7.1饱和烃-高一化学教材解读（沪科版2020）

第七章常见的有机化合物7.1饱和烃课标导航课标导航1.知道天然气的主要成分，理解甲烷的分子结构及化学性质2.知道烷烃、烃基、同系物的概念,了解烷烃物理性质的递变规律,理解烷烃的同分异构现象，会写丁烷、戊烷的同分异构体3.掌握同分异构现象的含义，能判断简单有机物的同分异构体，初步学会同分异构体的书写知识点拨知识点拨知识点拨01天然气1.天然气的自然界存在天然气是一种高效且清洁的气体，主要成分就是甲烷，除天然气之外，还有瓦斯气体、煤矿坑道气、可燃冰、页岩气等等，经常使人混淆的是水煤气与石油液化气，前者的主要成分是氢气与一氧化碳，后者的主要成分是乙烷、丙烷、丁烷等。2.烃类有机物的概念组成有机物的元素除碳、氢外，常有氧、还有氮、硫、卤素、磷等，其中仅含有碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是烃类中分子组成最简单的物质。知识点拨02甲烷的分子结构和性质1.甲烷的结构名称分子式电子式结构式空间构型甲烷CH4正四面体2.物理性质：没有颜色，没有气味的气体，密度比空气小，难溶于水，是天然气，沼气，坑道气的主要成分。3.化学性质：（1）稳定性：常温下与溴水，高锰酸钾溶液等都不反应。（2）可燃性：在空气中点燃纯净的甲烷气体，能够安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。CH4+2O2CO2+2H2O（注意：点燃甲烷前，一定要验纯）（3）取代反应：甲烷在光照下能和氯气发生取代反应。CH4+Cl2CH3Cl+HClCH4+2Cl2CH2Cl2+2HClCH4+3Cl2CHCl3+3HClCH4+4Cl2CCl4+4HCl提问：该实验的实验现象是什么？如果1mol甲烷和1mol氯气反应，则产物是什么?答案：量筒壁上出现油状液滴，量筒内水面上升。量筒内气体颜色变浅。五种产物都有注意：四种取代产物中只有CH3Cl是气体且比水轻，其他均为液体且比水重，CHCl3又称为氯仿（4）在隔绝空气加强热的条件下裂解CH4C+2H24.甲烷的实验室制备（1）反应原料：无水醋酸钠和碱石灰（2）反应原理：CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑拓展：（3）发生装置和收集装置：发生装置：S+Sg（大试管、酒精灯等）收集装置：排水法或向下排空气法（4）尾气处理：点燃法（5）注意事项：①药品为无水醋酸钠和碱石灰；②生石灰可稀释混合物的浓度，使混合物疏松，便于甲烷逸出，同时也减少了固体NaOH在高温时跟玻璃的作用，防止试管破裂。此外，NaOH吸湿性强，生石灰还起到吸水的作用可以减小对制备甲烷反应的不利影响。知识点拨03烷烃及同分异构体1.烷烃的通式：CnH2n+2（n≥1）2.烷烃的物理性质状态：一般情况下，碳原子数为14的烷烃为气态，516的为液态，16以上是固态。（注：新戊烷在常温下为气态）溶解性：烷烃均难溶于水。密度和熔沸点：随着碳原子数的递增，烷烃的熔沸点逐渐升高,对于分子式相同的烷烃，支链越多，熔沸点越低,随碳原子数增多，烷烃的密度逐渐变大,但小于水的密度3.烷烃的化学性质一般情况下比较稳定，不能使溴水，高锰酸钾等褪色。取代反应：在光照下都能和卤素发生取代反应拓展1：烷烃的一氯代物的书写方法（主要看烷烃共有几种氢原子，有几种氢就有几种一氯代物）拓展2：烷烃的二氯取代物的书写方法（1）先固定一个氯原子在链端碳原子上，然后再碳链上移动另一个氯原子，写出全部的结构；（2）然后将固定在链端碳原子上的氯移到第二个碳原子上，依然在碳链上移动另一个氯原子，写出与上面不同的结构；依次类推即可氧化反应：在点燃的条件下都能和氧气反应生成二氧化碳和水（随着碳原子数的增多，燃烧越来越不充分，火焰明亮并伴有黑烟）CnH2n+2+（3n+1）/2O2nCO2+(n+1)H2O热解：在高温时，烷烃能分解成小分子注：热解包括裂化和裂解，在无氧条件下，烷烃在高温下的反应称为裂化，依据温度的不同和催化剂的不同，可以分为热裂化和催化裂化，更高的温度又叫裂解，是深度裂化。4.同系物定义：结构相似，在分子组成上相差n个CH2原子团的物质（n≥1）。注意：1结构相似，是指官能团要相同，2分子组成上相差n个CH2原子团的也不一定是同系物，例如：C2H4和C3H6，可以是烯烃还可能是环烷烃。3：符合同一通式，结构相似，但不能相同5.同分异构体定义：分子式相同而结构不同的化合物。例书写同分异构体的方法：烷烃同分异构体的书写通常采用“减链法”主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻到间6.烷烃的命名（1）选主链——碳原子最多的碳链为主链；（2）编号位——定支链，要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最小；（3）写名称——支链名称在前，母体名称在后；先写简单取代基，后写复杂取代基；相同的取代基合并起来，用二、三等数字表示。例：该有机物的名称是2，3二甲基己烷思维探究思维探究探究一、烷烃是重要的化工原料和能源物资。(1)下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中最能反映其真实存在情况的是_______(填字母)。A． B． C． D．(2)某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷和氯气的反应：①实验中可观察到的现象有_______(填字母)。A．试管内液面上升，最终充满试管

B．试管内气体颜色逐渐变深C．试管内壁出现油状液滴

D．试管内有少量白雾生成②用饱和食盐水而不用水的原因是_______。③请写出生成一氯甲烷的化学反应方程式：_______。(3)某链状烷烃的相对分子质量为114，该烷烃的分子式为_______。(4)有机物、、、中，与甲烷互为同系物的是_______。【答案】(1)D(2)

CD

降低在水中的溶解度

(3)(4)【解析】（1）填充模型既能体现原子的相对大小又能体现空间构型，所以最能反映其真实存在情况的是D。（2）①A．甲烷和氯气发生取代反应的产物中含有难溶于水的气体一氯甲烷，所以液体不能充满试管，故A错误；

B．氯气和甲烷发生取代反应，氯气的量减少，所以试管内气体颜色逐渐变浅，故B错误；C．甲烷和氯气发生取代反应，产物中有难溶于水的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳液体，试管内壁出现油状液滴，故C正确；

