精品解析：山东省烟台市龙口第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考 化学试题

一中东校2022级第一次阶段性检测化学试题 可能用到的相对原子质量：Li-7 B-11 N-14 A1-27 Zn-65 一、单项选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。 1. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A. 钢中加入一些稀土元素，可以改善钢的性能 B. 补铁剂和维生素C一起服用是因为维生素C具有还原性，可促进铁的吸收 C. 节日燃放五彩缤纷的烟花，其中绿色烟花可能是添加了铜元素 D. 胶体带电，利用这一性质可进行“静电除尘 2. 下列有关实验室仪器和试剂的使用说法错误的是 A. 除去NaCl固体中的少量KNO3，将固体溶解后蒸发结晶、趁热过滤、洗涤干燥 B. 实验室使用试管和烧瓶加热液体时，所盛液体体积应介于其容积的～之间 C. 浓硫酸可以干燥SO2但不能干燥SO3 D. 配制Na2SiO3溶液时加入少量NaOH以防止其水解 3. 下图所示的实验操作及描述均正确，且能达到相应目的的是 A. 用于NaOH溶液滴定盐酸溶液 B. 用于吸收尾气氨气 C. 可控制浓硫酸与铜反应的发生与停止 D. 称量10.05g固体 4. 某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备，部分实验装置如图所示。下列说法正确的是 A. 实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下I处胶塞加入 B. 所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水 C. 开始实验时，应先打开活塞II，再打开活塞III D. 反应结束后，试剂换为冰水，可以促进晶体的析出 5. 下列化学用语解释事实或过程正确的是 A. 铁粉与水蒸气共热，生成可燃性气体：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2 B. 用已知浓度的KMnO4溶液滴定草酸，反应离子方程式为2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O C. 将Mg(HCO3)2溶液与过量的NaOH溶液混合：2+Mg2++4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O D. 铅蓄电池放电时正极反应：PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+(aq) 6. 甲酸在纳米级磁性表面分解为活性和，经下列历程实现的催化还原，从而减少污染。下列说法错误的是 A. 将磁性处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解速率 B. 在整个历程中，可完全还原 C. 总反应方程式为2＋5HCOOH＋2H＋N2↑＋5CO2↑＋6H2O D. 反应历程中生成的可调节体系，有增强氧化性的作用 7. 我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A. CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B. CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C. 放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D. 处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 8. 贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A. “气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B. “系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C. “合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D. “洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 9. 硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。 已知：①时，硼酸显酸性的原理 ②。 下列说法正确的是 A. 硼砂稀溶液中 B. 硼酸水溶液中的主要来自水的电离 C. 25℃时，硼酸水溶液的 D. 等浓度等体积的和溶液混合后，溶液显酸性 10. 研究的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。与合成二甲醚()是一种转化的方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、和起始物质的量之比一定的条件下，平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。 的选择性。 下列说法不正确的是 A. 反应Ⅰ在A点和B点时的化学平衡常数：大于 B. 当温度、压强一定时，在原料气(和的比例不变)中添加少量稀有气体Ar，不利于提高的平衡转化率 C. 其他条件不变，在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高 D. 提高催化剂的活性和选择性，减少CO等副产物是工艺的关键活 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. 下列实验现象与实验操作不匹配的是 实验操作 实验现象 A 已知[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O ΔH>0，[CuCl4]2-为黄绿色，将盛有2mL0.5mol/LCuCl2溶液的试管加热 溶液变为蓝色 B 将绕成螺旋状的铜丝伸入到盛有浓硝酸的试管中 铜丝溶解，溶液变为蓝色，生成红棕色气体 C 向盛有4.0mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里逐滴滴加氨水至过量 先产生蓝色沉淀，后沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液 D 用玻璃棒摩擦装有过饱和醋酸钠溶液的试管内壁 有晶体析出 A. A B. B C. C D. D 12. 如图所示是以TiO2光电极作辅助电极，以Na2S4溶液和NaI溶液为初始电解液组成的二次电池，充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法正确的是 A. 放电时M极的电极反应式： 4S2- -6e- =S B. 充电时生成1mol NaI3，理论上有2mol Na +转移到M电极室 C. 放电时TiO2光电极产生的电子转移给I D. 充电过程中光能直接转化为电能 13. 镍电池芯废料中主要含有金属镍，还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下： 下列说法正确的是 A. “酸溶”时，若改用浓硫酸，反应速率更快，效果更好 B. 在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用不同 C. “钴镍分离”时发生反应的离子方程式为 D. “结晶”时，快速蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大 14. 实验室常以和为原料制备，其制备(Ⅰ)和纯化(Ⅱ)的实验装置如图所示(夹持、加热及搅拌装置略)。已知：的熔点73.4℃，沸点223.5℃，易水解；的熔点3.5℃，液态在时即发生分解，下沸点为79℃，也易水解。下列说法正确的是 A. 实验装置中两种冷凝管可以交换使用 B. 试剂X和试剂Y都可以用无水氯化钙 C. Ⅰ中的碎瓷片和Ⅱ中的毛细管都有防止暴沸的作用 D. Ⅰ中液体进入Ⅱ、Ⅱ中液体的纯化都利用了减压原理 15. 常温下，向20 mL 0.1 mol/LNaN溶液中滴入等浓度的HM溶液，所得溶液中与的关系如图所示。已知，下列说法错误的是 A. B. 滴入20 mL HM溶液后，溶液中存在：c(M-)＞c(HN) C. 随着HM溶液的加入的值变大 D. 滴入20 mL HM溶液后，溶液中存在： 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 氢化铝锂()是有机合成的重要还原剂，实验室利用氢化锂与无水三氯化铝按一定比例在乙醚中混合、搅拌，充分反应后，经一系列操作得到晶体。 Ⅰ．制备无水 已知的沸点为178℃，在潮湿的空气中易水解。某实验小组利用纯净的与铝粉反应制备无水(夹持装置略去)。 （1）圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为________。 （2）装置的连接顺序(从左至右)为A→________。 （3）装置D的作用是________。 Ⅱ．制备 已知： ①LiH、、均溶于乙醚，难溶于苯； ②乙醚沸点34.5℃，易溶于苯。 （4）制取的实验原理________(用化学方程式表示)。 （5）搅拌温度不能过高的原因是________；操作B是________，乙醚经回收提纯后可循环使用。 Ⅲ．测定产品纯度 （6）实际生产中的纯度是关键指标，常温常压下，称取mg样品，按图所示装置测定纯度，反应前量气管读数为V1mL，倾斜Y形管，将足量蒸馏水注入样品中(遇水会发生剧烈水解生成大量，其它杂质与水不反应)，反应完毕冷却后，量气管读数为V2mL。由图可知，该装置中的量气管由________(填“酸式”或“碱式”)滴定管改装，该样品纯度为________(用含m、V1、V2的代数式表示，常温常压下气体摩尔体积约为24.3L/mol)。 17. 氮化硼(BN)是白色难溶于水的粉末状固体，高温下易被氧化。实验室以硼粉(黑色)为原料制备氮化硼的装置如图1所示： （1）图2装置中可填入图1虚线框中的是___（填标号）。图2装置中盛放碱石灰的仪器名称为___。 图2 （2）制备BN的化学方程式为___。 （3）图1中多孔球泡的作用是___。 （4）当三颈烧瓶中出现___的现象时说明反应完全，此时应立即停止通入O2，原因是___。 （5）为测定制得的氮化硼样品纯度，设计以下实验： ⅰ.称取0.0625g氮化硼样品，加入浓硫酸和催化剂，微热，令样品中的N元素全部转化为铵盐； ⅱ.向铵盐中加入足量NaOH溶液并加热，蒸出的氨用20.00mL0.1008mol·L-1的稀硫酸吸收； ⅲ.用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定剩余硫酸，消耗NaOH溶液的平均体积为20.32mL。 ①氮化硼样品的纯度为___（保留四位有效数字）。 ②下列实验操作可能使样品纯度测定结果偏高的是___（填标号）。 A．蒸出的氨未被稀硫酸完全吸收 B．滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管 C．读数时，滴定前平视，滴定后俯视 D．滴定时选用酚酞作指示剂 18. 工业上利用锌焙砂(主要成分为ZnO，含有少量CuO、，NiO等)生产高纯ZnO的流程示意图如下。 （1）用足量溶液和氨水“浸出”锌焙砂。 ①“浸出”前，锌焙砂预先粉碎的目的是___________。 ②通过“浸出”步骤，锌焙砂中的ZnO转化为，该反应的离子方程式为___________。 （2）“除重金属”时，加入BaS溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是___________和。 （3）“蒸氨”时会出现白色固体，运用平衡移动原理解释原因___________。 （4）“沉锌”步骤①中加入足量溶液将白色固体转化为的离子方程式为___________。 （5）“煅烧”步骤中，不同温度下，分解的失重曲线和产品ZnO的比表面积变化情况如图1、图2所示。 已知：i．固体失重质量分数 ii．比表面积指单位质量固体所具有的总面积；比表面积越大，产品ZnO的活性越高。 ①280℃时煅烧，300min后固体失重质量分数为33.3%，则的分解率为___________(保留到小数点后一位)。 ②根据图1和图2，获得高产率(分解率>95%)、高活性(ZnO比表面积)产品ZnO的最佳条件是___________(填字母序号)。 a．恒温280℃，60~120min b．恒温300℃，240~300min c．恒温350℃，240~300min d．恒温550℃，60~120min 19. 二氧化碳是潜在的碳资源，无论是天然的二氧化碳，还是各种炉气、尾气、副产气，进行分离回收和提纯，合理利用，意义重大。在“碳达峰”、“碳中和”的国家战略下，将CO2和CO转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。 （1）由CO2制取CH4的部分反应如下： ① ； ② ； ③ 。 则反应的_______kJ/mol。 （2）若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2模拟工业合成甲醇的反应：。 ①关于图1，下列有关说法正确的是_______。 A．该反应为 B．若加倍投料，曲线A不可变为曲线B C．当，该反应达到平衡状态 D．容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变，均可以说明该反应达到平衡状态 ②若x=2、y=3，测得在相同时间内，不同温度下H2的转化率如图2所示，_______ (“>”、<”或“=”)；填T2时，起始压强为10MPa，则_______MPa-2(列式计算；保留两位小数；为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （3）一定条件下，选择合适的催化剂只进行反应 ，控制CO2和H2初始投料比为1∶1，分别在不同温度T1、T2、T3下反应，达到平衡后，CO2的转化率分别为50%、60%、75%，已知反应速率，、分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。最大的是温度_______(填“T1”、“T2”或“T3”)。 （4）利用电化学可以将CO2有效转化为，装置如图所示。装置工作时，阴极除有生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是_______，标准状况下，当阳极生成O2的体积为112mL时，测得阴极区内的，则电解效率_______。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知：。 20. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。回答下列问题： （1）CO2与CO2在催化剂作用下可转化为CH3OH，主要反应如下： 反应1： 反应2： 已知：在一定温度下，由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。几种物质在298K的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 CO2(g) CO(g) CH3OH(g) H2O(g) H2(g) 标准摩尔生成焓(kJ/mol) -393.51 -110.5 -201.17 -241.82 0 则△H2___________。 （2）CO2资源化利用是实现碳中和的重要途径。科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池，可将CO2转化为甲酸，如图所示，双极隔膜由一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成，中间为水，作为电解质溶液中H+和OH-的来源。 放电时，正极的电极反应式为___________；双极隔膜中左侧的离子交换膜为___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 （3）在某纳米级催化剂上，CO2直接催化加氢生成甲酸，其反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注，TS为过渡态，该历程中决速步骤的化学方程式为___________。 （4）以CO2和CH4催化重整制备合成气。在密闭容器中充入物质的量均为0.4 mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应，的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示： ①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列事实能说明反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。 A．同时断裂2 mol C-H键和1 mol H-H键 B．容器内混合气体的压强保持不变 C．反应速率有2v正(CO2)=v正(H2) D．容器中混合气体的密度保持不变 E．混合气体的平均摩尔质量保持不变 ②由图丙可知，压强p1___________p2(填“＞”“＜”或“=”，下同)；压强为p2时，Y点速率v正___________v逆。 ③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则压强为p2时，X点对应温度下的Kp=___________(用含p2的代数式表示)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 一中东校2022级第一次阶段性检测化学试题 可能用到的相对原子质量：Li-7 B-11 N-14 A1-27 Zn-65 一、单项选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。 1. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A. 钢中加入一些稀土元素，可以改善钢的性能 B. 补铁剂和维生素C一起服用是因为维生素C具有还原性，可促进铁的吸收 C. 节日燃放五彩缤纷的烟花，其中绿色烟花可能是添加了铜元素 D. 胶体带电，利用这一性质可进行“静电除尘 【答案】D 【解析】 【详解】A．合金制备中，向钢中加入稀土元素可以显著改善钢的性能（如硬度、抗腐蚀性等），A正确； B．补铁剂的有效成分为易被吸收的，易被氧化为不易吸收的；维生素C具有还原性，可防止被氧化，促进铁的吸收，B正确； C．烟花利用了金属元素的焰色反应，铜元素的焰色为绿色，因此绿色烟花一般添加了铜元素，C正确； D．胶体整体呈电中性，胶体粒子可以带电，不是胶体本身带电，D错误； 故选D。 2. 下列有关实验室仪器和试剂的使用说法错误的是 A. 除去NaCl固体中的少量KNO3，将固体溶解后蒸发结晶、趁热过滤、洗涤干燥 B. 实验室使用试管和烧瓶加热液体时，所盛液体体积应介于其容积的～之间 C. 浓硫酸可以干燥SO2但不能干燥SO3 D. 配制Na2SiO3溶液时加入少量NaOH以防止其水解 【答案】B 【解析】 【详解】A．NaCl溶解度受温度影响小，KNO3溶解度受温度影响大，除去NaCl中少量KNO3时，溶解后蒸发结晶，NaCl先析出，趁热过滤可分离出NaCl，再经洗涤干燥可得纯净的氯化钠晶体，操作正确，A正确； B．加热试管中的液体时，为防止液体暴沸喷出，要求液体体积不超过试管容积的，并非介于之间；加热烧瓶中液体时，要求液体体积在烧瓶容积的之间，B错误； C．浓硫酸与SO2不反应，可干燥SO2；SO3会被浓硫酸吸收生成发烟硫酸，因此不能干燥SO3，C正确； D．Na2SiO3溶液中存在水解平衡：，加入少量NaOH可增大浓度，抑制水解，D正确； 故选B。 3. 下图所示的实验操作及描述均正确，且能达到相应目的的是 A. 用于NaOH溶液滴定盐酸溶液 B. 用于吸收尾气氨气 C. 可控制浓硫酸与铜反应的发生与停止 D. 称量10.05g固体 【答案】C 【解析】 【详解】A．溶液滴定盐酸，选用碱式滴定管，此处选用聚四氟乙烯活塞酸碱通用的，可以。错在应该用左手操作活塞，此处用右手错误，A错误； B．吸收氨气应防倒吸，苯的密度比水小，应在上层，起不到防倒吸的作用，选用此装置应该把苯换为，B错误； C．通过推拉铜丝，控制反应的发生与停止，C正确； D．托盘天平的精确读数为一位小数，不能读取，D错误； 故选C。 4. 某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备，部分实验装置如图所示。下列说法正确的是 A. 实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下I处胶塞加入 B. 所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水 C. 开始实验时，应先打开活塞II，再打开活塞III D. 反应结束后，试剂换为冰水，可以促进晶体的析出 【答案】D 【解析】 【分析】试剂a为盐酸，试剂b为碳酸钙，用于制取二氧化碳，试剂c为饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的HCl；然后将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中，反应生成碳酸氢钠，过量的氨气用水或硫酸溶液吸收，且要防止倒吸，据此分析解答。 【详解】A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A项错误； B．制备CO2应使用稀盐酸不应使用稀硫酸，生成的CO2无需干燥，NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3，尾气中含有NH3，可用稀硫酸吸收，B项错误； C．CO2在水中溶解度小，开始实验时应先打开活塞Ⅲ，通入NH3营造碱性环境，增大CO2的溶解度，再打开活塞Ⅱ，通入CO2，C项错误； D．反应结束后将锥形瓶放入冰水浴中可以降低的溶解度，促进晶体的析出，D项正确； 故选D。 5. 下列化学用语解释事实或过程正确的是 A. 铁粉与水蒸气共热，生成可燃性气体：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2 B. 用已知浓度的KMnO4溶液滴定草酸，反应离子方程式为2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O C. 将Mg(HCO3)2溶液与过量的NaOH溶液混合：2+Mg2++4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O D. 铅蓄电池放电时正极反应：PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+(aq) 【答案】C 【解析】 【详解】A．铁粉与水蒸气共热生成的铁的氧化物是，不是，正确化学方程式为，A错误； B．草酸是弱电解质，离子方程式中不能拆分，正确的离子方程式为：，B错误； C．​少量，则与按物质的量之比1:4反应，Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀，与OH-反应生成和H2O，该方程式原子、电荷均守恒，反应原理正确，C正确； D．铅蓄电池放电时，正极是​得电子，正确正极反应为，D错误； 故选C。 6. 甲酸在纳米级磁性表面分解为活性和，经下列历程实现的催化还原，从而减少污染。下列说法错误的是 A. 将磁性处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解速率 B. 在整个历程中，可完全还原 C. 总反应方程式为2＋5HCOOH＋2H＋N2↑＋5CO2↑＋6H2O D. 反应历程中生成的可调节体系，有增强氧化性的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．将催化剂处理成纳米级颗粒可增大接触面积，提高甲酸分解速率，故A正确； B．转化为0.5molN2，转移5mol电子，1molH2转移2mol电子，所以完全还原消耗2.5molH2，故B错误； C．在反应历程图中箭头指进循环过程的为反应物，箭头从循环过程中指出的为生成物，故总反应方程式为2＋5HCOOH＋2H＋N2↑＋5CO2↑＋6H2O，故C正确； D．与在氧化Fe2＋的过程中需要消耗氢离子，pH值降低，但H2还原Fe3＋过程中生成氢离子，所以生成的氢离子可以起到调节pH的作用，同时具有增强氧化性的作用，故D正确； 故选B。 7. 我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A. CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B. CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C. 放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D. 处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 【答案】B 【解析】 【分析】由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，CuRu为正极，得到电子生成NH3，电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，以此解答。 【详解】A．由分析可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，A错误； B．由分析可知，CuRu为正极，得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，B正确； C．质子交换膜只允许H+通过，C错误； D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，正极电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO+7OH-=NH3+8HCOO-+4 H2↑+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B。 8. 贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A. “气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B. “系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C. “合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D. “洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 【答案】B 【解析】 【分析】重晶石矿（主要成分为）通过一系列反应，转化为溶液；加盐酸酸化，生成和气体；在溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；加水溶解后，加入，进行合成反应，得到粗品，最后洗涤得到最终产品。 【详解】A．由分析可知，“气体”主要成分为气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A项错误； B．由分析可知，“系列操作”得到的是晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确； C．“合成反应”是和反应生成，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C项错误； D．“洗涤”时，若使用稀，会部分转化为难溶的，故不能使用稀，D项错误； 故选B。 9. 硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。 已知：①时，硼酸显酸性的原理 ②。 下列说法正确的是 A. 硼砂稀溶液中 B. 硼酸水溶液中的主要来自水的电离 C. 25℃时，硼酸水溶液的 D. 等浓度等体积的和溶液混合后，溶液显酸性 【答案】B 【解析】 【详解】A．硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)，但硼砂稀溶液中存在平衡：，且溶液中还存在的水解，故，A错误； B．根据已知，硼酸遇水转换，其中的H+是由水提供的，B正确； C．25℃时， ，，，因，，C错误； D．的电离平衡常数为，的水解平衡常数，水解程度大于电离程度，显碱性，D错误； 故选B。 10. 研究的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。与合成二甲醚()是一种转化的方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、和起始物质的量之比一定的条件下，平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。 的选择性。 下列说法不正确的是 A. 反应Ⅰ在A点和B点时的化学平衡常数：大于 B. 当温度、压强一定时，在原料气(和的比例不变)中添加少量稀有气体Ar，不利于提高的平衡转化率 C. 其他条件不变，在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高 D. 提高催化剂的活性和选择性，减少CO等副产物是工艺的关键活 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度升高，选择性降低，向逆向进行，说明反应Ⅰ为放热的反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故在A点和B点时的化学平衡常数：大于，A正确； B．反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，当温度、压强一定时，在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体，相当于减小反应中的各物质的分压，则Ⅰ逆向移动，导致二氧化碳平衡转化率降低，B正确； C．反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，Ⅰ为气体分子数减小的反应，其他条件不变，恒压条件下进行反应，随着反应进行相当于减小体积，Ⅰ正向移动，导致甲醇的量则增大，故在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性低，C错误； D．提高催化剂的活性和选择性，可以促使反应利于生成，而减少CO等副产物是工艺的关键，D正确； 故选C。 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. 下列实验现象与实验操作不匹配的是 实验操作 实验现象 A 已知[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O ΔH>0，[CuCl4]2-为黄绿色，将盛有2mL0.5mol/LCuCl2溶液的试管加热 溶液变为蓝色 B 将绕成螺旋状的铜丝伸入到盛有浓硝酸的试管中 铜丝溶解，溶液变为蓝色，生成红棕色气体 C 向盛有4.0mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里逐滴滴加氨水至过量 先产生蓝色沉淀，后沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液 D 用玻璃棒摩擦装有过饱和醋酸钠溶液的试管内壁 有晶体析出 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．该平衡 ，正反应为吸热反应，加热后平衡正向移动，黄绿色的浓度增大，溶液应为黄绿色，不是蓝色，现象与操作不匹配，A符合题意； B．铜与浓硝酸反应：，现象为铜丝溶解，生成蓝色硝酸铜溶液，同时放出红棕色，现象匹配，B不符合题意； C．硫酸铜中逐滴滴加过量氨水，先发生反应生成蓝色氢氧化铜沉淀，氨水过量后沉淀溶解，生成深蓝色的络合物，得到深蓝色透明溶液，现象匹配，C不符合题意； D．过饱和醋酸钠溶液处于介稳状态，玻璃棒摩擦内壁可以提供晶核，会引发晶体析出，现象匹配，D不符合题意； 故选A。 12. 如图所示是以TiO2光电极作辅助电极，以Na2S4溶液和NaI溶液为初始电解液组成的二次电池，充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法正确的是 A. 放电时M极的电极反应式： 4S2- -6e- =S B. 充电时生成1mol NaI3，理论上有2mol Na +转移到M电极室 C. 放电时TiO2光电极产生的电子转移给I D. 充电过程中光能直接转化为电能 【答案】AB 【解析】 【分析】根据题中信息：充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3，I－→I，I元素的化合价升高，推出放电时，电极N上发生I→I－，I元素的化合价降低，即电极N为正极，电极M为负极，据此分析； 【详解】A．根据上述分析，电极M为负极，原电池中负极上失去电子，化合价升高，电极反应式为4S2－－6e－=S，故A正确； B．充电时，该装置为电解池，电极M接电源的负极，根据电解原理：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，TiO2光电极上的电极反应式为3I－－2e－=I，生成1molNaI3，转移2mol电子，理论上有2molNa＋转移到M电极室，故B正确； C．根据上述分析，充电时光促进I－在TiO2光电极上转移电子给I，故C错误； D．充电过程中光能转化成化学能，故D错误； 答案为AB。 13. 镍电池芯废料中主要含有金属镍，还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下： 下列说法正确的是 A. “酸溶”时，若改用浓硫酸，反应速率更快，效果更好 B. 在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用不同 C. “钴镍分离”时发生反应的离子方程式为 D. “结晶”时，快速蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．浓硫酸会使得铁、铝钝化，反而会降低反应速率，A错误； B．在“氧化除杂”是将亚铁离子转化为铁离子，过氧化氢起氧化剂作用，利于将铁转化为氢氧化铁沉淀而除去；“酸溶”中是将三价钴转化为二价钴，过氧化氢起还原剂作用，B正确； C．“钴镍分离”时发生反应为次氯酸根离子、二价钴离子反应转化为氢氧化钴沉淀，反应中所得溶液为酸性，故离子方程式为，C错误； D．“结晶”时，缓慢蒸发溶液，晶体颗粒长的较大，得到的晶体颗粒较大，D错误； 故选B。 14. 实验室常以和为原料制备，其制备(Ⅰ)和纯化(Ⅱ)的实验装置如图所示(夹持、加热及搅拌装置略)。已知：的熔点73.4℃，沸点223.5℃，易水解；的熔点3.5℃，液态在时即发生分解，下沸点为79℃，也易水解。下列说法正确的是 A. 实验装置中两种冷凝管可以交换使用 B. 试剂X和试剂Y都可以用无水氯化钙 C. Ⅰ中的碎瓷片和Ⅱ中的毛细管都有防止暴沸的作用 D. Ⅰ中液体进入Ⅱ、Ⅱ中液体的纯化都利用了减压原理 【答案】CD 【解析】 【分析】装置Ⅰ利用SbCl3和 Cl2为原料制备 SbCl5 。装置Ⅱ通过蒸馏分离提纯。 【详解】A．装置Ⅰ中为球形冷凝管回流冷凝防止低沸点原料和产品被蒸出。而装置Ⅱ中的冷凝管在蒸馏时冷凝气体液化收集，两者作用不一致不能互换，A项错误； B．X和Y均有Cl2尾气处理作用，应该选择碱石灰，B项错误； C．液体加热时易爆沸，碎瓷片和毛细管均能防止暴沸，C项正确； D．液态 SbCl5 在 140℃ 时即发生分解，所以两步均利用减压蒸馏降低蒸馏的温度防止产品分解，D项正确； 故选CD。 15. 常温下，向20 mL 0.1 mol/LNaN溶液中滴入等浓度的HM溶液，所得溶液中与的关系如图所示。已知，下列说法错误的是 A. B. 滴入20 mL HM溶液后，溶液中存在：c(M-)＞c(HN) C. 随着HM溶液的加入的值变大 D. 滴入20 mL HM溶液后，溶液中存在： 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据坐标图示可知：当lg=-1时，lg=0，即此时10c(HM)=c(HN)、c(M-)=c(N-)，所以Ka(HM)=，A错误； B．滴入等浓度20 mLHM溶液后，根据复分解反应的规律：强酸与弱酸盐反应可以制备弱酸，二者恰好发生反应：HM+NaN=HN+NaM，M-会发生水解反应，HN会发生电离作用，Kh(M-)==＜Ka(HN)，故 c(M-)＞c(HN)，B正确； C．随着HM溶液的加入，溶液中存在==，溶液中c(H+)会不断增大，电离平衡常数不变，故增大，C正确； D．向其中滴入20 mL 等浓度的HM溶液后，根据物料守恒可知n(HM)=n(HN)，微粒处于同一溶液中，根据物料守恒可得c(HM)+c(M-)=c(HN)+c(N-)；根据电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(M-)+c(N-)+c(OH-)，两式相加，整理可得关系式c(HN)+c(OH-)+2c(N-)= c(HM)+c(Na+)+c(H+)，D正确； 故合理选项是A。 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 氢化铝锂()是有机合成的重要还原剂，实验室利用氢化锂与无水三氯化铝按一定比例在乙醚中混合、搅拌，充分反应后，经一系列操作得到晶体。 Ⅰ．制备无水 已知的沸点为178℃，在潮湿的空气中易水解。某实验小组利用纯净的与铝粉反应制备无水(夹持装置略去)。 （1）圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为________。 （2）装置的连接顺序(从左至右)为A→________。 （3）装置D的作用是________。 Ⅱ．制备 已知： ①LiH、、均溶于乙醚，难溶于苯； ②乙醚沸点34.5℃，易溶于苯。 （4）制取的实验原理________(用化学方程式表示)。 （5）搅拌温度不能过高的原因是________；操作B是________，乙醚经回收提纯后可循环使用。 Ⅲ．测定产品纯度 （6）实际生产中的纯度是关键指标，常温常压下，称取mg样品，按图所示装置测定纯度，反应前量气管读数为V1mL，倾斜Y形管，将足量蒸馏水注入样品中(遇水会发生剧烈水解生成大量，其它杂质与水不反应)，反应完毕冷却后，量气管读数为V2mL。由图可知，该装置中的量气管由________(填“酸式”或“碱式”)滴定管改装，该样品纯度为________(用含m、V1、V2的代数式表示，常温常压下气体摩尔体积约为24.3L/mol)。 【答案】（1） （2）F→C→B→E→D （3）吸收未反应的，并防止空气中的水蒸气进入装置E中 （4） （5） ①. 温度过高，导致乙醚大量挥发，使LiH与AlCl3不能充分接触反应 ②. 蒸馏 （6） ①. 碱式 ②. 【解析】 【分析】(一)制备无水，A中为实验室制取氯气，生成的氯气中含有HCl与水蒸气，饱和食盐水除去HCl，C除去水蒸气，B中纯净的与铝粉反应制备无水，的沸点为178℃较低，需要在E中冷凝，在潮湿的空气中易水解，故需要D吸收过量氯气尾气，并防止空气中水蒸气进入装置； (二)制备，，LiCl不溶于乙醚，则滤渣A为LiCl，难溶于苯可溶于乙醚，故采用蒸发的方法得到乙醚溶液，据此分析解题。 【小问1详解】 A装置为实验室制取氯气的发生装置，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为； 【小问2详解】 装置的连接顺序(从左至右)为A→F→C→B→E→D，生成的氯气中含有HCl与水蒸气，饱和食盐水除去HCl，C除去水蒸气，B中纯净的与铝粉反应制备无水，的沸点为178℃较低，需要在E中冷凝，在潮湿的空气中易水解，故需要D吸收过量氯气尾气，并防止空气中水蒸气进入装置； 【小问3详解】 装置D的作用是吸收未反应的，并防止空气中的水蒸气进入装置E中； 【小问4详解】 制取的实验原理：； 【小问5详解】 乙醚的沸点为34.5℃，如果温度过高，导致乙醚大量挥发，使LiH与AlCl3不能充分接触反应；操作B为蒸馏，乙醚经回收提纯后可循环使用； 【小问6详解】 在潮湿的空气中均会发生剧烈水解，释放大量，可知水解后物质为碱性，应该用碱式滴定管进行改装；LiAlH4与水反应LiAlH4+H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑，物质含量应为。 17. 氮化硼(BN)是白色难溶于水的粉末状固体，高温下易被氧化。实验室以硼粉(黑色)为原料制备氮化硼的装置如图1所示： （1）图2装置中可填入图1虚线框中的是___（填标号）。图2装置中盛放碱石灰的仪器名称为___。 图2 （2）制备BN的化学方程式为___。 （3）图1中多孔球泡的作用是___。 （4）当三颈烧瓶中出现___的现象时说明反应完全，此时应立即停止通入O2，原因是___。 （5）为测定制得的氮化硼样品纯度，设计以下实验： ⅰ.称取0.0625g氮化硼样品，加入浓硫酸和催化剂，微热，令样品中的N元素全部转化为铵盐； ⅱ.向铵盐中加入足量NaOH溶液并加热，蒸出的氨用20.00mL0.1008mol·L-1的稀硫酸吸收； ⅲ.用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定剩余硫酸，消耗NaOH溶液的平均体积为20.32mL。 ①氮化硼样品的纯度为___（保留四位有效数字）。 ②下列实验操作可能使样品纯度测定结果偏高的是___（填标号）。 A．蒸出的氨未被稀硫酸完全吸收 B．滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管 C．读数时，滴定前平视，滴定后俯视 D．滴定时选用酚酞作指示剂 【答案】 ①. b ②. 球形干燥管 ③. 4B+4NH3+3O24BN+6H2O ④. 调节气体流速，进而调整NH3与O2通入比例 ⑤. 黑色粉末完全变成白色 ⑥. 避免生成的BN被氧气氧化导致产率降低 ⑦. 80.00% ⑧. C 【解析】 【分析】⑴图1虚线框中是实验室制取氨气和干燥氨气，a不能制取氨气，c制氨气的装置制取氨气，但不能用氯化钙干燥氨气，b装置制取氨气并干燥，读出图2装置中盛放碱石灰的仪器名称。 ⑵氨气和硼、氧气反应生成BN和水。 ⑶图1中多孔球泡的作用控制氨气的流速。 ⑷黑色的硼不断的反应生成白色的氮化硼，反应结束应立即停止通入O2，主要防止氮化硼在高温下容易被氧化。 ⑸先计算消耗得n(NaOH)，再计算氢氧化钠消耗得硫酸的物质的量，再得到硫酸吸收氨的物质的量，再根据2BN — 2NH4+ — H2SO4关系得出n(BN)，再计算氮化硼样品的纯度。 【详解】⑴图1虚线框中是实验室制取氨气和干燥氨气，a不能制取氨气，c制氨气的装置制取氨气，但不能用氯化钙干燥氨气，b装置制取氨气并干燥，因此图2中b装置填入图1虚线框中，图2装置中盛放碱石灰的仪器名称为球形干燥管；故答案为：b；球形干燥管。 ⑵氨气和硼、氧气反应生成BN的化学方程式为4B+4NH3+3O24BN+6H2O；故答案为：4B+4NH3+3O24BN+6H2O。 ⑶图1中多孔球泡的作用控制氨气的流速，调节氨气与氧气的流速比例，故答案为：调节气体流速，进而调整NH3与O2通入比例。 ⑷黑色的硼不断的反应生成白色的氮化硼，因此当三颈烧瓶中出现黑色粉末完全变成白色的现象时说明反应完全，此时应立即停止通入O2，原因是氮化硼在高温下容易被氧化，因此避免生成的BN被氧气氧化导致产率降低；故答案为：黑色粉末完全变成白色；避免生成的BN被氧气氧化导致产率降低。 ⑸用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定剩余硫酸，消耗NaOH溶液的平均体积为20.32mL，消耗得n(NaOH) =0.1000mol·L-1×0.02032L =0.002032mol，因此氢氧化钠消耗得硫酸的物质的量是氢氧化钠物质的量的一半即0.001016mol，则硫酸吸收氨的物质的量为n(H2SO4)= 0.1008mol·L-1×0.02L – 0.001016mol = 0.001mol，根据2BN — 2NH4+ — H2SO4关系得出n(BN) = 0.002mol，氮化硼样品的纯度为，故答案为：80.00%。 ②A．蒸出的氨未被稀硫酸完全吸收，则BN的物质的量减少，测定结果偏低；B．滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管，消耗得氢氧化钠体积偏多，氢氧化钠消耗得硫酸偏多，氨消耗得硫酸偏少，测定结果偏低；C．读数时，滴定前平视，滴定后俯视，读数偏小，氢氧化钠消耗得硫酸偏少，氨消耗的硫酸偏高，测定结果偏高；D．滴定时选用酚酞或甲基橙都可以作指示剂，测定个结果无影响，故C符合题意；综上所述，答案为C。 18. 工业上利用锌焙砂(主要成分为ZnO，含有少量CuO、，NiO等)生产高纯ZnO的流程示意图如下。 （1）用足量溶液和氨水“浸出”锌焙砂。 ①“浸出”前，锌焙砂预先粉碎的目的是___________。 ②通过“浸出”步骤，锌焙砂中的ZnO转化为，该反应的离子方程式为___________。 （2）“除重金属”时，加入BaS溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是___________和。 （3）“蒸氨”时会出现白色固体，运用平衡移动原理解释原因___________。 （4）“沉锌”步骤①中加入足量溶液将白色固体转化为的离子方程式为___________。 （5）“煅烧”步骤中，不同温度下，分解的失重曲线和产品ZnO的比表面积变化情况如图1、图2所示。 已知：i．固体失重质量分数 ii．比表面积指单位质量固体所具有的总面积；比表面积越大，产品ZnO的活性越高。 ①280℃时煅烧，300min后固体失重质量分数为33.3%，则的分解率为___________(保留到小数点后一位)。 ②根据图1和图2，获得高产率(分解率>95%)、高活性(ZnO比表面积)产品ZnO的最佳条件是___________(填字母序号)。 a．恒温280℃，60~120min b．恒温300℃，240~300min c．恒温350℃，240~300min d．恒温550℃，60~120min 【答案】（1） ①. 提高浸出效率 ②. （2）CuS （3）“蒸氨”过程中有产生，溶液中的浓度降低，平衡正向移动，转化为，和溶液中和结合得到白色固体 （4） （5） ①. 94.6% ②. b 【解析】 【分析】锌焙砂(主要成分为ZnO，含有少量CuO、As2O3，NiO等)加入硫酸铵溶液和氨水浸出，加入(NH4)2S2O8溶液、氧化钙、硫酸亚铁除砷得到FeAsO4、氢氧化亚铁、氢氧化铁等，过滤，向滤液中加入BaS除铜离子，过滤，加入锌粉深度除重金属，过滤，蒸氨得到白色固体，加入碳酸氢铵溶液、通二氧化碳得到碳酸锌，烘干煅烧得到氧化锌。 【小问1详解】 ①“浸出”前，锌焙砂预先粉碎的目的是增大接触面积，使溶解更充分，提高浸出效率；故答案为：提高浸出效率。 ②通过“浸出”步骤，锌焙砂中的ZnO和氨水、铵根离子作用下生成和水，该反应的离子方程式为；故答案为：。 【小问2详解】 根据前后除杂分析“除重金属”时是除掉铜离子，加入BaS溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是CuS和；故答案为：CuS。 【小问3详解】 “蒸氨”时会出现白色固体，运用平衡移动原理解释原因“蒸氨”过程的平衡为，有产生，溶液中的浓度降低，则平衡正向移动，转化为，会和溶液中和结合得到白色固体；故答案为：“蒸氨”过程中有产生，溶液中的浓度降低，平衡正向移动，转化为，和溶液中和结合得到白色固体。 【小问4详解】 “沉锌”步骤①中加入足量溶液将白色固体转化为、硫酸铵和水，其反应的离子方程式为；故答案为：。 【小问5详解】 ①280℃时煅烧，300min后固体失重质量分数为33.3%，设加热前质量为ag，加热生成二氧化碳的质量为0.333ag，则的分解率为；故答案为：94.6%。 ②根据图1恒温300℃和恒温550℃时失重质量分数相等，由图一和①可知，根据图2信息550℃或恒温350℃，240~300min时ZnO比表面积，因此产品ZnO的最佳条件是恒温300℃，240~300min；故答案为：b。 19. 二氧化碳是潜在的碳资源，无论是天然的二氧化碳，还是各种炉气、尾气、副产气，进行分离回收和提纯，合理利用，意义重大。在“碳达峰”、“碳中和”的国家战略下，将CO2和CO转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。 （1）由CO2制取CH4的部分反应如下： ① ； ② ； ③ 。 则反应的_______kJ/mol。 （2）若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2模拟工业合成甲醇的反应：。 ①关于图1，下列有关说法正确的是_______。 A．该反应为 B．若加倍投料，曲线A不可变为曲线B C．当，该反应达到平衡状态 D．容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变，均可以说明该反应达到平衡状态 ②若x=2、y=3，测得在相同时间内，不同温度下H2的转化率如图2所示，_______ (“>”、<”或“=”)；填T2时，起始压强为10MPa，则_______MPa-2(列式计算；保留两位小数；为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （3）一定条件下，选择合适的催化剂只进行反应 ，控制CO2和H2初始投料比为1∶1，分别在不同温度T1、T2、T3下反应，达到平衡后，CO2的转化率分别为50%、60%、75%，已知反应速率，、分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。最大的是温度_______(填“T1”、“T2”或“T3”)。 （4）利用电化学可以将CO2有效转化为，装置如图所示。装置工作时，阴极除有生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是_______，标准状况下，当阳极生成O2的体积为112mL时，测得阴极区内的，则电解效率_______。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知：。 【答案】（1）-25.1 （2） ①. BCD ②. ＜ ③. 0.62 （3）T3 （4） ①. H2 ②. 80% 【解析】 【小问1详解】 ① ； ② ； ③ 。 ②-①-③×2得的-=-25.1kJ/mol。 【小问2详解】 ①A．根据图示，随温度升高，CO2的平衡转化率降低，可知正反应放热， ，故A错误； B．若加倍投料，相当于加压，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，曲线A不可变为曲线B，故B正确； C．当，正逆反应速率比等于系数比，该反应一定达到平衡状态，故C正确； D．反应前后气体系数和不同，压强、平均相对分子质量均为变量，容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变，均可以说明该反应达到平衡状态，故D正确； 选BCD； ②根据图3可知，c点氢气的转化率大于a点，则c点生成物的浓度大于a点，c的温度高于a点，温度升高化学反应速率加快，所以v(a)逆＜v(c)逆； 根据图3所示T2时H2转化率为80%， T2时，起始压强为10MPa，则平衡时总压强为6.8 MPa，则MPa-2。 【小问3详解】 ，则反应达到平衡，，正反应吸热，升高温度，K增大，增大，则最大的是温度T3。 【小问4详解】 利用电化学可以将CO2有效转化为，装置如图所示。装置工作时，阴极除有生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极发生还原反应，在阴极氢离子也易得到电子转化为H2，则阴极生成的副产物可能是H2；标准状况下，当阳极生成O2的体积为112mL时，电路中转移电子的物质的量为，测得阴极区内的，阴极碳元素化合价由+4降低为+2，生成转移电子的物质的量，则电解效率。 20. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。回答下列问题： （1）CO2与CO2在催化剂作用下可转化为CH3OH，主要反应如下： 反应1： 反应2： 已知：在一定温度下，由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。几种物质在298K的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 CO2(g) CO(g) CH3OH(g) H2O(g) H2(g) 标准摩尔生成焓(kJ/mol) -393.51 -110.5 -201.17 -241.82 0 则△H2___________。 （2）CO2资源化利用是实现碳中和的重要途径。科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池，可将CO2转化为甲酸，如图所示，双极隔膜由一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成，中间为水，作为电解质溶液中H+和OH-的来源。 放电时，正极的电极反应式为___________；双极隔膜中左侧的离子交换膜为___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 （3）在某纳米级催化剂上，CO2直接催化加氢生成甲酸，其反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注，TS为过渡态，该历程中决速步骤的化学方程式为___________。 （4）以CO2和CH4催化重整制备合成气。在密闭容器中充入物质的量均为0.4 mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应，的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示： ①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列事实能说明反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。 A．同时断裂2 mol C-H键和1 mol H-H键 B．容器内混合气体的压强保持不变 C．反应速率有2v正(CO2)=v正(H2) D．容器中混合气体的密度保持不变 E．混合气体的平均摩尔质量保持不变 ②由图丙可知，压强p1___________p2(填“＞”“＜”或“=”，下同)；压强为p2时，Y点速率v正___________v逆。 ③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则压强为p2时，X点对应温度下的Kp=___________(用含p2的代数式表示)。 【答案】（1）+41.19 kJ/mol （2） ①. ②. 阴 （3） （4） ①. ABE ②. ＜ ③. ＞ ④. 【解析】 【小问1详解】 反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，还等于生成物标准焓与反应物的标准焓的差，则反应2的反应热△H2=-110.5 kJ/mol-241.82 kJ/mol-(-393.51 kJ/mol+0)=+41.9 kJ/mol； 【小问2详解】 根据图示可知：充电时，H2O失去电子被氧化生成O2，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，所以右侧为阳极，当作为原电池时该电极为正极，放电时，CO2得到电子发生还原反应，被还原生成HCOOH，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH；放电时，左侧Zn作负极，发生电极反应：Zn-2e-+4OH-=，反应过程需要有OH-参与反应，则双极隔膜中左侧的离子交换膜为阴离子交换膜； 【小问3详解】 由图中信息可知，纵坐标是反应时的相对能量，横坐标是反应历程，CO2催化加氢的过程中会出现3个过渡态，TS-2与相对能量的差值是最高的，所以决速步骤的化学方程式为：； 【小问4详解】 ①A．同时断裂2 mol C-H键和1 mol H-H键能说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A符合题意； B．反应在恒温、恒容密闭容器中进行，该反应是反应前后气体的总物质的量不同的反应，故容器内混合气体的压强保持不变能说明反应达到平衡状态，B符合题意； C．在任何时刻都存在关系：2v正(CO2)=v正(H2)，故反应速率2v正(CO2)=v正(H2)不能说明正逆反应速率相等，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意； D．反应在恒温、恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；反应混合物中各组分都是气体，气体的质量不变，则容器中混合气体的密度始终保持不变，故不能据此判断反应达到平衡状态，D不符合题意； E．反应混合物都是气体，气体的质量不变；但物质的量随反应的进行而改变，故反应达平衡状态时平均摩尔质量不再改变，E符合题意； 故合理选项是ABE； ②该反应的正反应是气体体积增大的反应，在温度不变时，增大压强，化学平衡逆向移动，导致CH4的平衡转化率降低。根据图示可知CH4的平衡转化率：p1＞p2，所以压强：p1＜p2； 在压强为p2时，Y点甲烷的转化率低于平衡转化率，说明反应正向进行，因此反应速率：v正＞v逆； ③根据图像可知：在压强为p2，反应达到平衡时CH4的转化率为75%。反应开始时n(CH4)=n(CO2)=0.4 mol，则反应消耗CH4的物质的量是0.3 mol，根据物质反应转化关系，可知消耗0.3 mol CO2，反应产生0.6 mol CO和0.6 mol H2，因此平衡时n(CH4)=n(CO2)=0.1 mol，n(CO)=n(H2)=0.6 mol，平衡时气体的总物质的量为n(总)= n(CH4)+n(CO2)+n(CO)+n(H2)=0.1 mol+0.1 mol+0.6 mol+0.6 mol=1.4 mol，则平衡时CH4和CO2的平衡分压均为，CO和H2的平衡分压均为，则X点对应温度下的。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $