内容正文:
专项强化提升(二) 图表曲线创新类
(时间:35分钟 满分:50分)
1.(3分)(2026·广东深圳高二检测)甲酸水溶液在密封石英管中发生多种分解反应,反应机理及能量关系图如下:
下列关于甲酸水溶液分解体系的说法不正确的( )
A.H+可加快HCOOH分解产生CO的速率
B.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3
C.温度升高有利于HCOOH的分解
D.压强不再改变时,反应体系达到平衡状态
2.(3分)恒压下,向密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g),发生如下反应:
主反应:CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g)
副反应:CH3OH(g)+CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)+H2O(g) ΔH
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数δ[δ(CH3COOH)=]随投料比x的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.ΔH>0
B.曲线a代表乙酸的分布分数
C.CO的平衡转化率:L点小于M点
D.L、M、N三点的平衡常数:K(N)>K(M)=K(L)
3.(3分)25 ℃时,用0.1 mol·L-1KOH溶液滴定同浓度的H2A溶液,H2A被滴定分数与pH、微粒分布分数δ[δ(X)=,X表示H2A、HA-或A2-]的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,H2A第一步电离平衡常数Ka1≈10-7
B.e点对应溶液的pH≈2
C.KHA溶液中HA-的电离程度大于其水解程度,溶液呈酸性
D.a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:a>b>c>d
4.(3分)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①XY;②YZ。反应①的速率v1=k1·c(X),反应②的速率v2=k2·c(Y),式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的ln k~曲线。下列说法错误的是( )
A.随c(X)的减小,反应②的速率先增大后减小
B.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间
C.温度高于T1时,总反应速率由反应②决定
D.体系中可能存在v(X)=v(Z)-v(Y)
5.(3分)一定温度下,M2+在不同pH的Na2A溶液中存在形式不同,Na2A溶液中pM[pM=-lg c(M2+)]随pH的变化以及Na2A溶液中含A微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示。
已知:①MA、M(OH)2均为难溶物;②初始c(Na2A)=0.2 mol·L-1。
下列说法错误的是( )
A.c(A2-)=c(H2A)时,pH=8.5
B.初始状态a点发生反应:A2-+M2+MA↓
C.曲线Ⅰ上的点满足c(M2+)·c2(OH-)=Ksp[M(OH)2]
D.初始状态的b点,平衡后溶液中存在c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.2 mol·L-1
6.(3分)(2026·广东广州高二检测)取两份10 mL 0.05 mol·L-1的NaHCO3溶液,一份滴加0.05 mol·L-1的盐酸,另一份滴加0.05 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随加入酸(或碱)体积的变化如图。
下列说法正确的是( )
A.滴入盐酸过程中,当溶液呈中性时,c(Na+)<2c()+c()
B.a→b→c过程中:c()+2c()+c(OH-)逐渐增大
C.a→d→e过程中:c(Na+)<c()+c()+c(H2CO3)
D.令c点的c(Na+)+c(H+)=x,e点的c(Na+)+c(H+)=y,则x>y
7.(16分)(2026·福建泉州高二检测)采用“H2S对CH4重整制氢”是直接利用酸性天然气矿的有效方案。
重整制氢反应:2H2S(g)+CH4(g)4H2(g)+CS2(g) ΔH=+233.5 kJ· mol-1
反应机理分为如下两个反应:
反应Ⅰ:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1=+169.8 kJ· mol-1
反应Ⅱ:S2(g)+CH4(g)2H2(g)+CS2(g) ΔH2
回答下列问题:
(1)ΔH2= kJ· mol-1,反应Ⅱ在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。(共2分)
(2)一定温度下,分别用等量的H2S在不同压强的刚性密闭容器下发生反应Ⅰ,经相同时间,测得H2S的转化率与压强的关系如下图所示:
①在某个刚性密闭容器中,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。(2分)