D．氯气和甲烷发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢，试管内有少量白雾生成，故D正确；选CD。②氯气在饱和食盐水的溶解度小，用饱和食盐水而不用水的原因降低在水中的溶解度。③氯气和甲烷发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，反应的化学反应方程式为。（3）烷烃的通式为，某链状烷烃的相对分子质量为114，则14n+2=114，n=8，该烷烃的分子式为；（4）与甲烷都属于烷烃，结构相似，分子组成相差4个CH2，与甲烷互为同系物。探究二、烷烃广泛存在于自然界中，例如苹果表面的蜡状物质、蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。(1)写出下列各烷烃的分子式。①烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：②烷烃B的分子中含有200个氢原子：。(2)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列。(填入编号)①CH3CH2③2,3,4−三甲基戊烷

④CH(3)①用系统命名法命名下面的烃A：；②A的一氯代物有种。【答案】(1)C6H14C99H200(2)③④①②(3)2,2,6−三甲基−4−乙基辛烷10【详解】（1）①根据密度之比等于摩尔质量之比，烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍，则烷烃A的摩尔质量为86g∙mol−1，烷烃A的相对分子质量为86，根据分子式通式CnH2n+2得到相对分子质量14n+2=86，解得n=6即分子式为C6H14；故答案为：C6H14②烷烃B的分子中含有200个氢原子，根据分子式通式CnH2n+2得到2n+2=200，解得n=99，即分子式为C99H200；故答案为：C99H200。（2）根据烷烃含碳原子数越多，沸点越高，含相同碳原子数的烷烃，支链越多，沸点越低，因此物质的沸点按由高到低的顺序排列③④①②；故答案为：③④①②。（3）①先找最长的碳原子为主链，再离支链最近的一端编号，命名时先简单基团后复杂基团，相同基团要合并，因此用系统命名法命名下面的烃A为2,2,6−三甲基−4−乙基辛烷；故答案为：2,2,6−三甲基−4−乙基辛烷。②A有10种位置的氢，如图，因此A的一氯代物有10种；故答案为：10。核心技巧突破核心技巧突破技巧1甲烷的模型球棍模型空间填充模型注意：甲烷的分子结构和白磷的分子结构都是正四面体，但是二者并不完全一样，甲烷是以碳原子为体心，氢原子为顶点的正四面体，而白磷是以4个磷原子为顶点的中空的正四面体。如何证明甲烷是正四面体结构呢？（答案：二氯甲烷只有一种结构）技巧2等效氢的判断：分子中同一个碳原子上连接的氢等效（如甲烷上的氢原子）；同一个碳上所连甲基上的氢等效（如新戊烷）；处于对称位置上的氢等效（如CH3—CH2—CH3,左右两个碳上的氢等效）技巧3不同类型的烃中碳原子成键特点1．烷烃：碳原子周围有4个单键，呈空间四面体分布，。2．烯烃：结构中含有碳碳双键，当与其他原子相连后，形成一个平面，。3．炔烃：结构中含有碳碳三键，当与其他原子相连后，形成一条直线，。4．苯环：苯环是正六边形平面结构，苯环上的碳原子相互之间的化学键完全相同，既不是碳碳单键，也是是碳碳双键，而是介于二者之间的独特的化学键。烷烃中的碳原子属于饱和碳原子，烯烃、炔烃、苯环上的碳原子都属于不饱和碳原子。【例题解析】【例1】下列有关甲烷的说法不正确的是A．1mol甲烷中含有4molC−B．CH4、CClC．某烃分子的空间充填模型，分子式为C2D．为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键【答案】B【解析】A．甲烷的分子式为CH4，每个分子中含有4个CH共价键，所以1mol甲烷中含有4molCH共价键，A项正确；B．CH4和CCl4的分子构型都是正四面体形，而CH3Cl分子中的CH键的键长和CCl键的键长不相等，所以其空间构型不是正四面体形，B项错误；C．由空间填充模型可知，该烃的分子式为C2HD．甲烷的分子式为CH4，构型是正四面体形，球棍模型为，D项正确；故选B。【例2】下列可证明甲烷分子是正四面体结构的是A．一氯甲烷没有同分异构体 B．二氯甲烷没有同分异构体C．三氯甲烷没有同分异构体 D．甲烷分子的四根键完全相同【答案】B【解析】A．甲烷若为平面正方形，其一氯代物也只有一种，A不符合题意；B．二氯甲烷没有同分异构体，即甲烷中任意两个CH键位置关系完全相同，所以甲烷为正四面体，B项符合题意；C．若甲烷为平面正方形，其三氯甲烷也只有一种，C不符合题意；D．正方形中四个CH完全相同，D不符合题意；故选B。【例3】．用氯气取代相对分子质量为44的烃分子上的一个氢原子，所得的化合物可能有A．3种 B．4种 C．5种 D．6种【答案】A【解析】该烃的分子式:4412=3余8，故该烃的分子式为C3H8，该烃与氯气发生一氯取代的产物有1答案选A。【例4】下列说法正确的是A．与互为同分异构体B．光照下，等物质的量甲烷与氯气反应的产物是CH3Cl和HClC．与为同一种物质D．CH3CH2OH与HOCH2CH2CH2OH互为同系物【答案】C【解析】A．根据系统命名可知，均为2甲基丁烷，为同一种物质，选项A错误；B．甲烷与氯气发生取代反应时，多步反应同时进行，可生成多种氯代烃，选项B错误；C．根据甲烷的结构为正四面体结构可知，两者的结构相同，为同一种物质，选项C正确；D．CH3CH2OH与HOCH2CH2CH2OH含有的官能团羟基数目不相同，二者不满足同系物条件，不属于同系物，选项D错误；答案选C。【例６】下列化学用语，表达正确的是A．甲烷的球棍模型： B．S2的结构示意图：C．CO2的结构式： D．C核素中的质量数为8【答案】A【解析】A．CH4是正四面体结构，由于原子半径：C＞H，所以甲烷的球棍模型：，A正确；B．S是16号元素，原子核内质子数是16，S原子获得2个电子变为S2，核外电子排布是2、8、8，则S2的结构示意图是：，B错误；C．CO2的分子中C原子与2个O原子形成4个共价键，其结构式是：O=C=O，C错误；D．C核素中的质量数为14，中子数是8，D错误；故合理选项是A。【例7】下列分子中含四个极性键的是A． B． C． D．【答案】A【解析】A．CH4中C与4个H形成四个极性键，A正确；B．NH3中N与3个H形成三个极性键，B错误；C．N2中不存在极性键，C错误；D．HCl中H与Cl形成一个极性键，D错误；故答案选A。【例8】如图所示，甲烷和氯气按体积比为混合，将该装置放置在光亮处一段时间。下列说法正确的是A．反应后左侧管内有白烟产生 B．反应后左侧管壁的油状物为C．反应后右侧玻璃管内的水柱上升 D．反应后，饱和食盐水中降低【答案】D【解析】甲烷和氯气发生取代反应，生成物会有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化烷、氯化氢；A．生成物中没有固体颗粒，没有白烟产生，A错误；B．反应后生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化烷均为油状物，B错误；C．反应后左侧的气体减小，压强减小，液面上升，则导致右侧玻璃管内的水柱下降，C错误；D．反应后，溶液中溶解了生成的氯化氢，溶液中氯离子浓度增大，会导致氯化钠溶解度减小而析出，故饱和食盐水中降低，D正确；故选D。【例9】按要求填写下列空白：(1)乙烷的结构式：_______。(2)分子中含30个氢原子的烷烃的分子式_______。(3)相对分子质量为58的烷烃的结构有_______种，试分别写出它们的结构简式：_______。(4)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为_______，其一氯代物只有一种的结构简式为_______。【答案】(1)(2)C4H10(3)

