2026-2027学年高二化学上学期期中自编模拟考试卷(江苏专用,苏教版选择性必修1)
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内容正文:
2026-2027学年高二化学上学期期中模拟考试卷
(江苏专用,苏教版选择性必修1)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:专题1~专题2(苏教版选择性必修1)
5.难度系数:0.65
6.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 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题:本题共13个小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.合成氨是重要的工业生产。下列生产中以氨为直接原料的是
A.接触法制硫酸 B.侯氏制碱 C.高炉炼铁 D.氯碱工业
2.下列反应属于放热反应且属于氧化还原反应的是
A.加热分解的反应 B.稀硫酸与溶液的中和反应
C.燃烧的反应 D.晶体与晶体的反应
3.为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,如图所示。下列说法正确的是
A.固体溶解是放热过程
B.根据各微粒的状态,可判断,
C.根据盖斯定律可知:
D.溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱无关
4.在恒温恒容的密闭容器中,充入,发生反应,达到平衡后,继续向该容器中充入,再次达到平衡时,与原平衡相比,下列值减小的是
A. B.的转化率
C.正反应速率 D.的体积分数
5.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:,若15 s内由降到,则下列说法正确的是
A.减小反应体系的体积,化学反应速率增大
B.升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小
C.0~15 s内用表示的平均反应速率为
D.由降到所需的反应时间小于10 s
6.和反应生成的羰基硫用于粮食熏蒸,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。,下列说法正确的是
A.已知该反应在加热条件下能自发进行,则其
B.上述反应的平衡常数
C.上述反应中消耗,生成的物质的量小于
D.实际应用中,通过增加的量来提高转化率,能有效减少碳排放
7.二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
8.用铜氨溶液给除锈处理后的铁钉镀铜,可使镀层更光亮。下列有关表述正确的是
A.铁锈的主要成分为
B.0.01 mol Fe发生吸氧腐蚀时,失去
C.镀铜时,铜电极名称:负极
D.镀铜时,铁电极反应:
阅读下列材料,完成下面小题:
电池有铅蓄电池、燃料电池(如电池)、锂离子电池等,它们可以将化学能转化为电能。都可用作燃料电池的燃料。的燃烧热为。电解则可以将电能转化为化学能,电解饱和NaCl溶液可以得到,用电解法可制备消毒剂高铁酸钠()。
9.下列化学反应表示正确的是
A.铅蓄电池放电时的正极反应:
B.一定条件下与的反应:
C.燃烧:
D.电解饱和NaCl溶液:
10.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是
A.该电池放电时电子从Pt1电极经过质子交换膜移向Pt2电极
B.Pt1电极附近发生的反应为
C.Pt2电极附近发生的反应为
D.相同条件下,放电过程中消耗的和的体积比为4:1
11.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成氨使用高温条件
B.工业生产中广泛使用催化剂来加快反应速率
C.向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅
D.其他条件不变,对、、组成的平衡体系加压后颜色变深
12.下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
探究能否催化分解
B
将装有、的玻璃球置于热水中,观察颜色变化
探究反应的热效应
C
向溶液中滴加5滴溶液,再滴加5滴溶液,观察实验现象
探究对如下平衡的影响:(橙色) (黄色)
D
在盛有稀盐酸的试管中加入锌片,观察产生气泡的速率;再将铜丝插入试管且接触锌片,观察产生气泡的速率
探究化学腐蚀、电化学腐蚀的反应速率大小
A.A B.B C.C D.D
13.在压强、和起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
实验测得,的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。下列说法不正确的是
A.曲线①表示的平衡转化率
B.其它条件不变时,升高温度,的含量增大
C.选择合适的催化剂能够同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性
D.温度高于280℃时,曲线①随温度升高而升高,说明此时主要发生反应Ⅱ
二、非选择题:本题共4个小题,共61分。
14.(14分)珊瑚礁是珍贵的海洋资源,其主要成分是。
(1)珊瑚礁的形成。形成珊瑚礁的主要反应为。
已知:
①该反应的_______(用a、b、c表示)。
②结合平衡常数解释该反应进行程度较大的原因:_______。
(2)珊瑚礁的保护。综合利用,能减少排放,从而有效保护珊瑚礁。
①与在(Co的化学性质与Fe相似)的催化作用下反应可得到含少量甲酸的甲醇。其它条件相同,甲醇的产量随催化剂循环使用次数增加而降低的原因是_______。
②多晶铜高效催化电解制备的反应原理如图所示。结合电极反应式说明A室中的物质的量基本保持不变的原因:_______。
③在催化剂的作用下,酸性介质中电解和可生成和,该反应的化学方程式为_______。在催化剂表面可能的还原路径如图所示。该反应过程中,电子能自发从端转移到Bi端,则能在的表面还原成CO的原因是_______。
15.(14分)粮食生产离不开氮肥,合成氨是人工固氮最重要的途径。
(1)工业合成氨反应是在催化剂表面进行的,主要经历吸附、表面反应、脱附等步骤。以铁触媒为催化剂,以和为原料合成的反应历程如图所示(图中*表示吸附在催化剂表面活性位点的物种)。
