内容正文:
2026年高考诊断性测试
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 N 14 F 19 Co 59 Cu 64 Zn 65 Sm 150
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. “山东舰”使用的新材料展现了我国强大的科技实力。下列说法错误的是
A. 所用铝镁合金的硬度比纯铝大
B. 机翼所用碳纤维为有机高分子材料
C. 甲板所用耐磨涂层碳化硅为共价晶体
D. 所用燃料重油的主要成分为烃
2. 安全重于泰山,实验室中更应注意安全。下列说法错误的是
A. 实验室点燃可燃性气体前,需检验气体纯度
B. 切割后未使用的金属钠,应及时放回原试剂瓶中
C. 蒸馏时,蒸馏烧瓶中液体体积不超过蒸馏烧瓶容积的三分之一
D. 加热KMnO4制取O2,用排水法收集O2后,应先撤导管再熄灭酒精灯
3. 化学品的正确使用关乎人体健康与环境保护。下列说法错误的是
A. 聚乙烯塑料袋可用于食品包装
B. NaNO2是一种防腐剂,可用于腊肉的生产
C. 草木灰与铵态氮肥混合会降低肥效
D. 清洁煤技术可减少燃煤污染,利于实现碳中和
4. 关于NF3、Cl2O和OF2的结构与性质,下列说法错误的是
A. 键角:OF2>Cl2O B. 沸点:Cl2O>OF2
C. 键能:F-O>F-N D. 第一电离能:F>N>O
5. 下列实验操作或装置选择正确的是
A. 甲:用Na2SO3固体与70%的硫酸制SO2
B. 乙:取10.00 mL H2C2O4溶液
C. 丙:从石油中分离汽油、柴油
D. 丁:分离酒精和CCl4
6. 下列物质性质与用途均正确且存在对应关系的是
A. 浓硫酸具有吸水性,可用于干燥SO2和H2
B. Na2CO3溶液显碱性,可用于治疗胃酸过多
C. SO2具有杀菌作用,可用作葡萄酒的抗氧化剂
D. Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用于净水和杀菌消毒
7. 氨基化钠(NaNH2)是一种强还原剂,易水解,在空气中会产生红棕色气体和Na2O2。实验室设计如图装置制取少量NaNH2(夹持装置略)。下列说法错误的是
A. 可用NaOH固体代替生石灰
B. 干燥管B、E中的试剂均可选用碱石灰
C. 实验时应先打开活塞a一段时间,再点燃C处酒精灯
D. NaNH2在空气中久置最终固体产物为Na2CO3
8. 有机物X→Y的异构化反应如图。下列说法正确的是
A. Y不存在对映异构体
B. X中所有碳原子不可能共平面
C. 1 mol Y最多与2 mol H2发生加成反应
D. X酸性条件下的水解产物均可与NaOH溶液反应
9. CO2与H2在金属催化剂M的作用下可发生多种反应,机理如图。下列说法错误的是
A. X的分子构型为直线形
B. 产物HCOOH、HCHO、CO均为极性分子
C. 反应过程中涉及极性键的断裂与生成
D. 当生成等物质的量的含碳产物时,参与反应的为3:2
10. 燃煤脱硫过程中生成的CaSO4(s)与CO(g)在密闭体系中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图。T1 K下,向2 L密闭容器中加入足量CaSO4(s)和1 mol CO(g),经t min反应达平衡,体系压强为原来的1.4倍。下列说法错误的是
A. 曲线M代表反应Ⅰ
B. p=4
C. 升高温度,一定增大
D. 0~t min,CO的平均反应速率为
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列实验方案能达到实验目的的是
实验目的
实验方案
A
比较的电离程度与水解程度的大小
室温下,用pH计测量一定浓度酸式盐NaHX溶液的pH
B
证明溴乙烷的消去反应有乙烯生成
将NaOH的乙醇溶液加入溴乙烷中加热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中,观察溶液是否褪色
C
验证Fe3+与的反应存在一定限度
向5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,再加2 mL CCl4振荡,静置后取上层清液滴加KSCN溶液,观察现象
D
检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质
将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
A. A B. B C. C D. D
12. 一种用铋精矿(主要成分Bi2S3,含有FeS2、Cu2S、PbO2及SiO2等杂质)制备BiOCl的工艺流程如下。下列说法错误的是
已知:①“加压氨浸”时,S元素转化为,Cu元素转化为易溶于水的[Cu(NH3)4](OH)2,Bi、Fe元素转化为Bi2O3、Fe2O3;
②pH≥3时,BiCl3极易水解为BiOCl沉淀。
A. “加压氨浸”时反应等物质的量的FeS2和Cu2S消耗O2的物质的量之比为3:2
B. “酸浸还原”过程中盐酸羟胺仅将Fe3+还原为Fe2+
C. “酸浸还原”时为防止生成BiOCl沉淀,需加入稍过量盐酸
D. “沉铋”时发生反应
13. 一种电化学组合装置如图,锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和,在电场作用下向两极迁移,同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是
A. 膜n为阳离子交换膜
B. c为阳极,发生氧化反应
C. 产生0.3 mol 时,理论上生成0.4 mol 2,5-呋喃二甲酸
D. 当双极膜中有1 mol H2O解离时,负极区溶液质量增加32.5 g
14. 二苯乙二酮()在碱的作用下可发生Benzilie重排反应,反应机理如下:
下列说法错误的是
A. 二苯乙二酮的二氯代物有15种
B. 正反应的活化能:①>③
C. 若二苯乙二酮的苯环上有氟原子,更容易发生Benzilie重排反应
D. 发生Benzilie重排反应的产物为
15. 常温下,H2A溶液中所有含A物种的摩尔分数与pH的关系如图虚线所示,M2A和NA在0.01 mol·L-1 H2A溶液(H2A浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,(Q表示M+和N2+)与pH的关系如图实线所示。下列说法正确的是
A. 直线①表示与pH的关系
B.