2

CH3CH2CH2CH3、(4)

正戊烷

【解析】（1）乙烷的分子式为C2H6，其结构式为。（2）由烷烃的分子通式CnH2n+2可知，2n＋2=30，n=14，其分子式为C14H30。（3）由烷烃的分子通式CnH2n+2可知，14n＋2=58，n=4，C4H10的结构有2种，分别为CH3CH2CH2CH3、。（4）C5H12的直链烷烃为正戊烷，C5H12一氯代物只有一种的是新戊烷()。【例10】回答下列问题：(1)某物质只含C、H、O三种元素，其分子的球棍模型如图所示，分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。该分子中共平面的原子数最多为___________(已知羧基的四个原子可以共平面)。(2)甲烷与氯气的体积比为1∶1，光照条件下在如图所示的装置中反应，则得到的产物为A．、HCl B．、HClC．、 D．、、、、(3)甲烷最简单的同系物与氯气光照条件下反应，其生成物的化学式最多可能有A．5 B．7 C．9 D．10(4)经过几个小时的反应后，U形管右端的液面变化是A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定(5)下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是A．只代表一种物质 B．只代表一种物质C．只代表一种物质 D．只代表一种物质【答案】(1)10(2)D(3)B(4)B(5)B【解析】(1)碳碳双键是平面结构、羧基的四个原子可以共平面，如图所示，该分子中共平面的原子数最多为10个(标有“·”)。(2)甲烷和氯气在光照条件下发生多步取代反应，但多步取代反应是同时进行且各步反应都是可逆反应，所以得到的产物与甲烷和氯气的物质的量之比无关，故得到的产物为、、、、，故D正确。故答案:D。(3)甲烷最简单的同系物乙烷与氯气发生多步取代反应，生成物的化学式可能有C2H5Cl、C2H4Cl2、C2H3Cl3、C2H2Cl4、C2HCl5、C2Cl6和HCl，共7种，故B正确。故答案:B。(4)经过几个小时的反应后，氯气被消耗，U形管左端气体的物质的量减小，生成的HCl极易溶于水，所以压强减小，U形管右端的玻璃管中液面降低。故B正确。(5)可以通过二氯甲烷结构的个数确定，若CH4为四边形，CH2Cl2为两种结构，若为正四面体，CH2Cl2只有一种结构，所以由此可以证明甲烷是四面体结构。而CH3Cl、CHCl3、CCl4不管甲烷是正四面体结构还是平面四边形结构，都只代表一种物质；故选B。【基础提升】1．化学与科技、社会、生产密切结合，下列认识合理合法的是A．淀粉餐具被认为是最有发展前景的一次性餐具，有利于保护环境B．养鸭厂在饲料中添加苏丹红制“红心鸭蛋”，可使鸭蛋色泽鲜艳、美观C．化妆品中添加含铬物质制美白肌肤“SKII”，可使女性青春永驻D．用双氧水处理变质肉类，重新加工成食品，减少浪费【答案】A【详解】A．淀粉餐具可被降解，不会对环境造成污染，A正确；B．苏丹红为有害物质，不能添加在食物中，B错误；C．Cr为重金属元素，会对人体造成伤害，C错误；D．变质肉类不可被使用，D错误；故选A。2．原子利用率最大的反应类型是A．化合反应 B．分解反应 C．复分解反应 D．置换反应【答案】A【分析】原子利用率最大是反应没有副产物生成，所有的原子均被利用。【详解】A．化合反应中反应物全部进入产物中，原子利用率最大，A正确；B．分解反应是一种物质变化成几种物质，没有全部变为目标产物，原子利用率小，B错误；C．复分解反应中部分原子或原子团进行了重新组合，部分原子未进入目标产物中，原子利用率小，C错误；D．置换反应所有原子未全部进入目标产物中，原子利用率小，D错误；故选A。3．工业制硫酸，不可能作为原料的是A．硫黄 B．硫铁矿 C．冶炼烟气 D．大理石【答案】D【详解】工业生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等，其中硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料，因此该题中不可能作为原料的是大理石，故答案选D。4．我国科学家制得了二氧化硅超分子纳米管，其微观结构如图所示。下列叙述错误的是A．二氧化硅属于酸性氧化物 B．二氧化硅超分子纳米管不与任何酸反应C．光导纤维的主要成分是二氧化硅 D．二氧化硅与碱的反应是非氧化还原反应【答案】B【详解】A．二氧化硅可与NaOH溶液发生反应，属于酸性氧化物，A正确，不符合题意；B．二氧化硅可与HF发生反应，所以二氧化硅超分子纳米管可与HF这种酸发生反应，B错误，符合题意；C．依据课本知识可知，二氧化硅可用于生产光导纤维，所以光导纤维的主要成分是二氧化硅，C正确，不符合题意；D．二氧化硅与碱的反应，如等，反应过程中所有元素的化合价均未发生变化，所以是非氧化还原反应，D正确，不符合题意；故合理选项为B。5．为了我们能生活在舒适的环境中，下列举措不可取的是A．循环处理使用生活废水 B．种植花草树木C．安装使用太阳能热水器 D．直接焚烧生活垃圾【答案】D【详解】A．循环处理使用生活废水可以减少污染节约资源，可取，A错误；B．种植花草树木有利于美化环境，可取，B错误；C．安装使用太阳能热水器可以节约能源消耗，可取，C错误；D．焚烧垃圾会产生污染环境的气体、固体颗粒物等，不可取，D正确；故选D。6．工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染较用硫铁矿小，主要方面是A．废气 B．废渣 C．废水 D．酸雨【答案】B【详解】用硫铁矿制硫酸，硫铁矿在沸腾炉中焙烧成二氧化硫气体时，会产生大量的固体残渣氧化铁，而用硫黄作为原料，废渣较少，但废气的量没有减少，也会产生废水，故答案选B。7．在生产硫酸的过程中，常用浓硫酸而不用水吸收SO3是因为A．SO3易溶于浓H2SO4而不易溶于水B．用浓硫酸吸收速率虽慢但损失SO3少C．用水吸收时，易形成酸雾而阻碍SO3再吸收D．用水吸收时得不到纯净的硫酸【答案】C【详解】吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2O＝H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻隔在三氧化硫和水之间，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，A、B、D不符合题意，C符合题意。故答案为C。8．工业上制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是A．除尘、干燥 B．干燥、除尘C．洗涤、除尘 D．过滤、洗涤【答案】A【详解】从沸腾炉出来的炉气中通常含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷、硒化合物、矿尘等。因为炉气中含有的砷、硒化合物和矿尘会使催化剂中毒，水蒸气对生产设备有不良影响，因此在通入接触室之前气体必须经过除尘、洗涤、干燥等净化处理，干燥在净化过程中一般放在最后，故答案选A。9．工业上以硫铁矿为原料制硫酸的生产过程中，下列措施能提高硫酸产率的是A．直接把矿石送入沸腾炉B．沸腾炉中通入过量空气C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理D．转化器内用催化剂【答案】B【详解】A．直接把矿石送入沸腾炉，反应不充分，不能提高硫酸产率，A错误；B．沸腾炉中通入过量空气，增大氧气浓度，反应向正反应方向进行，能提高硫酸产率，B正确；C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理，可防止催化剂中毒，但不能提高硫酸产率，C错误；D．转化器内用催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，因此不能提高硫酸产率，D错误；答案选B。10．下列废物处理方法中正确的是A．化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收B．硫酸工业中产生的二氧化硫废气可以直接排入空气C．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料D．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂【答案】D【详解】A．二氧化硫废气是用氨水吸收的，A错误；B．二氧化硫废气不能直接排入空气，否则既造成空气污染，又浪费了原料，B错误；C．硫酸工业的废渣的主要成分是氧化铁，是不能燃烧的，C错误；D．硫酸工业的尾气中含SO2，SO2有漂白性，分离出来后可作漂白剂，D正确；故选D。11．硫酸工业中，转化器发生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的装置如图，下列说法正确的是A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3【答案】C【详解】A．为提高SO2的转化率，a处进入的气体应是氧气过量，故A项错误；B．沸腾炉中出来的炉气，除了含有SO2、O2外还有水蒸气及其他杂质，水蒸气和杂质对设备和下一步进行的反应有害，因此必须进行净化和干燥处理，故B项错误；C．a、b、c三处气体成分相同为二氧化硫和氧气，故C项正确；D．d处出来的气体不只含SO3，是平衡状态时的混合气体，故D项错误；答案选C。12．和是重要的工业产品，工业上合成氨以及氨氧化制硝酸的流程如图，下列说法错误的是A．增大压强，可使合成塔中的原料气完全转化为B．吸收塔中发生的反应有C．可用溶液处理尾气中的氮氧化物D．常温下，可用铁制容器盛装得到的浓硝酸，利用了钝化原理【答案】A【分析】“合成塔”中发生N2+3H22NH3，“氨分离器”中得到氨气，“氧化炉”中氨气与氧气发生4NH3+5O24NO+6H2O，“吸收塔”中发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，据此分析；【详解】A．“合成塔”中发生N2+3H22NH3，该反应为可逆反应，增大压强，虽然平衡向正反应方向进行，但不能完全转化为氨气，故A说法错误；B．根据上述分析，“吸收塔”中发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，故B说法正确；C．碳酸钠与氮的氧化物之间的反应为NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，故C说法正确；D．常温下，浓硝酸具有强氧化性，将铁的表面产生一层致密氧化薄膜，阻碍反应进行，因此常温下，可用铁制容器盛装浓硝酸，故D说法正确；答案为A。13．密闭容器中发生的某化学反应，各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示，物质Y和Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法正确的是A．该反应前后分子总数保持不变B．参加反应的X与Y的质量比为2:7C．该反应的化学方程式可表示为2X+Y=ZD．若Z的相对分子质量为17，则Y的相对分子质量为28【答案】D【分析】由图1可知反应方程式为：3X+Y=2Z，由图2可知最终完全反应生成m(Z)=17g，初始m(X)=3g；【详解】A．由分析知反应前后分子个数减小，A错误；B．由图2和分析知参加反应的X与Y的质量分别是3g、14g，比为3:14，B错误；C．由分析知反应方程式为：3X+Y=2Z，C错误；D．根据，，由方程式可知，，所以若Z的相对分子质量为17，则Y的相对分子质量为28，D正确；故选D。14．工业上生产硫酸时，如果将反应器内的混合气体突然冷却到室温有白色晶体析出，此晶体是A．二氧化硫 B．三氧化硫 C．硫酸 D．硫磺【答案】B【详解】反应器内的混合气体有氧气、二氧化硫和三氧化硫，由于三氧化硫的熔点只有16.8℃，所以突然冷却到室温有白色晶体三氧化硫析出。答案选B。15．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应的说法不正确的是：A．实际生产中，SO2、O2再循环使用提高原料利用率B．实际生产中，为了降低成本，提高生成效益，通常采用常压、和较高的反应温度C．实际生产中，选定400—500℃作为反应温度，主要原因是该温度范围催化剂的活性最高D．实际生产中，通常通入过量SO2来提高O2的转化率【答案】D【详解】A．SO2、O2制取SO3的反应是可逆反应，循环使用SO2、O2，可以提高原料利用率，A正确；B．常压下，接触法制硫酸的原料利用率已经达到95%左右，增大压强，反应物的转化率提高不大，但对设备的要求提高，压缩气体需要提供动力，从而增加生产成本，所以工业生产中采用常压；虽然反应为放热反应，温度低对提高转化率有利，但较高反应温度下催化剂活性较高，反应速率较快，可以提高生产效益；因此，实际生产中，通常采用常压、和较高的反应温度，B正确；C．虽然反应为放热反应，温度低对提高转化率有利，但催化剂在400～500℃时活性最高，所以选定400～500℃，C正确；D．工业制硫酸的反应为可逆反应，实际生产中，O2直接从空气中获得，所以是通入过量O2来提高SO2的转化率，D错误；故选D。16．下列化工生产中不涉及氧化还原反应的是A．工业制玻璃 B．工业制硫酸 C．工业制硅 D．工业制硝酸【答案】A【详解】A．工业制玻璃，碳酸钠、碳酸钙、二氧化硅在高温条件下生成硅酸钠、硅酸钙、二氧化碳，元素化合价不变，属于非氧化还原反应，故选A；

