内容正文:
一、选择题(每题只有一个正确答案,每题3分,共42分)
1.(2024·湖南·高考真题)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
【答案】D
【解析】A.理想的新能源应具有可再生、无污染等特点,故A正确;B.氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能,对氢气与氧气反应的能量进行利用,减小了直接燃烧的热量散失,产物无污染,故具有能量转化率高、清洁等优点,B正确;C.脱嵌是锂从电极材料中出来的过程,放电时,负极材料产生锂离子,则锂离子在负极脱嵌,则充电时,锂离子在阳极脱嵌,C正确;D.太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,D错误;本题选D。
2.(2025·浙江·高考真题)下列说法正确的是
A.常温常压下和混合无明显现象,则反应在该条件下不自发
B.,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.,则
【答案】B
【解析】A.根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS,该反应ΔH<0、ΔS<0,温度较低时ΔG<0,故低温能自发进行,A错误;B.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,B正确;C.该反应为放热反应,则,则正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;D.,根据盖斯定律,反应①-反应②得到目标反应Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g),则ΔH=,由于不能明确相对大小,则ΔH不能确定,D错误;故选B。
3.(2025·甘肃·高考真题)加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是
A.减小体系压强 B.升高温度
C.增大浓度 D.恒容下充入惰性气体
【答案】C
【解析】A.反应物气体总物质的量为5mol,生成物为3mol,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向(逆反应)移动,A不符合题意;B.该反应为放热反应,升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动,B不符合题意;C.增大浓度会提高反应物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动以消耗增加的,C符合题意;D.恒容充入惰性气体不改变各物质浓度,对平衡无影响,D不符合题意;故选C。
4.(2012·山东·高考真题)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu﹣Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
【答案】B
【解析】A.图a中应该是与溶液液面接触处最易腐蚀,因为与氧气接触面积大,A错;B.图b中,开关置于N处,形成原电池,N处中Zn腐蚀加快,Cu﹣Zn合金的腐蚀速率减小,B正确;C.图c中接通开关,Zn做负极,发生析氢腐蚀,Zn腐蚀加快,Pt是产生气泡加快,C错;D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀,Zn是负极,发生氧化反应,因而主要是由Zn的氧化作用引起的,D错误。答案选B。
5.(2025·湖南·高考真题)一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电解过程中,向左室迁移
B.电解过程中,左室中的浓度持续下降
C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处,试纸先变红后褪色
D.完全转化为的电解总反应:
【答案】B
【解析】由图可知,左侧发生,N元素化合价下降,则左侧是阴极区,右侧发生,Cl元素化合价上升,则右侧是阳极区,据此解答;A.电解池中,阳离子向阴极移动,则,向左室迁移,A正确;B.电解过程中,先生成,再消耗,是中间产物,其浓度增大还是减小,取决于生成速率与消耗速率,无法得出其浓度持续下降的结论,B错误;C.b处生成氯气,与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸能使蓝色石蕊试纸变红,次氯酸能使变红的试纸褪色,故能看到试纸先变红后褪色,C正确;D.左侧阴极总反应是,右侧阳极总反应是,将两电极反应相加即可得到总反应,D正确;故选B。
6.(2014·江苏·高考真题)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H4
3 CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A.△H1>0,△H3<0
B.△H2>0,△H4>0
C.△H1=△H2+△H3
D.△H3=△H4+△H5
【答案】C
【解析】A.碳和CO燃烧均是放热反应,△H1<0,错误;B.二氧化碳与碳反应是吸热反应,铁在氧气中燃烧是放热反应,△H4<0,错误;C.②CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2,③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3,则根据盖斯定律可知②+③即得到C(s)+O2(g)=CO2(g) ,△H1=△H2+△H3,正确;D.已知④4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) △H4,⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5,则根据盖斯定律可知(④+⑤×2)÷3得到2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),则△H3=,错误;答案选C。