①写出与反应生成的热化学方程式:___________。
②上述历程中,反应速率最慢的步骤是___________(填字母序号)。
A. B.
C. D.
③合成过程中,不断将生成的液化并移去,能够提高合成的生产效率。请从速率角度解释可能原因:___________。
(2)以纳米作催化剂,以和为原料,电化学合成的原理如图所示。
①该过程中能量的转化形式为___________。
②电极上产生的电极反应式为___________。
③由于发生副反应,使得电极上获得的中混有,则理论上电极和电极生成气体的物质的量之比的范围是___________。
16.(16分)用合成高附加值的化学品,对实现碳中和、可持续发展具有重要意义。
(1)合成
主要反应为 。
①已知:
则反应 ________。
②欲同时提高合成的速率和的平衡转化率,可采取的措施有_________、________(写两点)。
(2)合成,主要反应有
反应a: ;
反应b: 。
①将一定量的和充入到某恒容密闭容器中,仅考虑反应,反应相同时间,在某催化剂作用下,的转化率随温度变化关系如图1所示。后的转化率随温度升高而降低的可能原因是______________________。
②不同压强下,按照投料,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图2所示。压强、、由大到小的顺序为________;时三条曲线几乎交于一点的原因是_________。
(3)电化学合成,其原理如图3所示。电解过程中,阳极室和阴极室的溶液浓度基本保持不变,阴极的电极反应式为______________________。
17.(17分)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)。
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2026-2027学年高二化学上学期期中模拟考试卷
(江苏专用,苏教版选择性必修1)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:专题1~专题2(苏教版选择性必修1)
5.难度系数:0.65
6.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 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题:本题共13个小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.B
2.C
3.B
4.A
5.A
6.A
7.B
8.D
9.B
10.C
11.C
12.A
13.C
二、非选择题:本题共4个小题,共61分。
14.(14分)
(1) 该反应的平衡常数为,平衡常数很大,反应正向进行程度较大
(2)甲酸能与Co反应,随着循环使用次数的增加,催化剂逐渐失活,甲醇产量降低 A中的电极反应式为;留在A室内未参与电极反应;A室内生成的与从A室迁移到B室中的的物质的量相等 电子能自发从端转移到Bi端,导致Bi端带负电;中O的电负性比C大,C、O间的共用电子对偏向O偏离C,导致C带正电荷;带正电荷的C能吸附在带负电荷的Bi端,按路径II反应
15.(14分)
(1) C 将生成的液化并移去,能空出催化剂表面活性位点,利于催化剂表面吸附和反应,加快反应速率
(2)电能转化为化学能
16.(16分)
(1)-658.8 加压 升高温度
(2)220°C反应达到平衡,反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,转化率减小 时,的转化以反应为主,为反应前后气体体积不变的反应,压强改变,该反应平衡不移动,转化率相同
(3)
17.(17分)
(1)-165.0 降低温度 增大压强
(2) 0.6
(3) 11.2
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(江苏专用,苏教版选择性必修1)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:专题1~专题2(苏教版选择性必修1)
5.难度系数:0.65
6.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 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题:本题共13个小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.合成氨是重要的工业生产。下列生产中以氨为直接原料的是
A.接触法制硫酸 B.侯氏制碱 C.高炉炼铁 D.氯碱工业
【答案】B
【详解】A.接触法制硫酸的主要原料为或S,A不符合题意;