B．工业制硫酸，发生反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4，4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2、2SO2+O22SO3反应中S、O元素化合价有变化，属于氧化还原反应，故不选B；C．工业制硅发生反应SiO2+2CSi+2CO，C、Si元素化合价有变化，属于氧化还原反应，故不选C；

D．工业制硝酸发生反应、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO，N、O元素化合价有变化，属于氧化还原反应，故不选D；选A。17．海带中含有碘元素，从海带中提取碘的实验过程如下图：下列说法不正确的是A．海带中的碘元素以化合态存在B．步骤②可以实现海带灰中的硫酸盐和碳酸盐等与碘的分离C．步骤④的离子方程式为：D．操作⑥中得到的有机废液，可回收利用【答案】B【分析】由流程可知，①为坩埚中灼烧，②为溶解、浸泡，③为过滤，分离出含碘离子的溶液，④中发生2I+H2O2+2H+═I2+2H2O，⑤中加四氯化碳萃取、分液，⑥中蒸馏分离出碘，以此来解答。【详解】A．海带中的碘元素以化合态存在，主要是I离子形式存在，故A正确；B．步骤②是浸泡除去不溶性杂质，得到含碘离子的人员，碘不易溶于水，易溶于有机溶剂，则海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等，在实验步骤⑤中实现与碘分离，故B错误；C．步骤④中反应的离子方程式为2I+H2O2+2H+═I2+2H2O，故C正确；D．步骤⑥的操作名称是蒸馏，得到的有机废液，可回收利用，故D正确；故选：B。18．ⅠA族、ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍及其化合物的性质与铝十分相似。工业上制备下列物质的生产流程合理的是A．饱和食盐水制备纯碱：NaCl溶液B．从海水中提取镁：海水C．工业上制备漂白粉：浓盐酸漂白粉D．黄铁矿制备硫酸：发烟硫酸【答案】D【详解】A．NH3极易溶于水，CO2微溶于水，饱和食盐水制备纯碱的流程中，先向饱和实验水中通入氨气，使溶液呈碱性，再通入CO2，可以增大CO2的吸收量，故流程为：NaCl溶液，A正确；B．MgO的熔点比MgCl2高，故工业冶炼镁是电解熔融的MgCl2，故从海水中提取镁的流程为：海水，B错误；C．工业制取氯气：2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH，工业上制备漂白粉：漂白粉，C错误；D．黄铁矿制备硫酸：发烟硫酸，D正确；答案选D。19．工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本【答案】D【详解】A．使用催化剂可加快反应速率，但催化剂不能影响平衡的移动，不能提高SO3的产率，A错误；B．温度超过400~600℃时，催化剂的活性降低；且该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3产率的产率降低，故温度超过400~600℃时，升高温度，生产效益降低，B错误；C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高；但该反应是可逆反应，SO2的转化率小于100%，C错误；D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，SO3产率升高，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本，D正确；故选D。20．下列关于重要非金属元素的用途的叙述不正确的是A．晶体硅是一种半导体材料，常用于制造光导纤维B．自然界中存在游离态的硫和化合态的硫(如黄铁矿FeS2)，二者均可作为工业上制备硫酸的原料C．工业合成氨不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品(如炸药、农药等)的生产提供了原料D．高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料、用作砂轮磨料的碳化硅都属于无机非金属材料【答案】A【详解】A．晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，因此是一种半导体材料，而常用于制造光导纤维的主要成分是二氧化硅，A错误；B．自然界中存在游离态的硫和化合态的硫(如黄铁矿FeS2)，它们可以通过与O2反应产生SO2，然后SO2与O2在一定条件下反应产生SO3，SO3被吸收得到硫酸，因此二者均可作为工业上制备硫酸的原料，B正确；C．NH3与酸发生反应产生的铵盐可以作化肥，为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且也可以作为其他化工产品(如炸药、农药等)提供生产原料，C正确；D．陶瓷绝缘材料、碳化硅都是无机非金属材料，D正确；故合理选项是A。21．某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列叙述错误的是（