A.气体密度保持不变
B.c(H2S)∶c(H2)∶c(S2)=2∶2∶1
C.气体压强保持不变
D.气体的平均相对分子质量保持不变
②下列说法错误的是 (填字母)。(2分)
A.a点:v(正)>v(逆)
B.逆反应速率:a<c
C.b点:(H2S)=2v消耗(S2)
D.平衡常数:Kb>Kc
(3)保持压强为0.1 MPa,分别通入H2S、CH4、Ar为2 mol、2 mol、9.5 mol,发生反应Ⅰ、Ⅱ。经相同反应时间,H2、S2和CS2的物质的量分数(w)随温度的变化关系如图甲所示,测得平衡状态下S2的产量和H2S的转化率随温度的变化曲线如图乙所示。
①图甲中1 100 ℃时,H2的物质的量分数为 ,相同条件下若不加入Ar,H2的产量 (填“增大”“减小”或“不变”)。(共4分)
②图乙中680 ℃之前,随着温度升高,S2(g)的产量增大的原因可能是
。(2分)
③680 ℃时,H2的产量= mol。已知Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压,反应Ⅱ的分压平衡常数Kp= MPa(列计算式)。(共4分)
8.(16分)解析图像是科研工作者的一项重要能力,也是中学生必备素养。回答下列问题:
(1)以酚酞为指示剂,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的H2A溶液。pH、分布系数δ随NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图。已知δ(HA-)=,写出H2A的电离方程式: 。HA-的电离常数Ka= 。(共6分)
(2)常温下,浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示,ROH的电离程度:b点 (填“>”“<”或“=”)a点;当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则 (填“增大”“减小”或“不变”),b点水的电离程度 (填“>”“<”或“=”)c点。(共6分)
(3)H2L为某常见配体,其pKa1=7.46,pKa2=12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)-H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2×10-4 mol·L-1,c0(H2L)=5×10-3 mol·L-1。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,已知:pKa=-lg Ka,分布系数δ(X)=。
①当pH=10时,参与配位的c(L2-)≈ 。(2分)
②pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为 (填“L2-”“HL-”或“H2L”)。(2分)
学科网(北京)股份有限公司
$
专项强化提升(二) 图表曲线创新类
1.C 根据题图,氢离子参与反应后又生成,为反应HCOOH(aq)CO(g)+H2O(g)的催化剂,H+可加快HCOOH分解产生CO的速率,A正确;根据题图可知:
反应①HCOOH(aq)CO2(g)+H2(g) ΔH1
反应②HCOOH(aq)+H+(aq)(aq) ΔH2
反应③(aq)CO(g)+H2O(g)+H+(aq) ΔH3
根据盖斯定律,由反应①-②-③得反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3,B正确;由能量关系图知,HCOOH的分解反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,不利于其分解,C错误;分解过程为气体分子数增加的反应,压强不再改变时,反应体系达到平衡状态,D正确。
2.B 根据题目信息,图中曲线表示的是两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3)随投料比x的变化关系,投料比x代表,则x越大,可看成CH3OH固定量时一直增大CO的量,则对于主反应来说生成的CH3COOH越多,δ(CH3COOH)逐渐增大,则剩余的CH3OH越来越少,生成的CH3COOCH3越来越少,δ(CH3COOCH3)逐渐降低,则曲线a和曲线b表示δ(CH3COOH),曲线c和曲线d表示δ(CH3COOCH3),据此分析解答。当同一投料比时,观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3),由T2>T1可知,温度越高时δ(CH3COOCH3)越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,则逆反应吸热,正反应放热,得ΔH<0,A错误;根据分析可知,曲线a和曲线b表示δ(CH3COOH),B正确;投料比L点小于M点,对于CO来说,投料比越大,可看成CH3OH固定量时CO的量越大,则CO的转化率越来越低,因此CO的平衡转化率:L点大于M点,C错误;L、 M、N三点都对应的是副反应,L点和 M点的温度相同,则平衡常数相同,则有K(M)=K(L),由于T2>T1且ΔH<0,升高温度副反应的平衡逆向移动,则平衡常数减小,因此得到:K(N)<K(M)=K(L),D错误。
