精品解析：江苏省扬州市广陵区扬州中学教育集团树人学校2024-2025学年高二上学期11月期中化学试题

2024-2025学年度第一学期期中考试 高二化学 可能用到的相对原子质量： 1 7 14 16 24 32 56 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 化学与生产、生活息息相关，下列说法中不正确的是 A. 海上石油钢铁钻井平台与直流电源的负极相连可防止钢铁腐蚀 B. 寻找合适的催化剂可以提高合成氨工业中原料的平衡转化率 C. 调整能源结构、减少化石燃料消耗有助于实现碳中和目标 D. 用适宜催化剂使汽车尾气中与更快地转化为与 2. 下列有关化学用语表达正确的是 A. 的电离方程式： B. 碱性燃料电池负极发生的电极反应： C. 的水解方程式： D. 液态肼燃烧热为。燃烧的热化学方程式： 3. 下列各实验操作不合理或不能够达到相应实验目的的是 A. 用装置甲制备并能较长时间观察其颜色 B. 用装置乙探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 C. 用装置丙定量测定的分解速率 D. 用装置丁探究温度对化学平衡移动的影响 4. 对于反应 ，下列有关说法正确的是 A. 当时，反应处于平衡状态 B. 升高体系温度正反应速率增大，逆反应速率减小 C. 其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量，新平衡后的值变大 D. 增大体系的压强能提高的反应速率和平衡转化率 阅读下列材料，完成下面小题。既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产并进而制得硫酸等，在催化作用下与在接触室中发生可逆反应，其反应的热化学方程式为：。 5. 对于反应，下列说法正确的是 A. 该反应 B. 反应达平衡后再通入，的体积分数一定增加 C. 和所含键能总和比所含键能小 D. 6. 接触室中发生该反应的相关说法正确的是 A. 有和通过接触室，放出热量 B. 实际生产中选定温度400~500℃的最主要的原因是为了提高的平衡转化率 C. 接触室中使用过量空气的主要目的是加快反应速率 D. 使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能 7. 催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法错误的是 A. 反应①的活化能比反应②大 B. 反应①和②活化能的大小与有关 C. 总反应的反应速率由反应①决定 D. 过程中既有键的断裂，又有键的形成 8. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A. 该电池在高温下进行效率更高 B. 电子的移动方向由经外电路到 C. 电极发生的反应为 D. 若该电池中有参加反应，则有向迁移 9. 下列叙述正确的是 A. 常温下，的溶液与的溶液，水的电离程度相同 B. 浓度为醋酸溶液，加水稀释，的电离程度增大，浓度也增大 C. 等浓度等体积的与溶液混合，恰好呈中性 D. 将溶液加热、蒸发结晶、再灼烧，最终能够得到固体 10. 根据下列图所示所得出的结论不正确的是 A. 图甲为反应 的反应速率随时间变化的曲线，说明时刻改变的条件可能是升高温度 B. 图乙表示用溶液滴定盐酸的滴定曲线，则 C. 图丙表示溶液中通入至过量的过程中溶液导电性的变化 D. 图丁表示用水稀释相同的盐酸和醋酸，表示盐酸，表示醋酸 11. 下列实验能达到预期目的的是 选项 实验内容 实验目的 A 室温下，用试纸测得，0.1溶液的约为10；0.1溶液的约为5 结合的能力比强 B 向含有酚酞的溶液中加入少量固体，溶液红色变浅 证明溶液中存在水解平衡 C 用计测量醋酸、盐酸的，比较溶液大小 是弱电解质 D 50.1溶液中加入4～5滴0.1溶液及充分振荡分液，水相中滴入溶液，溶液变红 与的反应是可逆反应 A. A B. B C. C D. D 12. 碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠的过程如下： 已知：碳酸电离常数、；电离常数。下列说法正确的是 A. 0.5溶液中存在： B. 滤液中存在： C. 0.5溶液中存在： D. 0.5溶液中存在： 13. 通过反应，可将有机氯化工业的副产品转化为。在、反应物起始物质的量比条件下，不同温度时转化率如图所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。向反应体系中加入，能加快反应速率。 反应II： 反应III： 下列说法正确的是 A. 反应的 B. 230至时，转化率降低是因为温度升高，平衡向逆反应方向移动 C. 