7.(2025·浙江·高考真题)中常含。为配制不含的溶液,并用苯甲酸标定其浓度,实验方案如下:
步骤I——除杂:称取配制成饱和溶液,静置,析出;
步骤Ⅱ——配制:量取一定体积的上层清液,稀释配制成溶液;
步骤Ⅲ——标定:准确称量苯甲酸固体,加水溶解,加指示剂,用步骤Ⅱ所配制的溶液滴定。
下列说法正确的是
A.步骤I中析出的主要原因是:很大,抑制水解
B.步骤Ⅱ中可用量筒量取上层清液
C.步骤Ⅲ中可用甲基橙作指示剂
D.步骤中所需的蒸馏水都须煮沸后使用,目的是除去溶解的氧气
【答案】B
【解析】A.在浓NaOH溶液中析出的主要原因是Na+的同离子效应,导致其溶解度显著降低,高浓度OH−抑制水解是次要原因,A错误;B.步骤Ⅱ中配制一定浓度的溶液,可以用量筒量取一定体积的上层清液,稀释配制成溶液,B正确;C.苯甲酸属于弱酸,用苯甲酸标定溶液的浓度,滴定终点溶液呈碱性,应该选择酚酞作指示剂,C错误;D.步骤中所需的蒸馏水都须煮沸后使用是为了除去水中溶解的CO2,避免CO2和NaOH反应产生杂质,氧气对配制苯甲酸溶液和NaOH溶液没有影响,D错误;故选B。
8.(2025·河北·高考真题)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
下列说法错误的是
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
【答案】D
【解析】A.观察历程图可知,反应ⅰ中的相对能量为0,经TS1、TS2、TS3完成反应,生成和,此时的相对能量为0.05eV,因此体系能量在反应中增加,则该反应为吸热过程,A正确;B.反应ⅱ中因脱去步骤需要经过TS5,则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差,即3.39eV-0.70eV=2.69eV,B正确;C.反应ⅲ从生成经历过渡态TS6、TS7,说明该反应分两步进行,包含2个基元反应,C正确;D.整反应历程中,活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV),所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中,D错误; 故选D。
9.(2025·甘肃·高考真题)下列实验操作能够达到目的的是
选项
实验操作
目的
A
测定0.01mol/L某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B
向稀溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化
探究对水解的影响
C
向溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化
比较AgCl和AgI的Ksp大小
D
将氯气通入溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
验证氯气的氧化性
【答案】D
【解析】A.若该酸为一元酸,0.01mol/L某酸溶液的pH=2,可判断为强酸,但某些二元弱酸,在浓度0.01mol/L也可能达到pH=2,故无法判断该酸是否为强酸,A错误;B.向稀溶液中加浓硫酸,虽增加浓度增大抑制水解,但浓硫酸稀释时放热,未控制变量,无法单独验证的影响,B错误;C.溶液过量,溶液中剩余的会直接与生成AgI沉淀,无法证明AgCl转化为AgI,故不能比较Ksp,C错误;D.与反应生成S淡黄色沉淀,证明将氧化为S,验证了的氧化性,D正确;故选D。
10.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常温下,溶液中以氢氧化物形式沉淀时,与的关系如图[其中X代表或]。已知:,比更易与碱反应,形成;溶液中时,X可忽略不计。
下列说法错误的是
A.L为与的关系曲线
B.的平衡常数为
C.调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和
D.调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离
【答案】B
【解析】和沉淀形成Zn(OH)2和Cd(OH)2,沉淀形成Al(OH)3,则和的曲线平行,根据,比更易与碱反应,因此生成的pH低于,故从左到右曲线依次为:或。如图可知:的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为,的平衡常数为。据此分析:A.据分析,L为与的关系曲线,故A正确;B.如图可知,的平衡常数为,则的平衡常数为,故B错误;C.如图可知,pH=14时开始溶解,pH=8.4时开始溶解,且pH=14时,即可认为完全溶解,并转化为,因此调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和,故C正确;D.的开始沉淀pH为,的完全沉淀pH为,因此调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离,故D正确;故答案为B。
11.(2025·广东·高考真题)一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上减少;电极材料每转移1mol电子,对应的理论容量为。下列说法错误的是
A.充电时Ⅱ为阳极
B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C.放电时负极反应为:
D.充电时16gS能提供的理论容量为
【答案】B