3.C 由题图可知,a、b、c、d所在实线为0.1 mol·L-1KOH溶液滴定二元弱酸H2A的滴定曲线,当<1时,H2A部分反应,溶液中溶质为KHA和H2A;当=1时,反应生成KHA,KHA溶液显酸性;当2>>1时,溶液中溶质为KHA和K2A;当=2时,反应生成K2A,K2A溶液显碱性。根据图示,c(HA-)=c(A2-)时,pH=7,25 ℃时,H2A第二步电离平衡常数Ka2=10-7,H2A第一步电离平衡常数大于第二步,即Ka1>10-7,故A错误;结合滴定图像,e点对应的溶液滴定曲线位于e的上方,e点对应溶液的pH远大于2,故B错误;=1时生成KHA,由题图可知此时溶液呈酸性,KHA溶液中HA-的电离程度大于其水解程度,故C正确;H2A电离出的氢离子抑制水电离,随着滴入KOH溶液的体积增大,H2A浓度减小、对水电离的抑制程度减弱,最终生成的K2A为强碱弱酸盐,K2A水解促进水电离,d点时酸碱恰好完全反应生成K2A,此时对水的电离促进程度最大,所以a、b、c、d四点溶液中水的电离程度:a<b<c<d,故D错误。
4.C 由图甲中信息可知,随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)增大,故反应①的速率随c(X)的减小而减小,反应②的速率先增大后减小,故A正确;升高温度可以加快反应①的速率,但反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的,且反应②的速率随Y的浓度增大而增大,因此欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间,故B正确;由图乙中信息可知,温度低于T1时,k1>k2,反应②为慢反应,总反应速率由反应②决定,温度高于T1时,k1<k2,反应①为慢反应,总反应速率由反应①决定,故C错误;由图甲可知,依据反应关系,在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量,因此v(X)=v(Y)+v(Z),在Y的浓度达到最大值之后,单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量,故v(Z)=v(X)+v(Y),故体系中可能存在v(X)=v(Z)-v(Y),D正确。
5.D 由Ksp[M(OH)2]=c(M2+)·c2(OH-)可得,-lg c(M2+)=2pH-lg Ksp[M(OH)2]-28,故曲线Ⅰ表示M(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,曲线Ⅱ表示MA的沉淀溶解平衡曲线。由题图可得,H2A的电离平衡常数:Ka1==1×10-6.5 ,Ka2==1×10-10.5,Ka1·Ka2==1×10-6.5×1×10-10.5=1×10-17,当c(A2-)=c(H2A)时,c(H+)= mol·L-1=1×10-8.5 mol·L-1,即pH=8.5,故A正确;初始状态a点在曲线Ⅱ的上方、曲线Ⅰ的下方,故生成MA,发生反应:A2-+M2+MA↓,故B正确;曲线Ⅰ表示M(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,故曲线Ⅰ上的点满足c(M2+)·c2(OH-)=Ksp[M(OH)2],故C正确;初始状态的b点在曲线Ⅱ的上方、曲线Ⅰ的下方,生成MA,故平衡后溶液中存在c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)<0.2 mol·L-1,故D错误。
6.D 滴入盐酸过程中,当溶液呈中性时,电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c()+2c()+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(Cl-)+c()+2c(),则c(Na+)>2c()+c(),A错误。在a→b→c过程中,由于起始NaHCO3溶液与滴加的NaOH溶液浓度均为0.05 mol·L-1,混合后c(Na+)恒为0.05 mol·L-1,根据电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-),等式左侧c(Na+)不变,c(H+)减小,故c(Na+)+c(H+)减小,因此,c()+2c()+c(OH-)逐渐减小,B错误。a→d→e为加盐酸过程,初始元素守恒为c(Na+)=c()+c()+c(H2CO3),加盐酸后与H+反应生成H2CO3,CO2逸出导致溶液中C元素总量减少,故c(Na+)>c()+c()+c(H2CO3),C错误。c点为10 mL NaOH溶液与NaHCO3溶液恰好完全反应生成的Na2CO3溶液,c(Na+)=0.05 mol·L-1,c(H+)=10-11.3 mol·L-1,x≈0.05 mol·L-1;e点为10 mL盐酸与NaHCO3溶液恰好完全反应生成的NaCl溶液(含少量H2CO3),c(Na+)=0.025 mol·L-1,c(H+)=10-4.3 mol·L-1,y≈0.025 mol·L-1,则x>y,D正确。
7.(1)+63.7 高温
(2)①CD ②D
(3)①5.6% 减小 ②680 ℃之前,随着温度升高,反应Ⅰ平衡正向移动占主导
③1
解析:(1)已知, 总反应:2H2S(g)+CH4(g)4H2(g)+CS2(g) ΔH=+233.5 kJ· mol-1
反应Ⅰ:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1=+169.8 kJ· mol-1
由盖斯定律,总反应-反应Ⅰ得到反应Ⅱ:S2(g)+CH4(g)2H2(g)+CS2(g),则ΔH2=ΔH-ΔH1=+63.7 kJ· mol-1;当ΔH-TΔS<0时,反应能够自发进行,该反应为吸热的熵增反应,则高温下可以自发进行。(2)①容器容积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡;c(H2S)∶c(H2)∶c(S2)=2∶2∶1,不能说明正、逆反应速率相等,不能确定是否达到平衡;恒容条件下进行反应,反应为气体分子数改变的反应,当压强不变,说明平衡不再移动,达到平衡状态;混合气体的平均摩尔质量M=,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡;故选CD。②反应Ⅰ为气体分子数增大的反应,增大压强反应速率增大,平衡之前,相同时间内硫化氢反应速率增大,硫化氢的转化率增大,b点达到平衡,之后增大压强,平衡逆向移动,硫化氢的转化率减小。a点,硫化氢的转化率没有达到最大,反应正向进行,则v(正)>v(逆),正确;ac点硫化氢的转化率相同,则生成物的量相同,但是c点压强大,则逆反应速率:a<c,正确;b点为平衡状态,反应速率之比等于化学计量数之比,则v消耗(H2S)=2v消耗(S2),正确;一定温度下,分别用等量的H2S在不同压强的刚性密闭容器下发生反应Ⅰ,温度不变则平衡常数不变,平衡常数:Kb=Kc,错误。(3)①由图甲可知,1 100 ℃时二硫化碳的体积分数为0.4%,由化学方程式可知,反应Ⅱ生成氢气的体积分数为2×0.4%=0.8%,消耗S2的体积分数为0.4%,体系中剩余S2的体积分数为2%,则反应Ⅰ生成S2的体积分数为0.4%+2%=2.4%,则反应Ⅰ生成氢气的体积分数为2.4%×2=4.8%,两个反应共同生成氢气的体积分数为4.8%+0.8%=5.6%;两个反应均为气体分子数增大的反应,恒压条件下,不加入Ar时,各反应组分的分压升高,平衡会向气体分子数减小的逆反应方向移动,故H2的产量减小。②图乙中680 ℃之前,随着温度升高,S2(g)的产量增大的原因可能是温度低于680 ℃时,随着温度升高,反应Ⅰ平衡正向移动占主导,使得S2(g)的产量增大。③由图乙,680 ℃时,S2(g)的产量为0.1 mol、硫化氢转化率为30%,则反应的硫化氢为0.6 mol,列三段式:
2H2S(g)2H2(g)+S2(g)
起始/mol 2 0 0
转化/mol 0.6 0.6 0.3
平衡/mol
S2(g) +CH4(g)2H2(g)+CS2(g)
起始/mol 2
转化/mol 0.3-0.1=0.2 0.2 0.4 0.2
平衡/mol
则硫化氢、氢气、S2(g)、甲烷、二硫化碳、Ar的物质的量分别为1.4 mol、1 mol、0.1 mol、1.8 mol、0.2 mol、9.5 mol,总的物质的量为14.0 mol,H2的产量为1.0 mol,保持压强为0.1 MPa,则反应Ⅱ的分压平衡常数Kp=。
8.(1)H2AH++HA-、HA-A2-+H+ 10-2
(2)> 减小 =
(3)①5×10-4 mol·L-1 ②HL-
解析:(1)根据题图知,未加NaOH溶液时,溶液的pH约为1,说明H2A第一步完全电离、第二步部分电离,则H2A的电离方程式为H2AH++HA-、HA-A2-+H+;则曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),曲线③代表溶液的pH,故当δ(HA-)=δ(A2-)时,即c(HA-)=c(A2-),溶液的pH≈2.0,HA-的电离常数Ka==c(H+)≈10-2。(2)常温下,浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,稀释100倍时,MOH溶液的pH减小2、ROH溶液的pH减小值小于2,说明MOH为强碱、ROH为弱碱,弱碱的浓度越小,其电离程度越大,c(ROH):a>b,所以ROH的电离程度:b点>a点;当lg=2时,若两溶液同时升高温度,MOH完全电离,溶液中c(M+)不变,ROH继续电离,c(R+)增大,则减小;碱抑制水的电离,碱的碱性越强,水的电离程度越小,b、c点碱性相等,所以b点水的电离程度等于c点。(3)①根据图像,pH=10时溶液中主要的配合物离子为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-,其分布分数均为0.5,因此可以得到c{[FeL3]3-}=c{[FeL2(OH)]2-}=1×10-4 mol·L-1,此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4 mol·L-1的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4 mol·L-1的L2-,共消耗了5×10-4 mol·L-1的L2-,即参与配位的c(L2-)≈5×10-4 mol·L-1。②根据分布系数图及电离平衡常数可以推导出,pH在9.5~10.5之间时HL-的含量大于H2L和L2-的含量,因此当pH在9.5~10.5之间时,含L的物种主要为HL-。
学科网(北京)股份有限公司
$