）A．该历程中HCHO中所有的CH键均断裂B．该过程的总反应为HCHO+O2CO2+H2OC．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量D．生成物CO2中的氧原子由HCHO和O2共同提供【答案】C【详解】A．反应HCHO→CO2，HCHO中所有的CH键均断裂，A项正确；B．根据题干所示，反应物为HCHO和O2，生成物为CO2和H2O，HAP做催化剂，反应方程式为：HCHO+O2CO2+H2O，B项正确；C．该反应与甲醛和氧气燃烧：HCHO+O2CO2+H2O能量变化大致相同，甲醛燃烧为放热反应，故题中反应也为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，C项错误；D．根据图示反应时HCHO中CH键均断裂，连接O2提供的一个O原子形成CO2，则生成物CO2中的氧原子由HCHO和O2共同提供，D项正确；答案选C。22．已知工业上真空炼铷(Rb)的化学方程式为2RbCl+MgMgCl2+2Rb(g)，对这一反应能进行的最合理的解释是A．上述反应为可逆反应B．镁的金属活动性比铷的强C．氯化镁的热稳定性比氯化铷的强D．铷的沸点比镁的低，当把铷抽走时反应向生成铷的方向进行【答案】D【详解】反应2RbCl+MgMgCl2+2Rb(g)属于可逆反应，由于铷的沸点比镁低，当把铷蒸气抽走时，平衡向正反应方向移动，则此反应可发生，与金属的金属性、氯化物的稳定性等无关。故选D。23．下列说法正确的是A．酸雨指的是pH<7的雨水，燃煤脱硫可以防治硫酸型酸雨的形成B．常温下活泼金属Fe、Al与浓硫酸不反应，发生钝化现象，因此可以用铝制槽车运输浓硫酸C．工业上制硫酸，在沸腾炉中煅烧硫铁矿，吸收塔中用水充分吸收SO3D．过碳酸钠(Na2CO3·H2O2)可用作漂白剂，其漂白原理与氯水相同【答案】D【详解】A．空气中含有二氧化碳，溶于水呈酸性，酸雨的pH<5.6，故A错误；B．常温下，铁与浓硫酸发生钝化，在表面生成一层致密的氧化膜，发生了化学反应，故B错误；C．工业制浓硫酸，吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫，由于吸收塔中温度太高，水变成气态，不能用水吸收三氧化硫，故C错误；D．过碳酸钠具有强氧化性，氯水中HClO也具有强氧化性，故可以做漂白剂，二者漂白原理相同，故D正确；故选D。24．在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是()①废气用氨水处理②污水用石灰乳处理③废渣用来造水泥或炼铁④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电A．只有①② B．只有①③④ C．只有①②③ D．全部【答案】D【详解】①SO2等废气可以用氨水吸收制得化肥硫酸铵等，①正确；②污水显酸性，可以用石灰乳处理，②正确；③炉渣和矿灰可作为炼铁的原料，③正确；④硫酸工业的反应都是放热反应，不但可以自行提供能量，还可以向外界提供能量，以降低成本，④正确；综上所述，正确的是①②③④，故选D。25．化学与生活、生产及科技密切相关。下列叙述正确的是A．工业制硫酸用98％的浓硫酸代替水吸收SO3B．汽车尾气中氮氧化物的产生主要是由于汽油中含有氮元素C．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维D．纳米铁粉主要通过物理吸附作用除去污水中的【答案】A【详解】A．在吸收塔中三氧化硫和水反应生成硫酸，但水直接吸收三氧化硫会形成酸雾，使三氧化硫的吸收率降低，故可利用98.3%的浓硫酸吸收SO3是为了避免酸雾的形成，A正确；B．汽车尾气中氮氧化物的产生，主要是由于放电条件下氮气和氧气化合生成，B错误；C．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，C错误；D．纳米铁粉主要是通过其还原性，将还原为相应的金属单质将其除去，D错误；故选A。26．工业上用接触法制取硫酸过程中，硫铁矿在沸腾炉中燃烧的化学方程式是，该反应中氧化剂是，还原剂是，被氧化的元素是，被还原的元素是。【答案】4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2O2FeS2Fe和SO【详解】试题分析：工业上用接触法制取硫酸过程中，硫铁矿在沸腾炉中燃烧生成氧化铁和SO2，反应的化学方程式是4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，该反应中氧元素的化合价由0价降低到2价，得电子发生还原反应，所以氧化剂是O2，铁元素和硫元素的化合价升高发生氧化反应，所以还原剂是FeS2，被氧化的元素是Fe和S，被还原的元素是O。考点：考查工业制硫酸。27．氮有不同价态的氧化物，如NO、N2O3、NO2等，它们在一定条件下可以相互转化。（1）某温度下，在一体积可变的密闭容器中充入1molN2O3，发生反应N2O3⇌NO2（g）+NO（g），达到平衡后，于t1时刻改变某一条件后，速率与时间的变化图象如图1所示，有关说法正确的是A．t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度，同时减小NO2或NO的浓度B．t1时刻改变条件后，平衡向正反应方向移动，N2O3的转化率增大C．在t2时刻达到新的平衡后，NO2的百分含量不变D．若t1时刻将容器的体积缩小至原容积的一半，则速率～时间图象与上图相同（2）在1000K下，在某恒容容器中发生下列反应：2NO2（g）⇌2NO（g）+O2（g），将一定量的NO2放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率α（NO2）随温度变化如图所示。图2中a点对应温度下。已知NO2的起始压强P0为120kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数Kp=（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。（3）对于反应N2O4（g）⇌2NO2（g），在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N2O4）=k1•p（N2O4），v（NO2）=k2•p2（NO2）．其中，k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率﹣压强关系如图所示：一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=；在图3标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的两个点，理由是。【答案】C81kPaK2•KpB、DN2O4与NO2的消耗速率满足条件v（NO2）=2v（N2O4）【分析】（1）利用等效平衡分析；（2）三行式法计算；（3）根据平衡常数表达式计算；根据达到化学平衡后，正逆反应速率比等于化学计量数之比判断。【详解】（1）A.由速率与时间的变化图象可知，t1时刻改变某一条件后，反应N2O3（g）⇌NO2（g）+NO（g）正反应速率增大，逆反应速率减小，最后平衡速率与原平衡相等，则改变的条件是增大N2O3的浓度，由于T、P相等，则容器体积增大，导致NO2、NO的浓度减小，但达到新平衡后与原平衡等效，故A错误；B.t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度，由于T、P相等，则容器体积增大，导致NO2、NO的浓度减小，但达到新平衡后与原平衡等效，N2O3的转化率不变，故B错误；C.t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度，由于T、P一定，则容器体积增大，导致NO2、NO的浓度减小，但达到新平衡后与原平衡等效，NO2的百分含量不变，故C正确；D.若t1时刻将容器的体积缩小至原容器的一半，则压强增大，正逆反应速率都增大，所以速率～时间图象与上图不同，故D错误；答案：C；（2）图中a点对应温度下，NO2的转化率是0.6，设原来NO2的物质的量为xmol，转化的物质的量为0.6xmol；