B.侯氏制碱的反应原理为,需要氨气为直接原料,B符合题意;
C.高炉炼铁的主要原料为,C不符合题意;
D.氯碱工业的主要原料为饱和溶液,D不符合题意;
故答案为:B。
2.下列反应属于放热反应且属于氧化还原反应的是
A.加热分解的反应 B.稀硫酸与溶液的中和反应
C.燃烧的反应 D.晶体与晶体的反应
【答案】C
【详解】放热反应需释放热量,如燃烧、中和反应;氧化还原反应需元素化合价变化。
A.CaCO₃高温分解吸热,且Ca、C、O化合价均未变,A错误;
B.中和反应放热,但H⁺与OH⁻结合生成H₂O,无化合价变化,B错误;
C.H₂燃烧放热,H(0→+1)、O(0→-2)化合价变化,C正确;
D.该反应吸热,且化合价未变,D错误;
故答案选:C。
3.为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,如图所示。下列说法正确的是
A.固体溶解是放热过程
B.根据各微粒的状态,可判断,
C.根据盖斯定律可知:
D.溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱无关
【答案】B
【详解】A.由图可知溶解总过程ΔH3=+4 kJ/mol,焓变为正值,说明NaCl固体溶解是吸热过程,A错误;
B.ΔH1为NaCl(s)解离为气态离子,需克服离子键吸热,故a>0;ΔH2为气态离子水合为水合离子,释放热量,故b<0,B正确;
C.根据盖斯定律,NaCl(s)直接溶解(ΔH3=+4 kJ/mol)与先解离为气态离子(ΔH1=a kJ/mol)再水合(ΔH2=b kJ/mol)的总焓变相等,即a+b=4,C错误;
D.溶解过程的能量变化取决于破坏NaCl固体中的离子键所需的能量和形成水合离子的水合能(离子与水分子间的作用力)的相对大小,即NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关,D错误;
故选B。
4.在恒温恒容的密闭容器中,充入,发生反应,达到平衡后,继续向该容器中充入,再次达到平衡时,与原平衡相比,下列值减小的是
A. B.的转化率
C.正反应速率 D.的体积分数
【答案】A
【详解】反应的正反应为气体分子数减小的反应,恒温恒容,初始充入达到平衡后,再充入,总物质的量增加,容器体积不变,相当于在原平衡基础上增大体系压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即正向移动。
A.平衡常数,变形得,温度不变,平衡常数K不变,充入NO2后,最终比原平衡大,则减小,A符合题意;
B.由上述分析可知,平衡正向移动,则的转化率增大,B不符合题意;
C.再充入,相当于增大的浓度,正反应速率增大,C不符合题意;
D.平衡右移使的物质的量增加,且总物质的量增幅较小,则的体积分数必然增大,D不符合题意;
故答案选A。
5.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:,若15 s内由降到,则下列说法正确的是
A.减小反应体系的体积,化学反应速率增大
B.升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小
C.0~15 s内用表示的平均反应速率为
D.由降到所需的反应时间小于10 s
【答案】A
【详解】A.减小反应体系的体积,体系内各物质浓度均增大,化学反应速率增大,A正确;
B.升高温度会使活化分子百分数增大,正、逆反应速率均增大,B错误;
C.0~15 s内,,反应速率之比等于化学计量数之比,故,C错误;
D.随着反应进行,反应物浓度降低,反应速率减小,故由降到所需的反应时间大于10 s,D错误;
故选A。
6.和反应生成的羰基硫用于粮食熏蒸,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。,下列说法正确的是
A.已知该反应在加热条件下能自发进行,则其
B.上述反应的平衡常数
C.上述反应中消耗,生成的物质的量小于
D.实际应用中,通过增加的量来提高转化率,能有效减少碳排放
【答案】A
【详解】A.已知该反应在加热条件下能自发进行,根据ΔG=ΔH-TΔS<0,反应在高温下自发且ΔH>0,故ΔS必须>0,A正确;
B.平衡常数应包含H2O的浓度,正确表达式为K=,B错误;
C.按反应计量关系,消耗1 mol H2S必生成1 mol H2O,故C错误;
D.增加H2S虽提高CO2转化率,但H2S本身有毒,会造成二次污染,故该方法并非有效方案,D错误;
故选A。
7.二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】反应①为吸热反应,反应②为放热反应,根据盖斯定律得总反应为 ,即总反应为放热反应,又因为反应①是慢反应,说明反应①活化能大,B项符合题意;
故选:B。
