效率下降
【答案】C
【分析】由图可知,该装置为精炼池,与直流电源正极相连的粗镓为精炼池的阳极,碱性条件下,阳极中的锌和镓失去电子发生氧化反应生成偏镓酸根离子和偏锌酸根离子,电极反应式为Ga—3e—+4OH—=GaO+2H2O、Zn—2e—+4OH—=ZnO+2H2O比镓不活泼的铁和铜不参与放电,沉在阳极的底部形成阳极泥,与负极相连的高纯镓为阴极,偏镓酸根离子在阴极得到电子生成镓,电极反应式为GaO+3e—+2H2O= Ga+4OH—。
【详解】A.精炼池工作时,电流由正极N流向粗镓,经NaOH溶液,由高纯镓流向负极M,形成闭合电路,故A正确;
B.由分析可知,电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为铁和铜,故B正确;
C.由分析可知,与负极相连的高纯镓为阴极,偏镓酸根离子在阴极得到电子生成镓,电极反应式为GaO+3e—+2H2O= Ga+4OH—,故C错误;
D.若电解过程中溶液的碱性过低,溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,导致电解效率下降,故D错误;
故选C。
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