保持其他条件不变，时，使用，能使转化率从点的值升至点的值 D. 在、条件下，若起始条件下，的转化率可能能达到点的值 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，浓度过大，会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，以下是清除的两种方式，据此回答下列问题： （1）“反应”实现了甲烷化，科技人员基于该反应设计如图过程完成空间站中与的循环，从而实现的再生。 已知：反应： 反应： ①则反应 ________ ②有利于提高反应的平衡转化率的措施有________、________。 （2）航天员呼吸产生的还可以利用反：代替反应。在容积固定的的密闭容器中充入和，的平衡转化率与温度压强的关系如图1所示： ①压强________（填“<”“>”或“=”）。 ②温度、下，该反应的平衡常数________；该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数、、的大小关系为：________。 （3）光催化可制备甲烷实现的再生，其原理如图2所示。回答下列问题： ①区的电极反应式为________。 ②该装置若生成，则理论上除去的体积约为________（标准状况下）。 15. 的捕集和资源化利用能有效减少排放，充分利用碳资源。 （1）一种捕集烟气中的流程如图1，溶液中含碳微粒分布随变化如图2. ①上述流程中采用气-液逆流接触吸收，其目的是________。 ②第一步电离平衡常数为，则________。 ③“吸收”所得溶液约为8时，则“吸收”过程中反应的离子方程式为________。 （2）将还原为是实现“碳中和”的有效途径。 ①利用反应 ，不能实现直接加氢合成，原因是________。 ②通过电解法转化为的反应机理如图3所示，电极上生成的电极反应式为________。 （3）催化加氢法合成二甲醚发生的两个主要反应： 反应： 反应： 在恒压、和起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图4所示。其中：的选择性。 ①温度高于300℃，平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。 ②一定温度下，向恒容容器中加入和发生上述反应，达到平衡时测得转化率为40%，选择性为80%，则平衡时体系中生成的的物质的量为________。 （4）电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图5所示（阴、阳极区溶液均为溶液）。电解过程中生成尿素的电极反应为________。 16. 石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水和废气，对设备、环境等造成严重危害。工业上常用微生物法、沉淀法、吸收法、电解法、等消除硫引起的污染。已知：有剧毒：常温下溶解度为1：2.6（体积）。 （1）如图1为常温下缊、、在水溶液中的物质的量分数随变化的分布曲线： ①溶液呈________（填“酸性”、“碱性”或“中性”）。 ②由图判断，在常温下发生水解的平衡常数________。 ③常温下，溶液中的离子浓度________（填“=”、“<”或“>”）。 （2）沉淀法脱硫： 向的含硫废水（其中硫元素的主要化合价是价）中加入适量的溶液，产生黑色沉淀且溶液的降低。用化学平衡移动的原理解释溶液降低的原因：________。 （3）微生物法脱硫 富含有机物的弱酸性废水在细菌作用下产生、等物质，可将废水中还原为，同时用或将从水中吹出，再用碱液吸收。 ①与在细菌作用下生成和的离子方程式为________。 ②将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是________。 （4）吸收法脱硫 烟气中可以用“亚硫酸铵吸收法”处理，发生的反应为，测得25℃时溶液与各组分物质的量分数的变化关系如图2所示，点时溶液，则________。 （5）电解法脱硫 用吸收后，所得溶液经电解后可制取溶液，反应装置图3所示。电解时每有生成有________透过质子交换膜。 17. 催化剂可以催化脱除烟气中的。反应为 已知：①难溶于水；②草酸能与含钒粒子形成易溶于水的配合物。 （1）催化剂的制备。 称取一定量的和，加入草酸溶液完全溶解。取一定量的粉末浸渍于上述混合溶液中，在60℃水浴中搅拌、静置、过滤、焙烧、研磨后得到催化剂。焙烧时分解产生的化学方程式为________。 （2）催化剂的应用。将含一定物质的量浓度的、、（其余为）的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂的反应管，反应相同时间，测得的转化率随温度的变化如图。 ①反应温度在320~360℃范围内，转化率随温度变化不明显的原因是________。 ②若烟气中含有，则会导致催化剂失活，原因可能是________。 （3）废催化剂的回收。回收的过程可表示如下： ①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应，提高钒元素浸出率的方法还有________。 ②酸浸过程中，转化成，该反应的离子方程式为________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第一学期期中考试 高二化学 可能用到的相对原子质量： 1 7 14 16 24 32 56 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 化学与生产、生活息息相关，下列说法中不正确的是 A. 海上石油钢铁钻井平台与直流电源的负极相连可防止钢铁腐蚀 B. 寻找合适的催化剂可以提高合成氨工业中原料的平衡转化率 C. 调整能源结构、减少化石燃料消耗有助于实现碳中和目标 D. 用适宜催化剂使汽车尾气中与更快地转化为与 【答案】B 【解析】 【详解】A．钢铁中含有碳，在海水中形成原电池，铁失去电子做负极，将钢铁与直流电源的负极相连，铁做阴极，电源向铁上输出电子，使铁不会失去电子，避免钢铁腐蚀，A正确； B．催化剂可以提高反应速率，但不改变转化率，B错误； C．调整能源结构、减少化石燃料消耗可以减少碳的排放，有助于实现碳中和目标，C正确； D．催化剂可以加快反应速率，用适宜催化剂使汽车尾气中CO与NO更快地转化为CO2与N2，D正确； 答案选B。 2. 下列有关化学用语表达正确的是 A. 的电离方程式： B. 碱性燃料电池负极发生的电极反应： C. 的水解方程式： D. 液态肼燃烧热为。燃烧的热化学方程式： 【答案】A 【解析】 【详解】A．为弱酸的酸式酸根，电离产生的以水合形式存在，电离方程式书写符合规则，A正确； B．碱性燃料电池环境中不能生成和，负极产物应为和：，B错误； C．多元弱酸根的水解分步进行，应该为、，C错误； D．燃烧热定义为1mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量，对应的产物为液态，应该为 ，D错误； 故选A。 3. 下列各实验操作不合理或不能够达到相应实验目的的是 A. 用装置甲制备并能较长时间观察其颜色 B. 用装置乙探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 C. 用装置丙定量测定的分解速率 D. 用装置丁探究温度对化学平衡移动的影响 【答案】C 【解析】 【详解】A．装置甲为电解池，Fe作阳极失电子生成，与溶液中结合生成，阴极反应生成，且煤油隔绝空气可防止被氧化，能较长时间观察其颜色，A正确； B．若铁钉发生吸氧腐蚀，消耗，装置内压强减小；若发生析氢腐蚀，生成，装置内压强增大，可通过压强传感器测定压强变化判断腐蚀类型，B正确； C．装置丙使用长颈漏斗，反应生成的会从长颈漏斗上口逸出，无法准确测定生成气体的体积，不能定量测定的分解速率，C错误； D．存在平衡，热水和冰水温度不同，平衡移动方向不同，烧瓶内气体颜色不同，可探究温度对化学平衡移动的影响，D正确； 故答案选C。 4. 对于反应 ，下列有关说法正确的是 A. 当时，反应处于平衡状态 B. 升高体系温度正反应速率增大，逆反应速率减小 C. 其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量，新平衡后的值变大 D. 增大体系的压强能提高的反应速率和平衡转化率 【答案】A 【解析】 【详解】A．反应达到平衡状态时，正逆反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A正确； B．升高体系温度，活化分子百分数增大，正反应速率和逆反应速率均增大，B错误； C．为该反应的平衡常数，平衡常数仅与温度有关，温度不变则该值不变，C错误； D．该反应为气体分子数增大的反应，增大压强反应速率加快，但平衡逆向移动，的平衡转化率降低，D错误； 故选A。 阅读下列材料，完成下面小题。既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产并进而制得硫酸等，在催化作用下与在接触室中发生可逆反应，其反应的热化学方程式为：。 5. 对于反应，下列说法正确的是 A. 该反应 B. 反应达平衡后再通入，的体积分数一定增加 C. 和所含键能总和比所含键能小 D. 6. 接触室中发生该反应的相关说法正确的是 A. 有和通过接触室，放出热量 B. 