2NO2（g）

⇌

2NO（g）+O2（g）开始

x

0

0转化0.6xmol

0.6xmol

0.3xmol平衡0.4xmol

0.6xmol

0.3xmol则混合气体的物质的量=0.4xmol+0.6xmol+0.3xmol=1.3xmol，相同条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，所以反应后压强=×1.3xmol=156KPa，NO2的分压=156KPa×=48KPa，NO的分压=156KPa×=72KPa，O2的分压=156KPa×=36KPa；化学平衡常数Kp===81；答案：81；（3）反应N2O4（g）⇌2NO2（g），则化学平衡常数Kp=，当二者的反应速率之比等于其计量数之比，反应达到平衡，则v（NO2）：v（N2O4）=k2•p2（NO2）：k1•p（N2O4）=2：1，又化学平衡常数Kp==，所以K1=K2•Kp，满足平衡条件v（NO2）=2v（N2O4）即为平衡点，B、D点的压强之比等于其反应速率之比为1：2，所以B、D为平衡点；答案：K2•Kp；B、D；N2O4与NO2的消耗速率满足条件v（NO2）=2v（N2O4）。【点睛】第（1）小题为易错题，注意温度一定，体积可变，即T、P一定，这种条件下，只要投料比相同，平衡即等效；此反应只有一种反应物，所以无论投入多少反应物，平衡均等效。28．回答下列有关工业制硫酸的问题：(1)硫铁矿在煅烧时为什么要粉碎？(2)从沸腾炉中出来的气体为什么要进行净化处理？(3)进入反应器的原料气中为什么空气一般是过量的？(4)在反应器中，理论上要高压，实际工业生产上为什么常压？(5)从吸收塔中放出的尾气中为什么仍然含有二氧化硫？(6)为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水或稀硫酸吸收SO3？(7)吸收SO3时，浓硫酸为什么要从上向下喷下来？【答案】(1)增大硫铁矿跟空气的接触面积，燃烧迅速且充分(2)防止催化剂中毒，并且减少对设备的腐蚀(3)增大反应物浓度，使平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫转化率(4)二氧化硫转化为三氧化硫的反应，在常压下转化率已经很高了，没有必要再使用高压(5)二氧化硫的催化氧化是可逆反应，在吸收塔中，三氧化硫被吸收，尾气中剩余二氧化硫(6)用水或稀硫酸吸收三氧化硫，容易形成酸雾，影响吸收效率，而浓硫酸具有不挥发性，吸收三氧化硫不会形成酸雾(7)在吸收塔中，三氧化硫从塔的下部通入，浓硫酸从塔顶喷下，两者逆流接触，吸收充分【解析】(1)硫铁矿在煅烧时粉碎可增大硫铁矿跟空气的接触面积，燃烧迅速且充分；(2)为防止催化剂中毒，并且减少对设备的腐蚀，需要对从沸腾炉中出来的气体进行净化处理；(3)为增大反应物浓度，使平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫转化率，因此进入反应器的原料气中一般是过量的；(4)由于二氧化硫转化为三氧化硫的反应，在常压下转化率已经很高了，没有必要再使用高压，因此在反应器中实际工业生产上采用常压；(5)由于二氧化硫的催化氧化是可逆反应，在吸收塔中，三氧化硫被吸收，尾气中剩余二氧化硫，因此从吸收塔中放出的尾气中仍然含有二氧化硫；(6)由于用水或稀硫酸吸收三氧化硫，容易形成酸雾，影响吸收效率，而浓硫酸具有不挥发性，吸收三氧化硫不会形成酸雾，因此用98.3%的浓硫酸吸收而不用水或稀硫酸吸收SO3；(7)由于在吸收塔中，三氧化硫从塔的下部通入，浓硫酸从塔顶喷下，两者逆流接触，吸收充分，所以吸收SO3时，浓硫酸要从上向下喷下来。29．根据要求填空。(1)氯气和石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为，漂白粉的组成为（填写化学式）。(2)过氧化钠和水反应的化学方程式为，每生成1mol转移电子个。(3)工业上用黄铁矿（）制硫酸第一步，在（填写设备名称）中发生反应的化学方程式。(4)红热的炭块放入浓硫酸中发生反应的化学方程式为，浓硫酸在反应中表现出性。(5)写出和足量反应的离子方程式为。(6)碘盐中的和KI在酸性溶液中发生反应的离子方程式为。【答案】(1)、(2)或(3)沸腾炉(4)（强）氧化（性）(5)(6)【详解】（1）氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，反应的化学方程式为，漂白粉的组成为、的混合物。（2）过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为，过氧化钠中氧元素化合价由1升高为0生成氧气，每生成1mol转移电子或1.204×1024个。（3）工业上用黄铁矿（）制硫酸第一步，在沸腾炉中反应生成氧化铁和二氧化硫，发生反应的化学方程式。（4）红热的炭块放入浓硫酸中反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，发生反应的化学方程式为，硫酸中S元素化合价降低，浓硫酸在反应中表现出（强）氧化性。（5）和足量反应生成碳酸钡、碳酸钠、水，反应的离子方程式为；（6）碘盐中的和KI在酸性溶液中发生归中反应生成碘单质，反应的离子方程式为。30．高炉炼铁的一个反应如下：CO（g）＋FeO（s）CO2（g）＋Fe（s），△H>0已知1100℃时K＝0.263（1）其平衡常数的表达式为K＝。温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值(填“增大”“减小”或“不变”下同)，平衡常数K的变化是。如果温度不变，在原平衡体系中继续加入一定量CO，达新平衡时，CO的体积分数和原平衡相比。（2）1100℃时，若测得高炉中c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，在这种情况下，该反应(填“已经”或“没有”)处于化学平衡状态，此时化学反应速率是v（正）(填“大于”“小于”或“等于”)v（逆）。【答案】c(CO2)/c(CO)增大增大不变没有大于【分析】对于反应CO（g）＋FeO（s）CO2（g）＋Fe（s），由于FeO和Fe都为固态，所以二者不应出现在平衡常数表达式中。【详解】(1)由化学方程式可知，该反应的平衡常数的表达式为K＝c(CO2)/c(CO)；因为正反应为吸热反应，所以温度升高，化学平衡正向移动，CO2的体积增大，CO的体积减小，高炉内CO2和CO的体积比值增大；因为平衡正向移动，所以平衡常数K增大；如果温度不变，在原平衡体系中继续加入一定量CO，相当于加压，平衡不发生移动，所以，CO的体积分数和原平衡相比不变；答案为：c(CO2)/c(CO)；增大；增大；不变；(2)1100℃时，若测得高炉中c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，浓度商<0.263，所以平衡正向移动，此时化学反应速率是v(正)大于v(逆)，答案：大于。31．化学反应原理在生产、生活中用途广泛。(1)汽车尾气中生成过程的能量变化如图所示。和完全反应生成会(填“吸收”或“放出”)能量。(2)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①；②。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图所示。则时间段内，Y的平均反应速率为。(3)实验室模拟热气循环法合成尿素，时，将一定量与在容积固定的恒温密闭容器中发生反应：，反应放热。下列情况中，能说明该反应达到平衡的是。A．反应体系中气体分子的平均摩尔质量保持不变B．反应体系中气体的密度保持不变C．反应消耗同时生成D．，，三种气体的物质的量比为2∶1∶1E.的质量保持不变(4)在硫酸工业中，通过下列反应将氧化成：。已知催化剂是，在左右时催化效果最好。