8.用铜氨溶液给除锈处理后的铁钉镀铜,可使镀层更光亮。下列有关表述正确的是
A.铁锈的主要成分为
B.0.01 mol Fe发生吸氧腐蚀时,失去
C.镀铜时,铜电极名称:负极
D.镀铜时,铁电极反应:
【答案】D
【详解】A.铁锈的主要成分为,不是,A错误;
B.Fe发生吸氧腐蚀时,负极反应为,每个Fe失去2个电子,0.01 mol Fe反应失去,B错误;
C.镀铜装置为电解池,铜为镀层金属,作电解池的阳极,C错误;
D.镀铜时,铁为镀件作阴极,铜氨离子在阴极得电子生成Cu,释放的与水结合为,电极反应式书写正确,D正确;
故答案为D。
阅读下列材料,完成下面小题:
电池有铅蓄电池、燃料电池(如电池)、锂离子电池等,它们可以将化学能转化为电能。都可用作燃料电池的燃料。的燃烧热为。电解则可以将电能转化为化学能,电解饱和NaCl溶液可以得到,用电解法可制备消毒剂高铁酸钠()。
9.下列化学反应表示正确的是
A.铅蓄电池放电时的正极反应:
B.一定条件下与的反应:
C.燃烧:
D.电解饱和NaCl溶液:
10.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是
A.该电池放电时电子从Pt1电极经过质子交换膜移向Pt2电极
B.Pt1电极附近发生的反应为
C.Pt2电极附近发生的反应为
D.相同条件下,放电过程中消耗的和的体积比为4:1
【答案】9.B 10.C
【详解】由图,通入二氧化硫一极二氧化硫失去电子被氧化,Pt1电极为负极,通入氧气一极得到电子被还原,Pt2电极为正极;
9.A.铅蓄电池中放电时Pb为负极,PbO2为正极,电解质为硫酸,所以放电时的正极反应:,A错误;
B.一定条件下与发生价态归中反应生成N2和水,B正确;
C.燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;则甲烷燃烧热化学式方程式为,C错误;
D.电解饱和NaCl溶液生成氢氧化钠和氯气和氢气:,D错误;
故选B。
10.A.Pt1 为负极、Pt2为正极,该电池放电时电子通过外电路由负极移向正极,不会通过内电路,A错误;
B.Pt1电极通入SO2,SO2在负极失电子生成硫酸根离子,则Pt1电极附近发生的反应为,B错误;
C.Pt2电极上O2得电子在酸性条件下被还原为水,反应为,C正确;
D.该电池的总反应为二氧化硫与氧气的反应生成硫酸:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,相同条件下,放电过程中消耗的和的体积比为2:1,D错误;
故选C。
11.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成氨使用高温条件
B.工业生产中广泛使用催化剂来加快反应速率
C.向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅
D.其他条件不变,对、、组成的平衡体系加压后颜色变深
【答案】C
【详解】A.合成氨反应正反应放热,根据勒夏特列原理低温更有利于平衡正向移动,工业选择高温是为了加快反应速率、保证催化剂活性,不能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.催化剂只改变反应速率,不影响化学平衡状态,不能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.溶液中存在平衡(红色),加入铁粉时发生反应,浓度降低,平衡逆向移动,浓度减小,溶液颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.反应前后气体分子数相等,加压平衡不移动,颜色变深是因为体积缩小导致浓度增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
12.下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
探究能否催化分解
B
将装有、的玻璃球置于热水中,观察颜色变化
探究反应的热效应
C
向溶液中滴加5滴溶液,再滴加5滴溶液,观察实验现象
探究对如下平衡的影响:(橙色) (黄色)
D
在盛有稀盐酸的试管中加入锌片,观察产生气泡的速率;再将铜丝插入试管且接触锌片,观察产生气泡的速率
探究化学腐蚀、电化学腐蚀的反应速率大小
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.向溶液中滴加溶液时,会被氧化为,无法排除对分解的催化作用,不能证明具有催化作用,不能达到探究目的,A符合题意;
B.反应中为红棕色,为无色,置于热水中若颜色加深,说明升温平衡逆向移动,可判断正反应为放热反应,能探究反应热效应,能达到探究目的,B不符合题意;
C.存在平衡,加溶液消耗,平衡正向移动,溶液变黄;加溶液增大,平衡逆向移动,溶液变橙,可探究对平衡的影响,能达到探究目的,C不符合题意;