【解析】放电时,电极Ⅱ上减少,说明MnO2转化为Mn2+,化合价降低,发生还原反应,为原电池的正极,由于电解质溶液为MnSO4,故电解质应为酸性溶液,正极反应为:;则电极Ⅰ为原电池负极,MnS失去电子生成S和Mn2+,负极反应为:。A.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;B.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为:,反应消耗,溶液的pH升高,B错误;C.由分析可知,放电时电极Ⅰ为原电池负极,负极反应为:,C正确;D.根据放电时负极反应,可知充电时阴极反应为,每消耗16gS,即0.5molS,转移1mol电子,据题意可知,能提供的理论容量为26.8A⋅h,D正确;故选B。
12.(2025·贵州·高考真题)25℃时,向溶液中滴入溶液,溶液的pH及(用pM表示)随NaOH溶液体积的变化关系如图。
下列说法错误的是
A.25℃时,
B.P点溶液的
C.当时,
D.当时,
【答案】C
【解析】向溶液中滴入溶液,溶液的pH在不断增大,实线为溶液的pH随NaOH溶液体积的变化关系;虚线为(用pM表示) 随NaOH溶液体积的变化关系;的电离平衡:,,当时,此时,溶液的pH为2.86(Q点纵坐标),,据此分析。A.由分析可知,当时,此时,溶液的pH为2.86,,A不符合题意;B.P点溶液中,有,即,即,根据,,,B不符合题意;C.当时,溶液为等物质的量的,由图可知,此时溶液呈酸性,故的电离程度大于的水解程度,故,C符合题意;D.当时,溶质为,且物质的量之比为1:3,根据物料守恒,有,D不符合题意;故选C。
13.(2018·浙江·高考真题)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应 ,在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
压强/(×105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
8.0
30
0.2
3.9
36
90
0.6
7.9
74
根据表中数据,下列说法正确的是
A.升高温度,反应速率加快
B.增大压强,反应速率变慢
C.在1.0×105PA.90℃条件下,当转化率为98%时的反应已达到平衡
D.若进入反应塔的混合气体为amol,反应速率以v=Δn/Δt表示,则在8.0×105PA.30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol/s
【答案】D
【解析】A.相同压强时,温度高时达到相同转化率需要的时间多,升高温度,反应速率越小,故选项A错误;B.相同温度,压强高时达到相同转化率需要的时间少,增大压强,反应速率变快,故选项B错误;C.在此条件下,当转化率为98%时需要的时间较长,不确定反应是否达到了平衡,故选项C错误;D.在amol混合气体进入反应塔,题目所示的外界环境下,NO的反应速率为v=∆n/∆t==mol/s,故D项正确。综上所述,本题正确答案为D。
14.(2025·河北·高考真题)已知和结合形成两种配离子和常温下,的和的混合溶液中,和的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)[例如]与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.
B.
C.图中a点对应的
D.当时,体系中
【答案】C
【解析】和之间存在转化关系,则pH较小时,平衡逆向移动,以为主,则,,则曲线I代表,曲线II代表,随着pH增大,正向移动,增大,和结合形成配离子的反应依次为、,因此随pH增大,持续减小,为曲线III,,先增大后减小,为曲线IV,一直增大,为曲线V,据此回答。A.曲线III和曲线IV的交点代表,即,由图可知,此时,带入平衡表达式得,A正确;B.曲线I和曲线II的交点代表,即,此时pH=11.6,带入平衡常数表达式得,B正确;C.曲线IV和曲线V得交点代表,,即,此时,可得的平衡常数,a点时,,带入,解得,且a点对应,带入的平衡常数,计算得,故pH=4.3,C错误;D.当pH=6.4时,最大,接近,结合B项中平衡常数可计算得,,结合Cu 元素守恒知,,,因此体系中,D正确; 故选C。
二、非选择题(共4小题,共58分)
15.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)(15分)/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线,主要反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题,
(1)计算 。
(2)提高平衡产率的条件是_______。
A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压
(3)高温下分解产生的催化与反应生成,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号),生成水的基元反应方程式为 。
(4)下,在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。
注:含碳生成物选择性
①表示选择性的曲线是 (填字母)。
②点M温度下,反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。
③在下达到平衡时, 。,随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。
【答案】(1)(2分)
(2)B(2分)
(3) ④ (1分) HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O(2分)
(4) c (2分) (2分) 0.2 (2分) 温度升高,反应Ⅱ逆移,H2量增多;使反应Ⅲ正移,H2量减少;总的表现为H2增加量大于减少量(2分)
【解析】(1)已知:
I.