下表为不同温度和压强下的平衡转化率：压强时的平衡转化率97.5%99.2%99.6%99.7%时的平衡转化率85.6%94.9%97.7%98.3%结合表中信息，实际情况下最合理的生产条件为：_______。A．， B．，C．， D．，(5)锂氧气电池因其比能量非常高，具有广阔应用前景。下图是一种锂氧气()电池的工作示意图，①电池放电时，b为极(填“正”或“负”)，电极反应式为：。②若采用空气作为氧气源，则会发生副反应导致电池性能下降，请写出一个可能的副反应的化学方程式：。【答案】(1)吸收180(2)2.5×103mol•L1•min1(3)ABE(4)C(5)正2Li++O2+2e=Li2O22Li+2H2O=2LiOH+H2↑【详解】（1）由图可知，断裂1mol氮气和1mol氧气的共价键需要吸收的总热量为(946+498)kJ/mol×1mol=1444kJ，形成2mol一氧化氮的共价键释放的总能量为632kJ/mol×2mol=1264kJ，则1mol氮气和1mol氧气反应生成一氧化氮会吸收的热量为1444kJ1264kJ=180kJ，故答案为：吸收；180；（2）从图中可以看出，起始时，c(M)=0.5mol/L，30min时，c(M)=0.3mol/L，则M的浓度变化量为0.2mol/L；30min时，c(Z)=0.125mol/L，则反应M+N=X+Z中，M的浓度变化量为0.125mol/L，反应M+N=X+Y中，M的浓度变化量为0.2mol/L0.125mol/L=0.075mol/L，从而得出生成Y的浓度为0.075mol/L，0～30min时间段内，Y的平均反应速率为=2.5×103mol•L1•min1，答案为：2.5×103mol•L1•min1；（3）A.反应体系前后系数不同，气体分子的平均摩尔质量保持不变，反应达到平衡，A选；B.反应体系前后气体系数不同，且容积固定，反应体系中气体的密度保持不变，反应达到平衡，B选；C.反应消耗同时生成，两者均表示正反应速率，故不能判断反应达到平衡，C不选；D.，，三种气体的物质的量比为2∶1∶1，不能判断反应达到平衡，C不选；E.的质量保持不变，说明反应达到动态平衡，E选；故选：ABE；（4）根据表格数据，，SO2的转化率已经很高，且温度越高、压强越大，对设备要求条件越高，成本越大，则合理的生产条件为，，故选A；（5）①电池放电时，Li失去电子为负极，则a为负极，b为正极，正极上氧气得到电子和锂离子生成Li2O2，电极反应式为：2Li++O2+2e=Li2O2；②若采用空气作为氧气源，锂性质活泼，可以和空气中的水反应，可能的副反应的化学方程式：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑。32．我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的担当。高效经济性的CO2捕集及利用是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。(1)在催化剂作用下，可用CO2与H2反应制取甲酸。已知：共价键C=OCOHHHOCH键能(kJ·mol1)799343436463413则CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)的△H=kJ/mol。(2)在刚性密闭容器中，HCOOH平衡时的体积分数随投料比[]的变化如图所示：①图中T1、T2表示不同的反应温度，判断T1T2(填“>”、“<”或“=”)，依据为。②图中a=。③A、B、C三点CO2(g)的平衡转化率αA、αB、αC由大到小的顺序为。(3)工业上可以利用CO2与H2在催化剂作用下发生CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)合成甲醇，恒温恒容下，向密闭容器加入2molCO2和4molH2，一段时间后达到平衡，CO2转化率为α=50%，总压强为p0，计算该反应压强平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。向平衡后的容器中再加入2molCO2和4molH2，达到新的平衡时总压强为p1，则p12p0(填“>”、“<”或“=”)(4)工业上也可以用CO2催化法制取甲烷，发生如下反应：CO2(g)+2H2O(g)⇌CH4(g)+2O2(g)△H>0，温度T时，向刚性容器中充入2molCO2和3molH2O，反应过程中CO2的物质的量随时间变化如表格所示。实验测得，v正=k正·c(CO2)·c2(H2O)，v逆=k逆·c(CH4)·c2(O2)，k正、k逆是速率常数，只与温度有关，则T温度时=。若升高温度，(增大、减小或者不变)时间/min5101520CO2的物质的量/mol1.41.00.80.8【答案】(1)+16(2)>该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，在相同投料比时，T1温度下产物的体积分数大于T2温度下产物的体积分数，则T1>T21αC>αB>αA(3)<(4)减小【详解】（1）△H=反应物的总键能生成物的总键能=2799kJ·mol1+436kJ·mol1(799+343+463+413)kJ·mol1=+16kJmol1。故答案为：+16。（2）①该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，从图象中可知在相同投料比时，T1温度下HCOOH的体积分数大于T2温度下产物的体积分数，则T1>T2；②根据反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)可知，当投料比[]=1，即a=1时，恰好达到最大转化，HCOOH平衡时的体积分数最大；③氢气的量越大，即投料比[]越大，CO的转化率越大，故A、B、C三点CO(g)的平衡转化率由大到小的顺序为αC>αB>αA。故答案为：>，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，在相同投料比时，T1温度下产物的体积分数大于T2温度下产物的体积分数，则T1>T2；1；αC>αB>αA。（3）由已知信息可列三段式求得平衡时CO2，H2，H3OH，H2O的物质的量均1mol,具体如下：，总压强为p0，则CO2，3H2，H3OH，H2O的分压均为，带入平衡常数表达式得：Kp=，向平衡后的容器中再加入2molCO2和4molH2，即与初始投料相比反应物的量增加一倍，即增大压强平衡正向移动，总压强变小，可得p1<2p0。故答案为：，<。（4）由题意知，v正=k正·c(CO2)·c2(H2O)，v逆=k逆·c(CH4)·c2(O2)，当反应达到平衡时v正=v正，k正·c(CO2)·c2(H2O)=k逆·c(CH4)·c2(O2)即，由表格可知反应在15min时达到平衡，列三段式可得平衡常数K=24，，由于反应为吸热反应，升高温度平衡常数K变大，减小；故答案为：，减小。33．I．标准状态下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O=O键的键焓分别为436kJ·mol－1、463kJ·mol－1和495kJ·mol－1，请写出水蒸气分解的热化学方程式。Ⅱ．甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料，可由CO和H2来合成，化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。（1）下图是反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。①T1T2(填“>”“<”或“＝”)。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1(填“>”“<”或“＝”)K2。②若容器容积不变，下列措施不能增加CO转化率的是(填字母)。a.降低温度