D.初始时锌与稀盐酸直接反应为化学腐蚀,铜丝接触锌片后形成原电池,发生电化学腐蚀,通过对比气泡产生速率可比较两种腐蚀的速率大小,能达到探究目的,D不符合题意;
故选A。
13.在压强、和起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
实验测得,的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。下列说法不正确的是
A.曲线①表示的平衡转化率
B.其它条件不变时,升高温度,的含量增大
C.选择合适的催化剂能够同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性
D.温度高于280℃时,曲线①随温度升高而升高,说明此时主要发生反应Ⅱ
【答案】C
【详解】反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,则升高温度,反应Ⅰ平衡逆向移动,平衡时的选择性随温度升高不断减小,反应Ⅱ平衡不断正向移动,所以曲线②表示的选择性,则曲线①表示的平衡转化率。
A.由分析可知,曲线①表示的平衡转化率,A正确;
B.其它条件不变时,升高温度,反应Ⅱ平衡不断正向移动,所以的含量增大,B正确;
C.催化剂只能改变化学反应速率,不影响化学平衡状态,故催化剂不能改变的平衡转化率,C错误;
D.温度高于280 ℃时,曲线①随温度升高而升高,则表明的转化率不断增大,由于反应Ⅰ平衡逆向移动,的转化率减小,而反应Ⅱ平衡正向移动,的转化率增大,所以此时主要发生反应Ⅱ,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4个小题,共61分。
14.(14分)珊瑚礁是珍贵的海洋资源,其主要成分是。
(1)珊瑚礁的形成。形成珊瑚礁的主要反应为。
已知:
①该反应的_______(用a、b、c表示)。
②结合平衡常数解释该反应进行程度较大的原因:_______。
(2)珊瑚礁的保护。综合利用,能减少排放,从而有效保护珊瑚礁。
①与在(Co的化学性质与Fe相似)的催化作用下反应可得到含少量甲酸的甲醇。其它条件相同,甲醇的产量随催化剂循环使用次数增加而降低的原因是_______。
②多晶铜高效催化电解制备的反应原理如图所示。结合电极反应式说明A室中的物质的量基本保持不变的原因:_______。
③在催化剂的作用下,酸性介质中电解和可生成和,该反应的化学方程式为_______。在催化剂表面可能的还原路径如图所示。该反应过程中,电子能自发从端转移到Bi端,则能在的表面还原成CO的原因是_______。
【答案】
(1) 该反应的平衡常数为,平衡常数很大,反应正向进行程度较大
(2)甲酸能与Co反应,随着循环使用次数的增加,催化剂逐渐失活,甲醇产量降低 A中的电极反应式为;留在A室内未参与电极反应;A室内生成的与从A室迁移到B室中的的物质的量相等 电子能自发从端转移到Bi端,导致Bi端带负电;中O的电负性比C大,C、O间的共用电子对偏向O偏离C,导致C带正电荷;带正电荷的C能吸附在带负电荷的Bi端,按路径II反应
【详解】(1)令反应①
②
③
由盖斯定律可知,目标反应=③+②-①,因此该反应的,故答案为:;
②目标反应=③+②-①,因此,代入数据:,平衡常数越大,反应正向进行的程度越大,因此该反应平衡常数较大,正向进行程度大,故答案为:该反应的平衡常数为,平衡常数很大,反应正向进行程度较大;
(2)①已知Co的化学性质与Fe相似,而甲酸能与活泼金属发生反应。随着循环次数增加,催化剂()会与甲酸反应,导致催化剂逐渐失活,因此甲醇产率降低,故答案为:甲酸能与Co反应,随着循环使用次数的增加,催化剂逐渐失活,甲醇产量降低;
②A室的电极反应式为:,留在A室内未参与电极反应;同时,会通过“阴离子交换膜”从A室迁移到B室;A室生成的的物质的量与迁移到B室的的物质的量相等,因此A室中的物质的量基本不变,故答案为:A中的电极反应式为;留在A室内未参与电极反应;A室内生成的与从A室迁移到B室中的的物质的量相等;
③由题可知,反应物为和,介质为酸性,催化剂为,产物为和。根据氧化还原配平得失电子守恒配平得方程式为:;电子能自发从端转移到Bi端,使Bi端带负电荷;中O的电负性大于C,C-O键的共用电子对偏向O,导致C带正电荷;带正电的C会吸附在带负电的Bi端,按照“路径Ⅱ”发生反应,最终还原为CO,故答案为:电子能自发从端转移到Bi端,导致Bi端带负电;中O的电负性比C大,C、O间的共用电子对偏向O偏离C,导致C带正电荷;带正电荷的C能吸附在带负电荷的Bi端,按路径II反应。
15.(14分)粮食生产离不开氮肥,合成氨是人工固氮最重要的途径。
(1)工业合成氨反应是在催化剂表面进行的,主要经历吸附、表面反应、脱附等步骤。以铁触媒为催化剂,以和为原料合成的反应历程如图所示(图中*表示吸附在催化剂表面活性位点的物种)。