Ⅱ.
将I+ Ⅱ可得=,故答案为:;
(2)已知反应Ⅱ. 为放热反应,要提高平衡产率,要使平衡正向移动。
A.高温会使平衡逆向移动,不利于提高平衡产率,A错误;
B.低温使平衡正向移动,高压也使平衡正向移动,可提高平衡产率,B正确;
C.高温会使平衡逆向移动,低压会使平衡逆向移动,不利于提高平衡产率,C错误;
D.低压会使平衡逆向移动,不利于提高平衡产率,D错误;
故选B。
(3)反应活化能越高,反应速率越慢,从图中可以看出,第四步活化能最高,速率最慢,基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O;由图可知,在第三步时生成了水,基元反应为:HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O,故答案为:④;HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O;
(4)已知反应I为吸热反应, Ⅱ为放热反应,III为吸热反应,根据图像,温度逐渐升高,则碳酸镁的转化率逐渐升高,氢气的转化率下降,在以下不考虑反应Ⅲ,则二氧化碳的选择性上升,甲烷的选择性下降,所以a表示碳酸镁的转化率,b表示二氧化碳的选择性,c表示甲烷的选择性。
①表示选择性的曲线是c,故答案为:c;
②点M温度下,从图中看出碳酸镁的转化率为49%,则剩余的碳酸镁为0.51mol,根据碳原子守恒,甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol,又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等,则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol,根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol,根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol,总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1mol,,,,则反应Ⅱ的,故答案为:;
③在下达到平衡时,碳酸镁完全转化,二氧化碳的选择性为70%,甲烷的选择性为10%,则生成的二氧化碳为0.7mol,生成的甲烷为0.1mol,根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 mol=0.2mol;因为反应Ⅱ是放热的,反应Ⅲ是吸热的。在,随温度升高,反应Ⅱ逆移,H2量增多;使反应Ⅲ正移,H2量减少;总的表现为H2增加量大于减少量,故答案为:0.2;温度升高,反应Ⅱ逆移,H2量增多;使反应Ⅲ正移,H2量减少;总的表现为H2增加量大于减少量。
16.(2025·北京·高考真题)(14分)化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。实验小组研究测定“”平衡常数的方法,对照理论数据判断方法的可行性。
(1)理论分析
①易挥发,需控制生成较小。
②根据时分析,控制合适,可使生成较小;用浓度较大的溶液与过量反应,反应前后几乎不变;,仅需测定平衡时溶液和。
③与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度挥发性很小,可忽略。
(2)实验探究
序号
实验内容及现象
I
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,充分反应后,溶液变为黄色,容器液面上方有淡黄色气体。
Ⅱ
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,反应时间与I相同,溶液变为淡黄色,容器液面上方未观察到黄色气体。
Ⅲ
测定I、Ⅱ反应后溶液的;取一定量反应后溶液,加入过量固体,用标准溶液滴定,测定。
已知:;和溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中,滴定时选用淀粉作指示剂,滴定终点时的现象是 。用离子方程式表示的作用: 。
②I中,与反应前的溶液相比,反应后溶液的 (填“增大”、“减小”或“不变”)。平衡后,按计算所得值小于的K值,是因为挥发导致计算时所用 的浓度小于其在溶液中实际浓度。
③Ⅱ中,按计算所得值也小于的K值,可能原因是 。
(3)实验改进
分析实验I、Ⅱ中测定结果均偏小的原因,改变实验条件,再次实验。
控制反应温度为,其他条件与Ⅱ相同,经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确,应与 值比较。
②综合调控和温度的目的是 。
【答案】(1)
(2) 滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复 (2分) (2分) 增大 (2分) (2分) 实验Ⅱ中反应未达到平衡状态(2分)
(3) 40℃的K (2分) 防止Br2挥发并调控反应快速达到平衡(2分)