b.将CH3OH(g)从体系中分离c.使用合适的催化剂

d.充入He，使体系总压强增大（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在300℃、350℃和370℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线x对应的温度是℃；曲线z对应的温度下上述反应的化学平衡常数为。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3的大小关系为。【答案】2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1<>cd3004K1＝K2<K3【分析】I．旧键断裂需要吸收能量，新键的生成会放出能量，△H=反应物的键能和生成物的键能和；Ⅱ．（1）①据温度对化学平衡的影响来回答，先拐先平温度高T2＞T1，CO转化率减小，说明升温平衡逆向进行，温度对化学平衡常数的影响和反应的吸放热有关，平衡逆向进行平衡常数减小；②化学平衡正向移动可提高CO的转化率；（2）正反应放热，则升高温度CO的转化率降低；计算出平衡时各物质的浓度，结合平衡常数的定义进行计算；平衡常数是温度的函数，正反应是放热反应，温度越高K越小。【详解】I．旧键断裂需要吸收能量，新键的生成会放出能量，△H=反应物的键能和生成物的键能和，△H=4×463kJ·mol－1（2×436kJ·mol－1+495kJ·mol－1）=485kJ·mol－1，水蒸气分解的热化学方程式2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1；Ⅱ．（1）①反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）中，反应向右进行，一氧化碳的转化率增大，温度升高，化学平衡向着吸热方向进行，根据图