C. pH=5时,溶液中存在:
D. 向0.01 mol·L-1的M+、N2+的混合溶液中滴加H2A溶液,M+先开始沉淀
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. Co及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)钴元素在元素周期表中的位置是________;下列状态的钴中,电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
A. [Ar]3d74s2 B.[Ar]3d74s1 C.[Ar]3d74s14p1 D.[Ar]3d74p1
(2)配合物K3[Co(NO2)6]的中心离子是________,配体的VSEPR模型为________。
(3)通过可制备[Co(NH3)6]Cl3。
①1 mol [Co(NH3)6]3+中含有________mol σ键。
②[Co(NH3)6]3+与NH3相比,H-N-H的键角前者________后者(填“>”“<”或“=”)。
(4)SmCok(k>1)是一种稀土永磁材料,其晶体由Sm-Co单层和Co单层两种结构单元层交替排列构成,其结构如图。
已知:Ⅰ.层间距为a pm,Sm-Co单层中Sm与Sm的最短距离为b pm;
Ⅱ.核间距:dA-B<dA-C。
①该物质的化学式为________,A原子周围最近且等距离的Co原子有________个。
②已知A原子的分数坐标为(1,0,1),则M原子的分数坐标为________,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该材料的密度为________g·cm-3(列计算式)。
17. 鲁米诺(3-氨基邻苯二甲酰胺)是一种化学发光试剂,其发光原理为:
某小组设计进行鲁米诺发光喷泉实验并进行相关探究,回答下列问题:
Ⅰ.鲁米诺发光喷泉实验
①按下图所示组装实验装置(夹持装置略)并完成操作X。
②称取0.4 g鲁米诺固体,用50 mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液充分溶解后,加入适量催化剂,定容于250 mL容量瓶中,再将所得溶液加入到三颈烧瓶中,并在其他装置中加入相应试剂。
③向三颈烧瓶中滴入6 mL 30% H2O2,关闭分液漏斗旋塞,观察到三颈烧瓶内产生蓝色荧光;随即不断旋转A中分液漏斗旋塞滴加稀硫酸,调节气体产生速率,装置D中形成蓝色发光喷泉(该操作在暗处进行)。
(1)步骤①中操作X是________。
(2)步骤②中用到的玻璃仪器除三颈烧瓶、容量瓶和量筒外,还有________。
(3)步骤③中鲁米诺发生反应的离子方程式为________。该反应所用氧化剂,还可选用下列物质中的________(填标号)。
a.稀HNO3 b.FeCl3溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.Na2CO3·H2O2
Ⅱ.鲁米诺发光实验的应用及探究
(4)Cu2+在一定浓度范围内可催化鲁米诺与H2O2反应,且发光强度与Cu2+浓度呈线性关系,从而间接测定水体中Cu2+含量。测得发光强度y与标准溶液Cu2+浓度x mol·L-1符合方程。取10 mL水样,预处理后定容至50 mL,测得发光强度为400,则原水样中Cu2+的含量为________mg·L-1。若定容时仰视,测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(5)Cu2+与NH3或配位后,其催化鲁米诺与H2O2反应的能力减弱,为探究NH3和与Cu2+的配位能力,进行如下实验:
序号
3% H2O2
/mL
鲁米诺溶液(含Cu2+和氨水)/mL
碱性缓冲溶液/mL
溶液/mL
蒸馏水/mL
发光时间/s
荧光强度
1
50
50
50
0
0.5
2.5
强
2
50
50
50
0.5
0
120
弱
3
0
50
50
0.5
50
无
无
与Cu2+的配位能力:________NH3(填“>”“<”或“=”)。
18. 羟基氧化镍(NiOOH)具有良好的电化学活性。某化工厂从含NiO、ZnO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、CuO)中制备NiOOH·H2O和ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知:①该工艺条件下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Ca2+
Zn2+
Ni2+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时的pH
10.6
6.2
6.9
1.5
6.3
完全沉淀时的pH
13.1
8.3
8.9
2.8
8.3
②常温下,溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为D[],萃取率为E[]。
回答下列问题:
(1)滤渣2的成分是________(填化学式);“沉铁”过程需控制溶液pH的范围为________。
(2)若“沉铁”后所得500 L溶液中c(Ca2+)=0.01 mol·L-1,理论上需加入________g NH4F固体(忽略混合后溶液体积的变化),使Ca2+恰好沉淀完全[此时,,不考虑的水解]。
(3)萃取原理:(HR表示有机萃取剂)。在硫酸盐溶液中,该萃取剂对金属离子的萃取率与pH关系如图。
①在一定范围内,随pH升高萃取率升高的原因是________。
②“反萃取”时应加入的反萃取剂为________(填化学式)。
③已知该生产条件下,Zn2+在两液相中的D=40。取100 L含的溶液,加入20 L萃取剂,则萃取一次的萃取率E=________(保留一位小数)。在不更换萃取剂的情况下,若要提高萃取率可采取的生产工艺为________(写一条即可)。
(4)“氧化”过程发生反应的离子方程式为________。
19. 帕金森病精神症状治疗药物M()的合成路线如下:
已知:Ⅰ.R1NH2
Ⅱ.R1COOCH3+R2CH2COOCH3+CH3OH
Ⅲ.+R-N=C=O
回答下列问题:
(1)A→B反应类型为________,B→C的化学方程式为________,E的结构简式为________。
(2)Q(C7H6O3)为G的同系物,且其官能团在苯环上的相对位置与G相同,Q的名称为________,合成路线中设计G→H、I→K反应目的为________。