【解析】平衡常数表达式:,控制pH可调节c(Br2)大小。使用过量MnO2和浓KBr溶液,确保c(Br–)几乎不变。因c(Mn2+) = c(Br2),只需测定平衡时的pH和c(Br2)即可计算K。 干扰忽略:Br2与水反应、HBr挥发对实验影响可忽略。
(2)①淀粉遇I2显蓝色,I2被Na2S2O3消耗后蓝色消失,故滴定终点现象:滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复;
KI的作用:将Br2转化为,便于滴定测定Br2浓度。离子方程式:;
②该反应消耗生成水,pH增大;因为Br2挥发导致实测c(Br2)偏小,根据题目信息可知,,则计算时所用的浓度小于其在溶液中实际浓度;
③实验Ⅱ液面上方未观察到黄色气体,说明不是由于Br2挥发导致实测c(Br2)偏小,题目已知信息③也说明了与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度挥发性很小,可忽略,对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,实验Ⅱ的pH更大,且反应后溶液为淡黄色,则可能原因是,实验Ⅱ的浓度低于实验Ⅰ,反应相同时间下,实验Ⅱ未达到平衡状态,导致溶液中偏低,计算的K值偏小;
(3)①平衡常数准确性验证:应与40℃下的理论K值比较,因为K值只与温度有关,(题目给出25℃的K,需查阅40℃的文献值)。
②实验Ⅰ和实验Ⅱ反应时间相同,实验Ⅰ由于过大,反应速率过快,Br2挥发导致计算的K值小,实验Ⅱ由于过小,反应速率过慢,未达平衡状态,导致计算的K值小,故综合调控和温度的目的是防止Br2挥发并调控反应快速达到平衡,从而准确测定K值。
17.(2025·天津·高考真题)(15分)硫酸铜铵可用作杀虫剂等,其晶体组成可表示为。某学习小组为探究其组成进行了如下实验。
Ⅰ.溶液的配制
将硫酸铜铵晶体研细,准确称量20.000 g,在烧杯中加入适量水溶解,用容量瓶配制成500 mL溶液。
Ⅱ.组成的测定
①SO定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入烧杯中,加入过量的经盐酸酸化的BaCl2溶液,使SO完全沉淀,经过滤、洗涤、干燥至恒重,得到BaSO4固体并记录质量。重复四次实验,结果分别为1.066 g、1.164 g、1.165 g和1.166 g。
②Cu2+定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入锥形瓶中,调节溶液的pH至3~4,加入过量的KI溶液,用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定至浅黄色,加入指示剂,充分摇动后继续滴定至终点。重复四次实验,消耗Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL。
已知:
(1)研细晶体的仪器名称为 。
(2)配制500 mL溶液定容时,操作的正确顺序为 (填序号)。
a.将蒸馏水注入容量瓶
b.改用胶头滴管滴加蒸馏水
c.观察到液面离刻度线1~2 cm
d.至凹液面与刻度线相切
(3)分析时,洗涤沉淀能否用稀硫酸作为洗涤试剂? (填“能”或“不能”)。实验得到BaSO4的平均质量为 。
(4)分析Cu2+时:①选用的指示剂为 ;②临近滴定终点时,需改为半滴滴加,其具体操作为 ;③达到滴定终点的标志为 。
(5)硫酸铜铵晶体中元素Cu的质量分数为 。
(6)判断下列操作的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”);
①若在配制硫酸铜铵溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则所配溶液浓度 ;
②若在滴定终点读数时,俯视液面,则Cu2+含量的测定结果 。
(7)根据上述实验和结果,能否推断出硫酸铜铵晶体的化学式?说明理由。 (填“能”或“不能”),理由是 。
【答案】(1)研钵(1分)
(2)acbd(1分)
(3) 不能 (1分) 1.165 g(2分)
(4) 淀粉溶液 (1分) 将悬挂在滴定管尖嘴处的液体,轻轻靠一下锥形瓶内壁,随即用少量蒸馏水淋下 (1分) 溶液恰好由蓝色变为无色,且半分钟内不变色;(1分)
(5)16%(2分)
(6) 偏低(1分) 偏低(1分)
(7) 能 (1分) 由电荷守恒可以确定NH的物质的量,由质量守恒可以确定H2O的物质的量,进而推算出最简整数比,得出化学式(2分)
【解析】该实验的实验目的是用滴定法测定杀虫剂硫酸铜铵晶体的组成。
(1)实验室研细晶体的仪器为研钵;
(2)配制500 mL溶液定容的操作为将蒸馏水注入容量瓶,观察到液面离刻度线1~2 cm,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至凹液面与刻度线相切,操作的正确顺序为acbd;
(3)分析硫酸根离子时,不能用稀硫酸洗涤,否则硫酸根离子会与附在沉淀表面的钡离子转化为硫酸钡沉淀,导致所测硫酸钡的质量偏大;由题给数据可知,第一次实验测得数据偏大,应舍去,则硫酸钡的平均质量为=1.165 g;