实际生产中选定温度400~500℃的最主要的原因是为了提高的平衡转化率 C. 接触室中使用过量空气的主要目的是加快反应速率 D. 使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能 7. 催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法错误的是 A. 反应①的活化能比反应②大 B. 反应①和②活化能的大小与有关 C. 总反应的反应速率由反应①决定 D. 过程中既有键的断裂，又有键的形成 【答案】5. C 6. D 7. B 【解析】 【5题详解】 A．该反应气态反应物总计量数为3，气态生成物总计量数为2，混乱度减小，，A错误； B．若平衡后通入大量，体系总物质的量增幅大于物质的量增幅，体积分数可能减小，B错误； C．反应物总键能生成物总键能，反应，故2和1的键能总和小于2的键能总和，C正确； D．转化为放热，生成固态时放出热量更多，，D错误； 故选C。 【6题详解】 A．该反应为可逆反应，1和0.5不能完全转化，放出热量小于98.3，A错误； B．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡转化率降低，选择400~500℃的主要原因是该温度下催化剂活性最高，B错误； C．使用过量空气的主要目的是提高的平衡转化率，C错误； D．催化剂可同等程度降低正、逆反应的活化能，D正确； 故选D。 【7题详解】 A．反应速率越慢活化能越高，反应①为慢反应，活化能大于反应②，A正确； B．仅由反应物和生成物的总能量差决定，与反应活化能大小无关，B错误； C．总反应速率由慢反应决定，即由反应①决定，C正确； D．由反应历程可知，反应①有键断裂，反应②有键形成，D正确； 故选B。 8. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A. 该电池在高温下进行效率更高 B. 电子的移动方向由经外电路到 C. 电极发生的反应为 D. 若该电池中有参加反应，则有向迁移 【答案】D 【解析】 【分析】极有电子流出为负极，所以b极为正极。 【详解】A．高温会使微生物的蛋白质变性失活，电池工作效率降低，A错误； B．极有电子流出为负极，极通入为正极，电子由经外电路流向，B错误； C．该电池为酸性环境，极的反应为，不会生成，C错误； D．1 mol 参加反应转移4 mol电子，0.2 mol 反应转移0.8 mol电子，原电池中阳离子向正极（极）迁移，故有0.8 mol 向迁移，D正确； 故选D。 9. 下列叙述正确的是 A. 常温下，的溶液与的溶液，水的电离程度相同 B. 浓度为醋酸溶液，加水稀释，的电离程度增大，浓度也增大 C. 等浓度等体积的与溶液混合，恰好呈中性 D. 将溶液加热、蒸发结晶、再灼烧，最终能够得到固体 【答案】A 【解析】 【详解】A．中水解促进水的电离，常温下时水电离出的；中水解促进水的电离，常温下时水电离出的，二者水的电离程度相同，A正确； B．醋酸是弱电解质，加水稀释电离平衡正向移动，电离程度增大，但稀释导致溶液体积增大的影响大于电离平衡正向移动的影响，浓度减小，B错误； C．等浓度等体积的与恰好完全反应生成，水解使溶液呈碱性，C错误； D．溶液加热蒸发时，水解生成和易挥发的，HCl不断挥发，促进氯化镁的水解直至完全水解，蒸发结晶得到，灼烧后得到，无法得到固体，D错误； 故选A。 10. 根据下列图所示所得出的结论不正确的是 A. 图甲为反应 的反应速率随时间变化的曲线，说明时刻改变的条件可能是升高温度 B. 图乙表示用溶液滴定盐酸的滴定曲线，则 C. 图丙表示溶液中通入至过量的过程中溶液导电性的变化 D. 图丁表示用水稀释相同的盐酸和醋酸，表示盐酸，表示醋酸 【答案】C 【解析】 【详解】A．该反应为放热反应，升高温度时正、逆反应速率均突然增大，且平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，与图甲变化一致，A正确； B．滴定至时酸碱恰好完全反应，根据，代入数据得，B正确； C．为弱电解质，通入时反应生成强电解质，溶液中离子浓度增大，导电性应逐渐升高，与图丙先降低的变化不符，C错误； D．相同的盐酸和醋酸稀释时，醋酸会继续电离出，变化更缓慢，因此变化更大的为盐酸，变化更小的为醋酸，与图丁一致，D正确； 故选C。 11. 下列实验能达到预期目的的是 选项 实验内容 实验目的 A 室温下，用试纸测得，0.1溶液的约为10；0.1溶液的约为5 结合的能力比强 B 向含有酚酞的溶液中加入少量固体，溶液红色变浅 证明溶液中存在水解平衡 C 用计测量醋酸、盐酸的，比较溶液大小 是弱电解质 D 50.1溶液中加入4～5滴0.1溶液及充分振荡分液，水相中滴入溶液，溶液变红 与的反应是可逆反应 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．