(3)I中含氧官能团的名称为________,L中C原子的轨道杂化方式有________种。
(4)写出符合下列条件的L同分异构体的结构简式________。
①分子中含有苯环,有-CONH2和-CHO结构。
②核磁共振氢谱显示分子中共有4种不同化学环境的H原子。
(5)根据上述信息,写出以环己烯和甲醇为原料(其他试剂任选)制备的合成路线________。
20. 一定条件下,工业上以NO和H2为原料合成NH3,涉及主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
研究发现,反应Ⅰ为快反应,其平衡的建立可认为不受慢反应Ⅱ的影响,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。
回答下列问题:
(1)的焓变________。
(2)在T K、100 kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H2,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,测得NO和H2转化率、NH3和N2选择性[N2的选择性]与反应时间的关系如图。
①表示NH3选择性、H2转化率的是曲线________、________(填标号)。
②已知G点坐标为(32,m),此时水的物质的量n(H2O)=________mol(用含m表达式表示);0~75 min内用NO的分压变化表示的平均反应速率为________kPa·min-1,25 min时反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx=________(列表达式)。
③对比上述反应,保持其他条件不变,若使用仅对反应Ⅰ有催化作用的催化剂,则曲线b所示物种的浓度最大值________(填“增大”“减小”或“不变”);若使用仅对反应Ⅱ有催化作用的催化剂,则75 min时曲线b所示物种的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
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2026年高考诊断性测试
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 N 14 F 19 Co 59 Cu 64 Zn 65 Sm 150
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. “山东舰”使用的新材料展现了我国强大的科技实力。下列说法错误的是
A. 所用铝镁合金的硬度比纯铝大
B. 机翼所用碳纤维为有机高分子材料
C. 甲板所用耐磨涂层碳化硅为共价晶体
D. 所用燃料重油的主要成分为烃
【答案】B
【解析】
【详解】A.合金的硬度一般大于各组分纯金属的硬度,因此铝镁合金的硬度比纯铝大,A正确;
B.碳纤维的主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,B错误;
C.碳化硅中硅原子和碳原子通过共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,C正确;
D.重油是石油分馏的产物,石油的主要成分是各类烃,因此重油的主要成分为烃,D正确;
故选B。
2. 安全重于泰山,实验室中更应注意安全。下列说法错误的是
A. 实验室点燃可燃性气体前,需检验气体纯度
B. 切割后未使用的金属钠,应及时放回原试剂瓶中
C. 蒸馏时,蒸馏烧瓶中液体体积不超过蒸馏烧瓶容积的三分之一
D. 加热KMnO4制取O2,用排水法收集O2后,应先撤导管再熄灭酒精灯
【答案】C
【解析】
【详解】A.可燃性气体不纯时点燃易发生爆炸,因此点燃前必须检验气体纯度,A正确;
B.金属钠性质活泼,随意丢弃易引发危险,且钠不会污染原瓶试剂,切割后剩余的钠应放回原试剂瓶中,B正确;
C.蒸馏操作时,蒸馏烧瓶中液体体积应不超过蒸馏烧瓶容积的三分之二,不少于三分之一,不是不超过三分之一,C错误;
D.加热高锰酸钾制氧气,排水法收集氧气后,若先熄灭酒精灯会发生倒吸,使仪器炸裂,因此应先撤导管再熄灭酒精灯,D正确;
故选C。
3. 化学品的正确使用关乎人体健康与环境保护。下列说法错误的是
A. 聚乙烯塑料袋可用于食品包装
B. NaNO2是一种防腐剂,可用于腊肉的生产
C. 草木灰与铵态氮肥混合会降低肥效
D. 清洁煤技术可减少燃煤污染,利于实现碳中和
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚乙烯无毒,化学性质稳定,聚乙烯塑料袋可用于食品包装,A正确;
B.NaNO2是食品防腐剂,可抑制肉毒杆菌生长,在国家标准允许的用量范围内,可用于腊肉生产,B正确;
C.草木灰主要成分为碳酸钾,碳酸根水解使溶液显碱性,和铵态氮肥的铵根发生相互促进的水解反应,生成氨气逸出,损失氮元素,降低肥效,C正确;
D.清洁煤技术主要是脱去煤中的硫,减少二氧化硫等有害污染物的排放,但煤燃烧仍然会排放大量二氧化碳,不能减少碳排放,因此不利于实现碳中和,D错误;
答案选D。
4. 关于NF3、Cl2O和OF2的结构与性质,下列说法错误的是
A. 键角:OF2>Cl2O B. 沸点:Cl2O>OF2
C. 键能:F-O>F-N D. 第一电离能:F>N>O
【答案】A
【解析】
【详解】A.OF2和Cl2O的中心O原子均为sp3杂化,均含2对孤电子对;F电负性大于Cl,OF2中成键电子对更偏向F,成键电子对间斥力更小,键角更小,因此键角:Cl2O>OF2,A错误;
B.二者均为分子晶体,分子晶体的沸点随相对分子质量增大而升高,Cl2O相对分子质量大于OF2,因此沸点:Cl2O>OF2,B正确;
C.原子半径N>O,因此F-O键键长比F-N键更短,键长越短键能越大,故键能:F-O>F-N,C正确;
D.同周期元素第一电离能随原子序数增大总体呈增大趋势,N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的O,因此第一电离能:F>N>O,D正确;
答案选A。
5. 下列实验操作或装置选择正确的是
A. 甲:用Na2SO3固体与70%的硫酸制SO2
B. 乙:取10.00 mL H2C2O4溶液
C. 丙:从石油中分离汽油、柴油
D. 丁:分离酒精和CCl4
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲为启普发生器,启普发生器仅适用于块状难溶于水的固体与液体常温反应制取气体。是可溶性粉末状固体,无法通过启普发生器控制反应的发生/停止,因此该装置不能用于制备,A错误;