(4)由题意可知,分析铜离子时,应选用淀粉溶液作指示剂,当溶液中的碘与硫代硫酸钠溶液完全反应时,溶液会由蓝色变为无色,临近滴定终点时,需改为半滴滴加,具体操作为将悬挂在滴定管尖嘴处的液体,轻轻靠一下锥形瓶内壁,随即用少量蒸馏水淋下,达到滴定终点的标志为溶液恰好由蓝色变为无色,且半分钟内不变色;
(5)由方程式可得如下转化关系:2Cu2+-I2-2S2O,滴定消耗25.00 mL0.1000 mol/L 硫代硫酸钠溶液,则硫酸铜铵晶体中元素铜的质量分数为=16%;
(6)①若在配制硫酸铜铵溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出会使溶质的物质的量偏小,导致所配溶液浓度偏低;
②若在滴定终点读数时,俯视液面会使消耗硫代硫酸钠溶液的体积偏小,导致所测铜离子含量的测定结果偏低;
(7)由题意可知,实验测得硫酸根离子和铜离子的物质的量,则由电荷守恒可以确定硫酸铜铵晶体中铵根离子的物质的量,由质量守恒可以确定结晶水的物质的量,由物质的量之比等于微粒个数之比可以得出硫酸铜铵晶体的化学式,所以根据上述实验和结果能否推断出硫酸铜铵晶体的化学式。
18.(2025·广西·高考真题)(14分)尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题:
I.工业合成
(1)是合成尿素的原料之一,在下,混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如图。的原因是 。达到最高点后,曲线②下降的原因是 。
(2)已知:常温下各物质的相对能量如图。
则反应的 。
(3)模拟工业合成尿素。高温高压下,存在如下液相平衡体系。
主反应:
副反应:
平衡体系内,部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图,代表的是 (填标号)。时,,随着的增大,与趋于一致,原因是 。
(4)实际生产中,当初始时,的平衡转化率为的平衡常数 (用物质的量分数代替浓度计算,忽略副反应,保留1位小数)。
Ⅱ.电催化合成
我国科研工作者以污染物为氮源,用纳米片电催化与合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。
(5)a电极为 极。
(6)b电极发生的电极反应式为 。
【答案】(1) 催化剂的粒径越小,与反应物的接触面积越大,催化效果越好,反应速率越快 (2分) 温度太高,催化剂的活性减弱,反应速率减慢(2分)
(2)-122.3(2分)
(3) ① (1分) 时,主反应和副反应同时发生,主反应生成的H2O(l)在副反应中被消耗,所以,随着的增大,副反应被抑制,几乎没有进行,整个反应主要发生主反应,与趋于一致(2分)
(4)2.3(2分)
(5)阳(1分)
(6)CO2+2NO+10e-+10=+4H2O+12CO(2分)
【解析】(1)由图可知,a、b、c处催化剂粒径:a>b>c,催化剂的粒径越小,与反应物的接触面积越大,催化效果越好,反应速率越快,出口含量越高。达到最高点后,曲线②下降的原因是:温度太高,催化剂的活性减弱,反应速率减慢。
(2)的生成物的总能量-反应物的总能量=-285.8 kJ/mol-321.8 kJ/mol+393.5 kJ/mol+2×45.9 kJ/mol=-122.3 kJ/mol。
(3)增大相当于增大,主反应和副反应平衡均正向移动,但增大,减小,则代表的是①,时,,随着的增大,与趋于一致,原因是:时,主反应和副反应同时发生,主反应生成的H2O(l)在副反应中被消耗,所以,随着的增大,副反应被抑制,几乎没有进行,整个反应主要发生主反应,与趋于一致。
(4)根据已知条件列出“三段式”:
平衡时,H2O(l)的物质的量分数为=,的物质的量分数为=,的物质的量分数为=,的物质的量分数为=,则平衡常数K==2.3。
(5)由图可知,CO2和NO在b电极得到电子生成,b为阴极,a电极为阳极。
(6)由图可知,NO在b电极得到电子和CO2反应生成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:CO2+2NO+10e-+10=+4H2O+12CO。
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一、选择题(每题只有一个正确答案,每题3分,共42分)
1.(2024·湖南·高考真题)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
2.(2025·浙江·高考真题)下列说法正确的是
A.常温常压下和混合无明显现象,则反应在该条件下不自发
B.,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.,则
3.(2025·甘肃·高考真题)加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是
A.减小体系压强 B.升高温度
C.增大浓度 D.恒容下充入惰性气体