相同温度和浓度下，阴离子水解程度越大，溶液pH越大，说明越易结合氢离子，则HSO结合H+的能力比SO弱，故A错误； B．Na2CO3溶液中水解显碱性，加氯化钡生成沉淀，离子浓度降低，使水解平衡逆向移动，溶液碱性减弱，由溶液颜色的变化可知Na2CO3溶液中存在水解平衡，能够达到实验目的，故B正确； C．没有明确醋酸、盐酸的浓度是否相等，用pH计分别测量醋酸溶液和盐酸的pH，醋酸溶液的pH大，不能证明醋酸是弱电解质，故C错误； D．与KI反应后，水相中滴加KSCN显红色，说明溶液中存在，但此现象可能是因KI不足（而非可逆反应），无法证明反应可逆，故D错误； 故选B。 12. 碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠的过程如下： 已知：碳酸电离常数、；电离常数。下列说法正确的是 A. 0.5溶液中存在： B. 滤液中存在： C. 0.5溶液中存在： D. 0.5溶液中存在： 【答案】A 【解析】 【分析】碳酸氢铵与氯化钠反应，，因碳酸氢钠的溶解度低，生成的碳酸氢钠以晶体析出，加热碳酸氢钠固体生成碳酸钠，以此分析； 【详解】A．NH4HCO3溶液中，，碳酸氢根因水解程度大于电离程度主要考虑其水解，另铵根的水解常数，碳酸氢根的水解常数为，碳酸氢根水解程度大，显碱性，浓度小于铵根，则，A正确； B．溶液中含有NaCl、NH4Cl，根据电荷守恒，，B错误； C．NaHCO3溶液中电荷守恒，，物料守恒，，将c(Na+)代入，可得，，C错误； D．Na2CO3溶液中元素守恒：，D错误； 故答案为：A。 13. 通过反应，可将有机氯化工业的副产品转化为。在、反应物起始物质的量比条件下，不同温度时转化率如图所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。向反应体系中加入，能加快反应速率。 反应II： 反应III： 下列说法正确的是 A. 反应的 B. 230至时，转化率降低是因为温度升高，平衡向逆反应方向移动 C. 保持其他条件不变，时，使用，能使转化率从点的值升至点的值 D. 在、条件下，若起始条件下，的转化率可能能达到点的值 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据盖斯定律，由Ⅱ+Ⅲ×2得，，A项错误； B．图中虚线表示相同条件下HCl的平衡转化率随温度的变化，由图可知，230至300℃时，反应没有达到平衡状态，故不是平衡向逆反应方向移动导致，B项错误； C．使用作催化剂，只能加快反应速率，不能改变HCl的平衡转化率，C项错误； D．在0.2MPa、400℃条件下，若起始，增加了的相对含量，能提高HCl的转化率，HCl的转化率可能达到Y点的值，D项正确； 故选D。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，浓度过大，会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，以下是清除的两种方式，据此回答下列问题： （1）“反应”实现了甲烷化，科技人员基于该反应设计如图过程完成空间站中与的循环，从而实现的再生。 已知：反应： 反应： ①则反应 ________ ②有利于提高反应的平衡转化率的措施有________、________。 （2）航天员呼吸产生的还可以利用反：代替反应。在容积固定的的密闭容器中充入和，的平衡转化率与温度压强的关系如图1所示： ①压强________（填“<”“>”或“=”）。 ②温度、下，该反应的平衡常数________；该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数、、的大小关系为：________。 （3）光催化可制备甲烷实现的再生，其原理如图2所示。回答下列问题： ①区的电极反应式为________。 ②该装置若生成，则理论上除去的体积约为________（标准状况下）。 【答案】（1） ①. -165.0 ②. 降低温度 ③. 增大压强 （2） ①. ②. 0.6 ③. （3） ①. ②. 11.2 【解析】 【小问1详解】 ① 根据盖斯定律，将已知反应和反应相加即可得到目标反应，因此其焓变 ； ② 正反应为放热反应，且正反应过程中气体分子数减小，因此有利于提高Sabatier反应转化率的措施为降低温度、增大压强。 【小问2详解】 ①该反应正向是气体分子数减小的反应，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，的转化率增大。