B.滴定管的精度为,可以满足量取溶液的要求,操作合理,B正确;
C.石油分馏分离汽油、柴油时,温度计需要测量馏分蒸气的温度,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处,图中温度计插入反应液中,位置错误,C错误;
D.酒精和四氯化碳互溶,不会分层,不能用分液法分离,D错误;
故选B。
6. 下列物质性质与用途均正确且存在对应关系的是
A. 浓硫酸具有吸水性,可用于干燥SO2和H2
B. Na2CO3溶液显碱性,可用于治疗胃酸过多
C. SO2具有杀菌作用,可用作葡萄酒的抗氧化剂
D. Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用于净水和杀菌消毒
【答案】A
【解析】
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,且SO2、H2都不与浓硫酸发生反应,因此可以用浓硫酸干燥SO2和H2,性质、用途均正确且对应关系成立,A正确;
B.Na2CO3溶液确实显碱性,但Na2CO3碱性过强,会刺激损伤消化道,不能用于治疗胃酸过多,用途错误,B错误;
C.SO2确实具有杀菌作用,也可作葡萄酒的抗氧化剂,但作抗氧化剂利用的是SO2的还原性而非杀菌作用,性质与用途不对应,C错误;
D.Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用于净水,但Fe(OH)3胶体不具备杀菌消毒的能力,用途错误,D错误;
故选A。
7. 氨基化钠(NaNH2)是一种强还原剂,易水解,在空气中会产生红棕色气体和Na2O2。实验室设计如图装置制取少量NaNH2(夹持装置略)。下列说法错误的是
A. 可用NaOH固体代替生石灰
B. 干燥管B、E中的试剂均可选用碱石灰
C. 实验时应先打开活塞a一段时间,再点燃C处酒精灯
D. NaNH2在空气中久置最终固体产物为Na2CO3
【答案】B
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置A制备氨气,装置B中盛有碱石灰用于干燥氨气,装置C中金属钠与氨气反应制备氨基钠,装置D用于冷凝回流挥发出氨气,装置E中盛有五氧化二磷用于吸收未反应的氨气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入装置C中导致氨基钠与水蒸气反应,
【详解】A.生石灰和浓氨水制氨气的原理是:与水反应放热,促进分解,同时增大浓度,使平衡左移,促进逸出。也能提供、溶于水放热,因此能代替生石灰,A正确;
B.根据分析可知,B中是碱石灰,E中是五氧化二磷,B错误;
C.装置内原本的空气会氧化金属钠,还会使产物变质,因此需要先打开活塞,通入一段时间氨气排尽空气后,再点燃C处酒精灯加热,C正确;
D.在空气中久置,无论水解生成,还是被氧气氧化生成,含钠产物最终都会和空气中的反应,转化为,因此最终固体产物为,D正确;
故选B。
8. 有机物X→Y的异构化反应如图。下列说法正确的是
A. Y不存在对映异构体
B. X中所有碳原子不可能共平面
C. 1 mol Y最多与2 mol H2发生加成反应
D. X酸性条件下的水解产物均可与NaOH溶液反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.对映异构体需要存在手性碳。Y的五元环中,连接乙烯基侧链的饱和碳原子,连接的4个基团完全不同,属于手性碳,因此Y存在对映异构体,A错误;
B.X中碳碳三键是直线形结构,羰基、碳碳双键都是平面结构,单键可以旋转,通过旋转单键可以让所有碳原子都落在同一平面内,因此X中所有碳原子可能共平面,B错误;
C.酯基中的羰基不能与发生加成反应,Y中一共含有2个碳碳双键,只有碳碳双键可以加成,因此最多与加成,C正确;
D.X是酯,酸性水解产物为丙炔酸()和丁烯醇():羧酸可与反应,但醇羟基不能和反应,因此不是所有水解产物都能与反应,D错误;
故选C。
9. CO2与H2在金属催化剂M的作用下可发生多种反应,机理如图。下列说法错误的是
A. X的分子构型为直线形
B. 产物HCOOH、HCHO、CO均为极性分子
C. 反应过程中涉及极性键的断裂与生成
D. 当生成等物质的量的含碳产物时,参与反应的为3:2
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据原子守恒,脱去1分子得到,为,中心原子C的价层电子对数为2,分子构型为直线形,A正确;
B.极性分子是正负电荷中心不重合的分子:(甲酸)结构不对称,(甲醛)结构不对称,是不同原子构成的双原子分子,三者均为极性分子,B正确;
C.反应过程中,中极性键断裂,产物中生成、等极性键,因此涉及极性键的断裂与生成,C正确;
D.三种含碳产物、、,假设各生成(等物质的量):生成:,消耗、;生成:,消耗、;生成:,消耗、,总,,,D错误;
故选D。
10. 燃煤脱硫过程中生成的CaSO4(s)与CO(g)在密闭体系中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图。T1 K下,向2 L密闭容器中加入足量CaSO4(s)和1 mol CO(g),经t min反应达平衡,体系压强为原来的1.4倍。下列说法错误的是
A. 曲线M代表反应Ⅰ
B. p=4
C. 升高温度,一定增大
D. 0~t min,CO的平均反应速率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ,放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,随温度升高而减小,与曲线M的变化一致,A正确;
B.反应Ⅰ中气体总物质的量不变,只有反应Ⅱ使气体总物质的量增加()。 初始为,平衡后压强为原来的1.4倍,同温同容下总气体物质的量为,增加,因此反应Ⅱ消耗为,平衡时。 时,故,反应Ⅱ的平衡常数: 代入,得。 平衡总气体:,得,结合,解得,。 反应Ⅰ的平衡常数: ,,故,B正确;
C.升高温度,反应Ⅰ平衡常数减小的趋势与反应Ⅱ平衡常数增大的趋势几乎一致,是净增大(反应Ⅱ正向移动),而反应Ⅰ逆向移动会导致减小,反应Ⅱ正向移动会导致增大,由化学计量数可知,减小会更多,故,一定增大,C正确;
D.平衡时剩余,则,容器体积为,则: D错误;
故选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列实验方案能达到实验目的的是
实验目的
实验方案
A
比较的电离程度与水解程度的大小
室温下,用pH计测量一定浓度酸式盐NaHX溶液的pH
B
证明溴乙烷的消去反应有乙烯生成
将NaOH的乙醇溶液加入溴乙烷中加热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中,观察溶液是否褪色
C
验证Fe3+与的反应存在一定限度
向5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,再加2 mL CCl4振荡,静置后取上层清液滴加KSCN溶液,观察现象
D
检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质
将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
A. A B. B C. C D. D
【答案】AC
【解析】
【详解】A.酸式盐溶液中, 既存在电离平衡( ),也存在水解平衡( )。溶液的pH值取决于这两个平衡的相对强弱。若pH<7,说明电离程度大于水解程度;若pH>7,说明水解程度大于电离程度;若pH = 7,说明两者程度相当,因此,通过测量溶液的pH可以达到实验目的,A正确;
B.溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,但同时乙醇会挥发,混入生成的气体中。乙醇和乙烯都具有还原性,都能使酸性溶液褪色,因此,无法确定是乙烯还是乙醇使溶液褪色,不能证明乙烯的生成,B错误;
C.实验中KI过量,理论上应完全反应。若反应存在限度,则上层清液中会有少量剩余,滴加KSCN溶液会显血红色,该方案能达到实验目的,C正确;
D.Fe(NO3)2溶于稀后,溶液中的在酸性条件下会将氧化成,即使样品未变质,也会因该氧化反应而产生 ,导致滴加KSCN溶液后变红,无法判断样品是否已氧化变质,D错误;
故选AC。
12. 一种用铋精矿(主要成分Bi2S3,含有FeS2、Cu2S、PbO2及SiO2等杂质)制备BiOCl的工艺流程如下。下列说法错误的是
已知:①“加压氨浸”时,S元素转化为,Cu元素转化为易溶于水的[Cu(NH3)4](OH)2,Bi、Fe元素转化为Bi2O3、Fe2O3;
②pH≥3时,BiCl3极易水解为BiOCl沉淀。
A. “加压氨浸”时反应等物质的量的FeS2和Cu2S消耗O2的物质的量之比为3:2
B. “酸浸还原”过程中盐酸羟胺仅将Fe3+还原为Fe2+
C. “酸浸还原”时为防止生成BiOCl沉淀,需加入稍过量盐酸
D. “沉铋”时发生反应
【答案】B
【解析】
【分析】铋精矿加入氨水、氧气加压浸取,根据题目所给信息可知,过滤后、元素进入浸出液,浸出渣主要含有、、及等杂质;浸出渣加入稀盐酸、盐酸羟胺,元素转化为进入滤液,、元素分别被还原成、进入滤液,滤渣为,滤液中加入稀硫酸得到硫酸铅沉淀,此时滤液2中含有、,加入碳酸钠调节,得到,据此分析解题。
【详解】A.1mol :从升1价,2个从共升价,总失电子。1mol :2个从共升2价,从升8价,总失电子。1mol 作为氧化剂共得电子,因此等物质的量的和消耗的物质的量之比为,A正确;
B.铋精矿中杂质中Pb为价,后续除杂得到,Pb为价,因此盐酸羟胺不仅还原,还需要还原价的Pb,B错误;
C.已知时极易水解为沉淀,加入稍过量盐酸可以提高浓度、降低,抑制水解,防止生成提前沉淀,C正确;
D.沉铋时水解,与水解产生的反应放出,总反应,原子和电荷均守恒,D正确;
答案选B。
13. 一种电化学组合装置如图,锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和,在电场作用下向两极迁移,同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是
A. 膜n为阳离子交换膜
B. c为阳极,发生氧化反应
C. 产生0.3 mol 时,理论上生成0.4 mol 2,5-呋喃二甲酸
D. 当双极膜中有1 mol H2O解离时,负极区溶液质量增加32.5 g
【答案】C
【解析】
【分析】首先判断装置:左侧为锌原电池,右侧为电解池。Zn失电子发生氧化反应,因此Zn电极(b)为原电池负极,a为原电池正极;电解池中,阳极接原电池正极,发生氧化反应,阴极接原电池负极,发生还原反应,5-羟甲基糠醛氧化为2,5-呋喃二甲酸是氧化反应,因此d为电解池阳极,c为电解池阴极,发生析氢的还原反应,据此解答。
【详解】A.双极膜解离的向原电池正极(左侧a区)迁移,向原电池负极(右侧Zn区)迁移,因此膜n需要允许(阴离子)通过,为阴离子交换膜,A错误;
B.c接原电池负极(b),因此c为电解池阴极,发生还原反应,B错误;
C.正极反应为,生成时,转移电子。 1分子5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸:失,失,1 mol产物共转移,因此生成产物的物质的量为,C正确;
D.1mol 解离生成1mol 和1mol ,转移1 mol电子,负极反应为,转移1 mol电子时,有进入溶液(质量),同时双极膜解离的也进入负极区(质量),因此负极区溶液总质量增加,D错误;
故选C。
14. 二苯乙二酮()在碱的作用下可发生Benzilie重排反应,反应机理如下:
下列说法错误的是
A. 二苯乙二酮的二氯代物有15种
B. 正反应的活化能:①>③
C. 若二苯乙二酮的苯环上有氟原子,更容易发生Benzilie重排反应
D. 发生Benzilie重排反应的产物为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.二苯乙二酮分子对称,两个苯环等效,计算其二氯代物:、、,共有12种,A错误;
B.反应速率由活化能决定,活化能越高反应速率越慢。机理中①是慢反应,③是快反应,因此正反应活化能:①③,B正确;
C.氟是吸电子基团,苯环连氟后,会增强羰基碳的正电性,更有利于的亲核进攻(第一步亲核进攻是决速步),因此更容易发生Benzilie重排,C正确;
D.根据重排机理,二邻酮重排后产物为,即羟基和羧基直接连在同一个碳原子上,原两个羰基之间的碳骨架成环后: 对于1,2-环己二酮,重排后得到,D错误;
故选AD。
15. 常温下,H2A溶液中所有含A物种的摩尔分数与pH的关系如图虚线所示,M2A和NA在0.01 mol·L-1 H2A溶液(H2A浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,(Q表示M+和N2+)与pH的关系如图实线所示。下列说法正确的是
A. 直线①表示与pH的关系
B.
C. pH=5时,溶液中存在:
D. 向0.01 mol·L-1的M+、N2+的混合溶液中滴加H2A溶液,M+先开始沉淀
【答案】CD
【解析】
【分析】所有虚线表示溶液中所有含组分的摩尔分数与变化关系,图中一共三条虚线,说明含A组分共有三者,分别是,则是一种二元弱酸,随着逐渐增加,减小,故第一条下降的粗虚线是,先升后降的则是,最后出现并逐渐增加的虚线则代表,则利用a点求得,利用b点求得。实线①②分别是和在溶液的与pH的关系,已知, ,则 ,同理对于 ,其 ,可以看出的斜率应该更大,故曲线②表示与pH的关系。基于以上分析来回答本题。
【详解】A.根据分析,曲线②表示与pH的关系,A错误;
B.曲线①表示是 与pH的关系,点d有=17 ,pH=3,即 c(M+)=10-17, ,浓度保持不变, ,利用 ,求得,代入 ,曲线②是,点c有,pH=6,即,,,利用=,求得,代入,B错误;
C. pH=5时,,。, ,, , , ,因此 ,C正确;
D.计算沉淀所需浓度:沉淀: ;沉淀: ,故向0.01 mol·L-1的M+、N2+的混合溶液中滴加H2A溶液,M+先开始沉淀,D正确;
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. Co及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)钴元素在元素周期表中的位置是________;下列状态的钴中,电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
A. [Ar]3d74s2 B.[Ar]3d74s1 C.[Ar]3d74s14p1 D.[Ar]3d74p1
(2)配合物K3[Co(NO2)6]的中心离子是________,配体的VSEPR模型为________。
(3)通过可制备[Co(NH3)6]Cl3。
①1 mol [Co(NH3)6]3+中含有________mol σ键。
②[Co(NH3)6]3+与NH3相比,H-N-H的键角前者________后者(填“>”“<”或“=”)。
(4)SmCok(k>1)是一种稀土永磁材料,其晶体由Sm-Co单层和Co单层两种结构单元层交替排列构成,其结构如图。
已知:Ⅰ.层间距为a pm,Sm-Co单层中Sm与Sm的最短距离为b pm;
Ⅱ.核间距:dA-B<dA-C。
①该物质的化学式为________,A原子周围最近且等距离的Co原子有________个。
②已知A原子的分数坐标为(1,0,1),则M原子的分数坐标为________,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该材料的密度为________g·cm-3(列计算式)。
【答案】(1) ①. 第4周期Ⅷ族 ②. B
(2) ①. Co3+ ②. 平面三角形
(3) ①. 24 ②. >
(4) ①. SmCo5 ②. 6 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
Co原子序数为27,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。 电离能规律:同一元素,阳离子电离最外层电子所需能量大于中性原子;同一价态,基态能量低于激发态,电离最外层电子需要的能量更大。
A是基态Co原子,电离对应第一电离能,能量最小;
B是基态,电离对应第二电离能,能量大于A;
C是激发态Co原子,能量高于基态,电离能小于A;
D是激发态,能量高于基态,电离能小于B; 因此所需能量最大的是B。
【小问2详解】
配合物中,配离子整体带3个负电荷,每个带1个负电荷,因此中心离子为。 配体中中心N的价层电子对数,因此VSEPR模型为平面三角形。
【小问3详解】
① 中,每个含3个 键,6个共个键;与6个形成6个配位键,总键为。
② 游离中N原子有一对孤对电子,形成配位键后,孤对电子转化为成键电子对,对键的排斥力减小,因此键角更大,填。
【小问4详解】
①该晶胞为直六棱柱,角度分别为、、, 利用均摊法求晶胞中的微粒数目:Sm原子数为,Co 原子数为,该晶体的化学式为;根据,A(Sm)所在上底面角度为,其周围最近的Co与AB在同一平面,如Sm-Co单层图所示,共6个;
② A的分数坐标为,说明晶胞坐标范围,M位于底面,在z轴的坐标分数为0,根据单层投影图可知,M位于晶胞面对角线的处。如图:,因此M的分数坐标为。 晶胞质量;底面为边长的菱形(夹角),底面积,晶胞高度为,因此体积,密度。
17. 鲁米诺(3-氨基邻苯二甲酰胺)是一种化学发光试剂,其发光原理为:
某小组设计进行鲁米诺发光喷泉实验并进行相关探究,回答下列问题:
Ⅰ.鲁米诺发光喷泉实验
①按下图所示组装实验装置(夹持装置略)并完成操作X。
②称取0.4 g鲁米诺固体,用50 mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液充分溶解后,加入适量催化剂,定容于250 mL容量瓶中,再将所得溶液加入到三颈烧瓶中,并在其他装置中加入相应试剂。
③向三颈烧瓶中滴入6 mL 30% H2O2,关闭分液漏斗旋塞,观察到三颈烧瓶内产生蓝色荧光;随即不断旋转A中分液漏斗旋塞滴加稀硫酸,调节气体产生速率,装置D中形成蓝色发光喷泉(该操作在暗处进行)。
(1)步骤①中操作X是________。
(2)步骤②中用到的玻璃仪器除三颈烧瓶、容量瓶和量筒外,还有________。
(3)步骤③中鲁米诺发生反应的离子方程式为________。该反应所用氧化剂,还可选用下列物质中的________(填标号)。
a.稀HNO3 b.FeCl3溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.Na2CO3·H2O2
Ⅱ.鲁米诺发光实验的应用及探究
(4)Cu2+在一定浓度范围内可催化鲁米诺与H2O2反应,且发光强度与Cu2+浓度呈线性关系,从而间接测定水体中Cu2+含量。测得发光强度y与标准溶液Cu2+浓度x mol·L-1符合方程。取10 mL水样,预处理后定容至50 mL,测得发光强度为400,则原水样中Cu2+的含量为________mg·L-1。若定容时仰视,测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(5)Cu2+与NH3或配位后,其催化鲁米诺与H2O2反应的能力减弱,为探究NH3和与Cu2+的配位能力,进行如下实验:
序号
3% H2O2
/mL
鲁米诺溶液(含Cu2+和氨水)/mL
碱性缓冲溶液/mL
溶液/mL
蒸馏水/mL
发光时间/s
荧光强度
1
50
50
50
0
0.5
2.5
强
2
50
50
50
0.5
0
120
弱
3
0
50
50
0.5
50
无
无
与Cu2+的配位能力:________NH3(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)检查装置气密性
(2)烧杯、玻璃棒、胶头滴管
(3) ①. ②. d
(4) ①. 5.12×10-2 ②. 偏低
(5)>
【解析】
【分析】 鲁米诺即3-氨基邻苯二甲酰胺,在碱性条件下被氧化剂氧化后,会生成不稳定的激发态产物,激发态产物回到基态时会以光能形式释放能量,产生特征蓝色荧光。喷泉实验中,小苏打与稀硫酸反应持续生成CO2,增大体系气压,将三颈烧瓶中的发光反应液压入装置D,形成蓝色发光喷泉。后续探究利用对该反应的催化特性:发光强度与浓度呈线性关系,可间接测定水样含量;被配位后催化能力减弱,可通过荧光强度变化比较配位能力强弱,据此解答。
【小问1详解】
涉及气体参与的喷泉实验,组装仪器后第一步需要检查装置气密性。
【小问2详解】
步骤②是配制一定物质的量浓度的鲁米诺溶液,需要烧杯溶解固体,玻璃棒搅拌和引流,定容需要胶头滴管。
【小问3详解】
根据反应流程,鲁米诺()在碱性条件下被氧化,脱去得到3-氨基邻苯二甲酸根二负离子,配平后得到上述离子方程式为;需要氧化剂替代,稀硝酸、酸性高锰酸钾氧化性过强,会将氨基氧化、过碳酸钠(含过氧化氢,可作氧化剂),在碱性条件下生成沉淀,不能作氧化剂,故选d。
【小问4详解】
根据,得定容后浓度,原水样稀释了5倍,故原水样浓度为;定容时仰视,溶液体积偏大,测得浓度偏小,测定结果偏低。
【小问5详解】
加入后荧光强度更弱,说明夺走了与配位的,配位能力:。
18. 羟基氧化镍(NiOOH)具有良好的电化学活性。某化工厂从含NiO、ZnO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、CuO)中制备NiOOH·H2O和ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知:①该工艺条件下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Ca2+
Zn2+
Ni2+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时的pH
10.6
6.2
6.9
1.5
6.3
完全沉淀时的pH
13.1
8.3
8.9
2.8
8.3
②常温下,溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为D[],萃取率为E[]。
回答下列问题:
(1)滤渣2的成分是________(填化学式);“沉铁”过程需控制溶液pH的范围为________。
(2)若“沉铁”后所得500 L溶液中c(Ca2+)=0.01 mol·L-1,理论上需加入________g NH4F固体(忽略混合后溶液体积的变化),使Ca2+恰好沉淀完全[此时,,不考虑的水解]。
(3)萃取原理:(HR表示有机萃取剂)。在硫酸盐溶液中,该萃取剂对金属离子的萃取率与pH关系如图。
①在一定范围内,随pH升高萃取率升高的原因是________。
②“反萃取”时应加入的反萃取剂为________(填化学式)。
③已知该生产条件下,Zn2+在两液相中的D=40。取100 L含的溶液,加入20 L萃取剂,则萃取一次的萃取率E=________(保留一位小数)。在不更换萃取剂的情况下,若要提高萃取率可采取的生产工艺为________(写一条即可)。
(4)“氧化”过程发生反应的离子方程式为________。
【答案】(1) ①. CuS、S ②. 2.8≤pH<6.2
(2)740 (3) ①. 萃取产生H+,随pH的升高被消耗,促进萃取金属离子的反应正向移动 ②. H2SO4 ③. 88.9% ④. 多次萃取(或增加萃取剂体积、适当调节pH增大D等)
(4)
【解析】
【分析】第一步加入稀硫酸酸浸,将所有金属氧化物转化为对应硫酸盐进入溶液,滤渣1为废料中的不溶性杂质,得到含、、、、的酸性滤液。之后通入除杂,过滤后除去S、CuS杂质,接着加入,将生成的完全氧化为,再加调节pH,使完全沉淀为除去;之后加入,使沉淀为除去,此时溶液中仅剩余和。利用萃取剂对两种离子萃取率的差异,控制合适将萃取进入有机相,留在水相;有机相经反萃取后可最终得到,水相中的经碱性氧化,过滤即可得到目标产物,据此解答。
【小问1详解】
酸浸后溶液中含,通入生成不溶于酸的沉淀,同时滤液中的与发生氧化还原反应生成S和,滤渣2为CuS、S;根据沉淀pH表,完全沉淀pH为2.8,开始沉淀pH为6.2,因此控制pH在之间。
【小问2详解】
由,代入、,得。 溶液中游离物质的量:; 原溶液总物质的量:,沉淀消耗:; 总,。
【小问3详解】
① pH升高,减小,萃取平衡:正向移动,萃取率升高;
② 反萃取需要使平衡逆向移动,增大浓度,最终制备,因此选择作反萃取剂。
③ 设水相浓度为,由,得。,,因此。不更换萃取剂时,可通过多次萃取提高萃取率。
【小问4详解】
碱性条件下氧化生成,从价升为价,从价降为价,配平后得到上述离子方程式为。
19. 帕金森病精神症状治疗药物M()的合成路线如下:
已知:Ⅰ.R1NH2
Ⅱ.R1COOCH3+R2CH2COOCH3+CH3OH
Ⅲ.+R-N=C=O
回答下列问题:
(1)A→B反应类型为________,B→C的化学方程式为________,E的结构简式为________。
(2)Q(C7H6O3)为G的同系物,且其官能团在苯环上的相对位置与G相同,Q的名称为________,合成路线中设计G→H、I→K反应目的为________。
(3)I中含氧官能团的名称为________,L中C原子的轨道杂化方式有________种。
(4)写出符合下列条件的L同分异构体的结构简式________。
①分子中含有苯环,有-CONH2和-CHO结构。
②核磁共振氢谱显示分子中共有4种不同化学环境的H原子。
(5)根据上述信息,写出以环己烯和甲醇为原料(其他试剂任选)制备的合成路线________。
【答案】(1) ①. 加成反应 ②. +CH3OH ③.
(2) ①. 对羟基苯甲酸(4-羟基苯甲酸) ②. 保护羧基
(3) ①. 酯基、醚键 ②. 3
(4) (5)
【解析】
【分析】A(甲胺)与2分子发生已知信息Ⅰ的加成反应后,B的结构简式为,B发生已知信息Ⅱ的反应生成C,则C的结构简式为,D和E在作用下生成F,结合M的结构简式可知,F的结构简式为,E的结构简式为;G的不饱和度为4,结合K的结构简式以及G的分子式可知,其结构简式为。G与甲醇发生酯化反应生成H,H的结构简式为,H和发生取代反应生成I,I结构简式为,I中酯基水解后酸化得到羧基,故G→H的目的是保护羧基;L的不饱和度为6,而K的不饱和度为5,则K与发生取代反应,L的结构简式为,E和L发生已知信息Ⅲ的反应生成M,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,A→B反应类型为加成反应,B→C的反应是类似已知信息Ⅰ的反应,化学方程式为 +CH3OH,根据分析可知,E的结构简式为;
【小问2详解】
G结构简式为,Q是G的同系物,Q比G少了1个CH2,Q官能团在苯环上的相对位置与G相同,则Q的结构简式为,命名为对羟基苯甲酸(4-羟基苯甲酸);根据分析可知,设计G→H是为了保护羧基,I→K的反应重新得到羧基;
【小问3详解】
I结构简式为,氧官能团的名称为酯基、醚键;L的结构简式为,饱和碳原子为杂化、苯环碳原子为杂化,基团中碳原子为sp杂化,共有3种杂化方式;
【小问4详解】
L的不饱和度为6,①分子中含有苯环,有-CONH2和-CHO结构,刚好消耗6个不饱和度,其余4个碳均为饱和结构,②核磁共振氢谱显示分子中共有4种不同化学环境的H原子,说明其结构高度对称,满足条件的结构简式为;
【小问5详解】
目标产物与C结构相似,则需要构建2个羧基发生已知信息Ⅱ的反应,故环己烯先于酸性高锰酸钾反应得到己二酸,己二酸与甲醇酯化得到己二酸二甲酯,己二酸二甲酯发生已知信息Ⅱ的反应得到目标产物,合成路线是: 。
20. 一定条件下,工业上以NO和H2为原料合成NH3,涉及主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
研究发现,反应Ⅰ为快反应,其平衡的建立可认为不受慢反应Ⅱ的影响,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。
回答下列问题:
(1)的焓变________。
(2)在T K、100 kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H2,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,测得NO和H2转化率、NH3和N2选择性[N2的选择性]与反应时间的关系如图。
①表示NH3选择性、H2转化率的是曲线________、________(填标号)。
②已知G点坐标为(32,m),此时水的物质的量n(H2O)=________mol(用含m表达式表示);0~75 min内用NO的分压变化表示的平均反应速率为________kPa·min-1,25 min时反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx=________(列表达式)。
③对比上述反应,保持其他条件不变,若使用仅对反应Ⅰ有催化作用的催化剂,则曲线b所示物种的浓度最大值________(填“增大”“减小”或“不变”);若使用仅对反应Ⅱ有催化作用的催化剂,则75 min时曲线b所示物种的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)-92.4
(2) ①. b ②. d ③. 2m ④. ⑤. ⑥. 增大 ⑦. 不变
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,由反应Ⅰ- 反应Ⅱ可得目标反应:变;
【小问2详解】
①表示NH3选择性和N2的选择性之和为1,开始阶段反应Ⅰ为快反应,NH3是主产物,选择性高,故曲线b是NH3的选择性,曲线c是的N2选择性,根据初始投料比可知,氢气过量,则NO的转化率应高于H2,故a代表NO的转化率,d代表H2的转化率;
②已知G点坐标(32,m),即32 min时NO转化率为m,根据反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学计量数均为1:1,初始充入2 mol NO,转化率为m,则;
75 min时,NO转化率80%,氨气选择性25%,则:消耗NO 为,反应Ⅰ消耗的NO物质的量为 ,生成,列出消耗量:
反应Ⅱ消耗的NO物质的量为 ,生成,列出消耗量:
共消耗 ,剩余: ;生成水 ;平衡时各物质的量:,总物质的量 ;
初始总压 ,初始 ,初始NO分压,题目前置条件是恒压密闭容器,75 min时平衡时NO分压:,变化量 ,时间 ,平均速率:;反应Ⅰ:,温度不变,25 min时物质的量分数平衡常数按75 min计算:;
③使用仅对反应 Ⅰ 有催化作用的催化剂:反应 Ⅰ 速率加快,生成速率增大,其浓度最大值增大。
使用仅对反应 Ⅱ 有催化作用的催化剂:反应 Ⅱ 速率加快,选择性降低,但最终平衡时浓度由热力学平衡决定,故 75 min 时浓度不变。
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