4.(2012·山东·高考真题)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu﹣Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
5.(2025·湖南·高考真题)一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电解过程中,向左室迁移
B.电解过程中,左室中的浓度持续下降
C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处,试纸先变红后褪色
D.完全转化为的电解总反应:
6.(2014·江苏·高考真题)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H4
3 CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A.△H1>0,△H3<0
B.△H2>0,△H4>0
C.△H1=△H2+△H3
D.△H3=△H4+△H5
7.(2025·浙江·高考真题)中常含。为配制不含的溶液,并用苯甲酸标定其浓度,实验方案如下:
步骤I——除杂:称取配制成饱和溶液,静置,析出;
步骤Ⅱ——配制:量取一定体积的上层清液,稀释配制成溶液;
步骤Ⅲ——标定:准确称量苯甲酸固体,加水溶解,加指示剂,用步骤Ⅱ所配制的溶液滴定。
下列说法正确的是
A.步骤I中析出的主要原因是:很大,抑制水解
B.步骤Ⅱ中可用量筒量取上层清液
C.步骤Ⅲ中可用甲基橙作指示剂
D.步骤中所需的蒸馏水都须煮沸后使用,目的是除去溶解的氧气
8.(2025·河北·高考真题)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
下列说法错误的是
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
9.(2025·甘肃·高考真题)下列实验操作能够达到目的的是
选项
实验操作
目的
A
测定0.01mol/L某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B
向稀溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化
探究对水解的影响
C
向溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化
比较AgCl和AgI的Ksp大小
D
将氯气通入溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
验证氯气的氧化性
10.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常温下,溶液中以氢氧化物形式沉淀时,与的关系如图[其中X代表或]。已知:,比更易与碱反应,形成;溶液中时,X可忽略不计。
下列说法错误的是
A.L为与的关系曲线
B.的平衡常数为
C.调节溶液浓度,通过碱浸可完全分离和
D.调节溶液为,可将浓度均为的和完全分离
11.(2025·广东·高考真题)一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上减少;电极材料每转移1mol电子,对应的理论容量为。下列说法错误的是
A.充电时Ⅱ为阳极
B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C.放电时负极反应为:
D.充电时16gS能提供的理论容量为
12.(2025·贵州·高考真题)25℃时,向溶液中滴入溶液,溶液的pH及(用pM表示)随NaOH溶液体积的变化关系如图。
下列说法错误的是
A.25℃时,
B.P点溶液的
C.当时,
D.当时,
13.(2018·浙江·高考真题)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应 ,在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
压强/(×105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
8.0
30
0.2
3.9
36
90
0.6
7.9
74
根据表中数据,下列说法正确的是
A.升高温度,反应速率加快
B.增大压强,反应速率变慢
C.在1.0×105PA.90℃条件下,当转化率为98%时的反应已达到平衡
D.若进入反应塔的混合气体为amol,反应速率以v=Δn/Δt表示,则在8.0×105PA.30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol/s
14.(2025·河北·高考真题)已知和结合形成两种配离子和常温下,的和的混合溶液中,和的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)[例如]与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.
B.
C.图中a点对应的
D.当时,体系中
二、非选择题(共4小题,共58分)
15.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)(15分)/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线,主要反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题,
(1)计算 。
(2)提高平衡产率的条件是_______。
A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压
(3)高温下分解产生的催化与反应生成,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号),生成水的基元反应方程式为 。
(4)下,在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。
注:含碳生成物选择性
①表示选择性的曲线是 (填字母)。
②点M温度下,反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。
③在下达到平衡时, 。,随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。
16.(2025·北京·高考真题)(14分)化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。实验小组研究测定“”平衡常数的方法,对照理论数据判断方法的可行性。
(1)理论分析
①易挥发,需控制生成较小。
②根据时分析,控制合适,可使生成较小;用浓度较大的溶液与过量反应,反应前后几乎不变;,仅需测定平衡时溶液和。
③与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度挥发性很小,可忽略。
(2)实验探究
序号
实验内容及现象
I
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,充分反应后,溶液变为黄色,容器液面上方有淡黄色气体。
Ⅱ
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,反应时间与I相同,溶液变为淡黄色,容器液面上方未观察到黄色气体。
Ⅲ
测定I、Ⅱ反应后溶液的;取一定量反应后溶液,加入过量固体,用标准溶液滴定,测定。
已知:;和溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中,滴定时选用淀粉作指示剂,滴定终点时的现象是 。用离子方程式表示的作用: 。
②I中,与反应前的溶液相比,反应后溶液的 (填“增大”、“减小”或“不变”)。平衡后,按计算所得值小于的K值,是因为挥发导致计算时所用 的浓度小于其在溶液中实际浓度。
③Ⅱ中,按计算所得值也小于的K值,可能原因是 。
(3)实验改进
分析实验I、Ⅱ中测定结果均偏小的原因,改变实验条件,再次实验。
控制反应温度为,其他条件与Ⅱ相同,经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确,应与 值比较。
②综合调控和温度的目的是 。
17.(2025·天津·高考真题)(15分)硫酸铜铵可用作杀虫剂等,其晶体组成可表示为。某学习小组为探究其组成进行了如下实验。
Ⅰ.溶液的配制
将硫酸铜铵晶体研细,准确称量20.000 g,在烧杯中加入适量水溶解,用容量瓶配制成500 mL溶液。
Ⅱ.组成的测定
①SO定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入烧杯中,加入过量的经盐酸酸化的BaCl2溶液,使SO完全沉淀,经过滤、洗涤、干燥至恒重,得到BaSO4固体并记录质量。重复四次实验,结果分别为1.066 g、1.164 g、1.165 g和1.166 g。
②Cu2+定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入锥形瓶中,调节溶液的pH至3~4,加入过量的KI溶液,用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定至浅黄色,加入指示剂,充分摇动后继续滴定至终点。重复四次实验,消耗Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL。
已知:
(1)研细晶体的仪器名称为 。
(2)配制500 mL溶液定容时,操作的正确顺序为 (填序号)。
a.将蒸馏水注入容量瓶
b.改用胶头滴管滴加蒸馏水
c.观察到液面离刻度线1~2 cm
d.至凹液面与刻度线相切
(3)分析时,洗涤沉淀能否用稀硫酸作为洗涤试剂? (填“能”或“不能”)。实验得到BaSO4的平均质量为 。
(4)分析Cu2+时:①选用的指示剂为 ;②临近滴定终点时,需改为半滴滴加,其具体操作为 ;③达到滴定终点的标志为 。
(5)硫酸铜铵晶体中元素Cu的质量分数为 。
(6)判断下列操作的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”);
①若在配制硫酸铜铵溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则所配溶液浓度 ;
②若在滴定终点读数时,俯视液面,则Cu2+含量的测定结果 。
(7)根据上述实验和结果,能否推断出硫酸铜铵晶体的化学式?说明理由。 (填“能”或“不能”),理由是 。
18.(2025·广西·高考真题)(14分)尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题:
I.工业合成
(1)是合成尿素的原料之一,在下,混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如图。的原因是 。达到最高点后,曲线②下降的原因是 。
(2)已知:常温下各物质的相对能量如图。
则反应的 。
(3)模拟工业合成尿素。高温高压下,存在如下液相平衡体系。
主反应:
副反应:
平衡体系内,部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图,代表的是 (填标号)。时,,随着的增大,与趋于一致,原因是 。
(4)实际生产中,当初始时,的平衡转化率为的平衡常数 (用物质的量分数代替浓度计算,忽略副反应,保留1位小数)。
Ⅱ.电催化合成
我国科研工作者以污染物为氮源,用纳米片电催化与合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。
(5)a电极为 极。
(6)b电极发生的电极反应式为 。
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