①写出与反应生成的热化学方程式:___________。
②上述历程中,反应速率最慢的步骤是___________(填字母序号)。
A. B.
C. D.
③合成过程中,不断将生成的液化并移去,能够提高合成的生产效率。请从速率角度解释可能原因:___________。
(2)以纳米作催化剂,以和为原料,电化学合成的原理如图所示。
①该过程中能量的转化形式为___________。
②电极上产生的电极反应式为___________。
③由于发生副反应,使得电极上获得的中混有,则理论上电极和电极生成气体的物质的量之比的范围是___________。
【答案】
(1) C 将生成的液化并移去,能空出催化剂表面活性位点,利于催化剂表面吸附和反应,加快反应速率
(2)电能转化为化学能
【详解】(1)①由图可知,生成1 mol放出热量,则与反应生成的热化学方程式:;
②反应速率最慢的步骤是活化能最大的,即,C符合题意;
③合成过程中,不断将生成的液化并移去,能够提高合成的生产效率是因为:将生成的液化并移去,能空出催化剂表面活性位点,利于催化剂表面吸附和反应,加快反应速率;
故答案为:① ②C ③将生成的液化并移去,能空出催化剂表面活性位点,利于催化剂表面吸附和反应,加快反应速率。
(2)①该图为电解池,所以过程中能量的转化形式为:电能转化为化学能;
②电极上产生的电极反应式:;
③电极上的反应:,由于发生副反应,使得电极上获得的中混有,根据得失电子守恒,若电极上只获得,根据关系式:,则有,若电极上只获得,根据关系式:,则有,实际上是电极上获得的中混有,则;
故答案为:①电能转化为化学能 ② ③。
16.(16分)用合成高附加值的化学品,对实现碳中和、可持续发展具有重要意义。
(1)合成
主要反应为 。
①已知:
则反应 ________。
②欲同时提高合成的速率和的平衡转化率,可采取的措施有_________、________(写两点)。
(2)合成,主要反应有
反应a: ;
反应b: 。
①将一定量的和充入到某恒容密闭容器中,仅考虑反应,反应相同时间,在某催化剂作用下,的转化率随温度变化关系如图1所示。后的转化率随温度升高而降低的可能原因是______________________。
②不同压强下,按照投料,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图2所示。压强、、由大到小的顺序为________;时三条曲线几乎交于一点的原因是_________。
(3)电化学合成,其原理如图3所示。电解过程中,阳极室和阴极室的溶液浓度基本保持不变,阴极的电极反应式为______________________。
【答案】
(1)-658.8 加压 升高温度
(2)220°C反应达到平衡,反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,转化率减小 时,的转化以反应为主,为反应前后气体体积不变的反应,压强改变,该反应平衡不移动,转化率相同
(3)
【详解】铂电极连接电源正极,故为阳极,多晶铜电极连接电源负极,所以为阴极,中间有一个阴离子交换膜,阳极发生氧化反应,生成,阴极发生还原反应,生成;
(1)①根据盖斯定律,将已知反应依次编号为(1)、(2)、(3),目标反应可由 得到,因此;
②合成的反应为气体分子数减小的吸热反应,升高温度既能加快反应速率,又能使平衡正向移动,增大压强既能加快反应速率,又能使平衡正向移动;
(2)①反应a为放热反应,时达到平衡,继续升温导致平衡向吸热的反应方向移动,转化率降低;
②反应a是气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,转化率增大,故相同温度下压强越大转化率越高,即,(当温度较高时),的转化以吸热反应为主,为反应前后气体体积不变的反应,压强改变,该反应平衡不移动,转化率相同;
(3)阴极发生还原反应,得电子生成,由于电解质为溶液,且阴阳极室浓度基本保持不变,说明阴极生成的阴离子必须是,以便其通过阴离子交换膜迁移至阳极并在阳极消耗(阳极反应为),从而形成闭环,结合电子守恒和电荷守恒,阴极电极反应式为。
17.(17分)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)-165.0 降低温度 增大压强
(2) 0.6
(3) 11.2
【详解】(1)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。
(2)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 。
(3)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 。
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