由图1可知，在相同温度下，对应的转化率大于对应的转化率，故压强 ； ②在温度、压强下，的平衡转化率为，则参加反应的物质的量为 ；列出三段式： ，容器容积固定为，则反应的平衡常数 ；化学平衡常数仅与温度有关，A、B两点温度相同，故 ；由图可知，在相同压强下，温度升高，的转化率降低，说明正反应为放热反应，升高温度平衡常数减小，故 。 【小问3详解】 ① 由图2可知，a区发生的是转化为的还原反应，得到电子，结合环境中的生成和，电极反应式为：； ② b区发生水失去电子生成氧气的反应：；生成时转移电子，根据电子守恒，每消耗转移电子，故消耗的物质的量为；标准状况下体积为 。 15. 的捕集和资源化利用能有效减少排放，充分利用碳资源。 （1）一种捕集烟气中的流程如图1，溶液中含碳微粒分布随变化如图2. ①上述流程中采用气-液逆流接触吸收，其目的是________。 ②第一步电离平衡常数为，则________。 ③“吸收”所得溶液约为8时，则“吸收”过程中反应的离子方程式为________。 （2）将还原为是实现“碳中和”的有效途径。 ①利用反应 ，不能实现直接加氢合成，原因是________。 ②通过电解法转化为的反应机理如图3所示，电极上生成的电极反应式为________。 （3）催化加氢法合成二甲醚发生的两个主要反应： 反应： 反应： 在恒压、和起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图4所示。其中：的选择性。 ①温度高于300℃，平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。 ②一定温度下，向恒容容器中加入和发生上述反应，达到平衡时测得转化率为40%，选择性为80%，则平衡时体系中生成的的物质的量为________。 （4）电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图5所示（阴、阳极区溶液均为溶液）。电解过程中生成尿素的电极反应为________。 【答案】（1） ①. 增大气液接触面积，使吸收更充分，提高的吸收效率 ②. 6.37 ③. （2） ①. 该反应的、，任何条件下反应，反应不能自发进行 ②. （3） ①. 温度高于300℃，升高温度后，反应I正向移动的程度大于反应Ⅱ的逆向移动，二氧化碳净消耗量增加，所以二氧化碳的平衡转化率增加 ②. （4） 【解析】 【小问1详解】 ①流程中采用气-液逆流接触吸收可以增大吸收液与烟气的充分接触，有利于二氧化碳充分反应，提高二氧化碳的吸收效率；②：，当时，，对应图2中两曲线交点的pH=6.37，因此；③pH约为8时，图2显示溶液中主要含碳微粒为，KOH吸收过量CO₂最终生成碳酸氢钾；反应的离子方程式为； 【小问2详解】 ①该反应的、，根据吉布斯自由能公式，任意温度下，反应不能自发进行；②由图可知，锡电极是电解池的阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子，电极反应式为； 【小问3详解】 ①反应I为吸热反应，升温正向移动，有使二氧化碳的平衡转化率增大的趋势，反应Ⅱ为放热反应，升温逆向移动，有使二氧化碳的平衡转化率减小的趋势；故温度高于300℃，升高温度后，反应I正向移动的程度大于反应Ⅱ的逆向移动，二氧化碳净消耗量增加，所以二氧化碳的平衡转化率增加 ；②由题意可知，达到平衡时测二氧化碳转化率为 40%，二甲醚的选择性为80%，则平衡体系中二甲醚的物质的量为； 【小问4详解】 在阴极，被还原生成，根据电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平电极反应式为。 16. 石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水和废气，对设备、环境等造成严重危害。工业上常用微生物法、沉淀法、吸收法、电解法、等消除硫引起的污染。已知：有剧毒：常温下溶解度为1：2.6（体积）。 （1）如图1为常温下缊、、在水溶液中的物质的量分数随变化的分布曲线： ①溶液呈________（填“酸性”、“碱性”或“中性”）。 ②由图判断，在常温下发生水解的平衡常数________。 ③常温下，溶液中的离子浓度________（填“=”、“<”或“>”）。 （2）沉淀法脱硫： 向的含硫废水（其中硫元素的主要化合价是价）中加入适量的溶液，产生黑色沉淀且溶液的降低。用化学平衡移动的原理解释溶液降低的原因：________。 （3）微生物法脱硫 富含有机物的弱酸性废水在细菌作用下产生、等物质，可将废水中还原为，同时用或将从水中吹出，再用碱液吸收。 ①与在细菌作用下生成和的离子方程式为________。 ②将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是________。 （4）吸收法脱硫 烟气中可以用“亚硫酸铵吸收法”处理，发生的反应为，测得25℃时溶液与各组分物质的量分数的变化关系如图2所示，点时溶液，则________。 （5）电解法脱硫 用吸收后，所得溶液经电解后可制取溶液，反应装置图3所示。电解时每有生成有________透过质子交换膜。 【答案】（1） ①. 碱性 ②. 10-1.1 ③. < （2）HS-电离反应：，Cu2+与S2-结合生成CuS黑色沉淀，c(S2-)减小，促使HS-电离平衡正向移动，c(H+)增大，溶液pH降低。 （3） ①. ②. 将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是溶于水使溶液呈酸性，抑制电离，降低在水中的溶解度，更易吹出。 （4）3：1 （5）2 【解析】 【小问1详解】 ①由分布图可知H2S与HS-交点pH=7， HS-水解反应：，，HS-电离反应：，交点处c(HS-)=c(S2-)，pH=12.9，c(H+)=10-12.9，，HS-水解程度大于电离程度，NaHS溶液显碱性。 ②交点处c(HS-)=c(S2-)，pH=12.9，c(H+)=10-12.9，c(OH-)=10-1.1，水解反应：， ③S2-分两步水解：、，以第一步水解为主，第一步平衡常数，0.01mol /L的Na2S溶液中c(OH-)<0.01mol/L，整理可得：，所以c(S2-)<c(OH-)。 【小问2详解】 HS-电离反应：，Cu2+与S2-结合生成CuS黑色沉淀，c(S2-)减小，促使HS-电离平衡正向移动，c(H+)增大，溶液pH降低。 【小问3详解】 ①与在细菌作用下生成和的离子方程式为： ②将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是溶于水使溶液呈酸性，抑制电离，降低在水中的溶解度，更易吹出。 【小问4详解】 b点时溶液pH=7，所以c(H+)=c(OH-)，图中b点是和两条曲线的交点，所以c()=c()，电荷守恒：，设c()=c()=x，则，同一溶液中，体积相同，物质的量之比等于浓度之比， 【小问5详解】 阴极反应：每生成1 mol ，得到2 mol电子，需要消耗2 mol H+，所以有2 mol H+穿过质子交换膜移向阴极。 17. 催化剂可以催化脱除烟气中的。反应为 已知：①难溶于水；②草酸能与含钒粒子形成易溶于水的配合物。 （1）催化剂的制备。 称取一定量的和，加入草酸溶液完全溶解。取一定量的粉末浸渍于上述混合溶液中，在60℃水浴中搅拌、静置、过滤、焙烧、研磨后得到催化剂。焙烧时分解产生的化学方程式为________。 （2）催化剂的应用。将含一定物质的量浓度的、、（其余为）的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂的反应管，反应相同时间，测得的转化率随温度的变化如图。 ①反应温度在320~360℃范围内，转化率随温度变化不明显的原因是________。 ②若烟气中含有，则会导致催化剂失活，原因可能是________。 （3）废催化剂的回收。回收的过程可表示如下： ①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应，提高钒元素浸出率的方法还有________。 ②酸浸过程中，转化成，该反应的离子方程式为________。 【答案】（1） （2） ①. 该温度范围内催化剂活性高，反应速率快，的转化率已接近（或反应已基本完全） ②. 被催化氧化为，与及水蒸气反应生成或，覆盖在催化剂表面，降低了催化剂与反应物的接触面积 （3） ①. 适当升高温度（或延长酸浸时间） ②. 【解析】 【小问1详解】 根据原子守恒，在焙烧条件下分解生成，同时产生和气体，配平后的化学方程式为。 【小问2详解】 ① 由图象可知，在范围内，的转化率已经接近；这说明在此温度区间内催化剂的活性达到最高，反应速率极快，相同时间内反应已基本完全，因此转化率随温度的变化不再明显； ② 若烟气中含有，会在催化剂表面被氧化为，进而与烟气中的和水蒸气发生反应，生成或等固体盐类。这些固体沉积并覆盖在催化剂表面，阻碍了反应气体与催化剂活性中心的接触，从而导致催化剂失活。 【小问3详解】 ① 在固液浸取过程中，除了保持一定的搅拌速率外，适当升高反应温度或延长浸取时间，均可以有效加快反应速率并使反应更充分，从而提高钒元素的浸出率； ② 酸浸时，加入的作还原剂，将还原为，同时被氧化为；根据氧化还原反应的得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可写出该反应的离子方程式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $