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文档简介
2024年上海市重点名校高三3月份第一次模拟考试化学试卷考生须知:1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.71gCl2溶于足量水中,Cl-的数量为NAB.46g乙醇中含有共价键的数量为7NAC.25℃时,1LpH=2的H2SO4溶液中含H+的总数为0.02NAD.标准状况下,2.24LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.1NA2、NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.向1L0.5mol/L盐酸溶液中通入NH3至中性(忽略溶液体积变化),此时NH4+个数为0.5NAB.向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1molFe2+被氧化时,该反应中转移电子数目为3NAC.标准状况下,22.4L二氯甲烷中含有4NA极性共价键D.用惰性电极电解CuSO4溶液,标况下,当阴极生成22.4L气体时,转移的电子数为2NA3、在饱和食盐水中滴加酚酞溶液后,在以碳棒为电极进行电解,下列有关的实验现象的描述中正确的是()A.负极区先变红 B.阳极区先变红C.阴极有无色气体放出 D.正极有黄绿色气体放出4、已知某锂电池的总反应为。下列说法错误的是A.金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料B.该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行C.放电时,电子从Li电极经电解质溶液流向正极D.充电时,阳极反应式为5、由于氯化铵的市场价格过低,某制碱厂在侯氏制碱基础上改进的工艺如图:有关该制碱工艺的描述错误的是()A.X可以是石灰乳B.氨气循环使用C.原料是食盐、NH3、CO2和水D.产品是纯碱和氯化钙6、从海带中提取碘的实验中,包括灼烧、浸取和过滤、氧化、萃取、反萃取等步骤。下列说法正确的是()A.灼烧中用到的仪器有蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒B.过滤中用到的仪器只有烧杯、漏斗(带滤纸)、铁架台C.萃取得到碘的四氯化碳溶液,分液时从分液漏斗上口倒出D.反萃取是在有机相中加入浓氢氧化钠溶液,振荡、静置、分液,再向水相中滴加45%硫酸溶液,过滤得固态碘7、已知常温下Ka(CH3COOH)>Ka(HClO)、Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。下列分析不正确的是()A.将10mL0.1mol/LNa2CO3溶液逐滴滴加到10mL0.1mol/L盐酸中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CO32-)>c(HCO3-)B.现有①200mL0.1mol/LNaClO溶液,②100mL0.1mol/LCH3COONa溶液,两种溶液中的阴离子的物质的量浓度之和:②>①C.向0.1mol/LNH4Cl溶液中加入少量NH4Cl固体:比值减小D.将AgBr和AgCl的饱和溶液等体积混合,再加入足量AgNO3浓溶液:产生的AgCl沉淀多于AgBr沉淀8、我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”Na-CO2电池。放电时该电池“吸入”CO2,充电时“呼出”CO2。吸入CO2时,其工作原理如图所示。吸收的全部CO2中,有2/3转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是A.“吸入”CO2时,钠箔为正极B.“呼出”CO2时,Na+向多壁碳纳米管电极移动C.“吸入”CO2时的正极反应式为:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+CD.标准状况下,每“呼出”22.4LCO2,转移电子的物质的量为0.75mol9、下列表示正确的是()A.氯化镁的电子式:B.氘(2H)原子的结构示意图:C.乙烯的结构式:CH2=CH2D.CO2的比例模型:10、某固体混合物可能由Fe2O3、Fe、Na2SO3、NaBr、AgNO3、BaCl2中的两种或两种以上的物质组成。某兴趣小组为探究该固体混合物的组成,设计的部分实验方案如图所示:下列说法正确的是A.气体A至少含有SO2、H2中的一种B.固体C可能含有BaSO4或者Ag2SO4C.该固体混合物中Fe2O3和Fe至少有其中一种D.该固体混合物一定含有BaCl2,其余物质都不确定11、CO2和CH4催化重整可制备合成气,对减缓燃料危机具有重要的意义,其反应历程示意图如下:下列说法不正确的是A.合成气的主要成分为CO和H2B.①→②既有碳氧键的断裂,又有碳氧键的形成C.①→②吸收能量D.Ni在该反应中做催化剂12、2.8gFe全部溶于一定浓度、200mL的HNO3溶液中,得到标准状况下的气体1.12L,测得反应后溶液的pH为1。若反应前后溶液体积变化忽略不计,下列有关判断正确的是A.反应后溶液中c(NO3-)=0.85mol/LB.反应后的溶液最多还能溶解1.4gFeC.反应后溶液中铁元素可能以Fe2+形式存在D.1.12L气体可能是NO、NO2的混合气体13、下列物质属于弱电解质的是A.酒精 B.水 C.盐酸 D.食盐14、NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是A.1.0L1.0molL—1的H2SO4水溶液中含有的氧原子数为4NAB.273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物的分子总数一定为NAC.25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH—的数目为0.1NAD.1molNa与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时失去的电子数一定为NA15、固体电解质可以通过离子迁移传递电荷,利用固体电解质RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器,其中迁移的物种全是Ag+。下图是一种测定O2含量的气体传感器示意图,O2可以透过聚四氟乙烯薄膜,根据电池电动势变化可以测得O2的含量。在气体传感器工作过程中,下列有关说法正确的是A.银电极被消耗,RbAg4I5的量增多B.电位计读数越大,O2含量越高C.负极反应为Ag+I--e-=AgID.部分A1I3同体变为Al和AgI16、下列说法正确的是()A.碱金属族元素的密度,沸点,熔点都随着原子序数的增大而增大B.甲烷与氯气在光照条件下,生成物都是油状的液体C.苯乙烯所有的原子有可能在同一个平面D.电解熔融的AlCl3制取金属铝单质17、“NaCl+CO2+NH3+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl”是侯氏制碱法的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。错误的是A.甲同学说:该条件下NaHCO3的溶解度较小B.乙同学说:NaHCO3不是纯碱C.丙同学说:析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵D.丁同学说:该反应是在饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳18、磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为:LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4。某磷酸铁锂电池的切面如下图所示。下列说法错误的是A.放电时Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极B.隔膜在反应过程中只允许Li+通过C.充电时电池正极上发生的反应为:LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+D.充电时电子从电源经铝箔流入正极材料19、已知CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)ΔH==-Q1;2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)ΔH==-Q2;H2O(g)→H2O(l)ΔH==-Q3常温下,取体积比为4:1的甲烷和H2的混合气体112L(标准状况下),经完全燃烧后恢复到常温,则放出的热量为A.4Q1+0.5Q2 B.4Q1+Q2+10Q3 C.4Q1+2Q2 D.4Q1+0.5Q2+9Q320、已知:pKa=−lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常温下,用0.1mol·L−1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L−1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示(曲线上的数字为pH)。下列说法不正确的是()A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)=0.1
mol·L−1B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)21、反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是A.X→Y反应的活化能为E5B.加入催化剂曲线a变为曲线bC.升高温度增大吸热反应的活化能,从而使化学反应速率加快D.压缩容器体积不改变活化能,但增大单位体积活化分子数,使得反应速率加快22、1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(换算为标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀,下列说法不正确的是A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2︰1B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/LC.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%D.得到2.54沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL二、非选择题(共84分)23、(14分)美国药物学家最近合成一种可能用于治疗高血压的有机物K,合成路线如下:其中A属于碳氢化合物,其中碳的质量分数约为83.3%;E的核磁共振氢谱中只有2组吸收峰。H常温下呈气态,是室内装潢产生的主要污染物之一。G和H以1:3反应生成I。试回答下列问题:(1)A的分子式为:______________。(2)写出下列物质的结构简式:D:____________;G:___________。(3)反应①―⑤中属于取代反应的有___________。(4)反应①的化学方程式为_______________;反应④的化学方程式为_________________。(5)E有多种同分异构体,符合“既能发生银镜反应又能发生水解反应”条件的E的同分异构体有_______种,写出符合上述条件且核磁共振氢谱只有2组吸收峰的E的同分异构体的结构简式:________。24、(12分)以下是某药物中间体D的合成过程:A(C6H6O)B(1)A的结构简式为_________________,A转化为B的反应类型是____________。(2)D中含氧官能团的名称是__________。(3)鉴别B、C
可以用的试剂名称是______________。(4)D在一定条件下与足量NaOH溶液反应的化学方程式是_________________。(5)同时符合下到条件的D的所有同分异构体(不考虑立体异构)有________种。①能与NaHCO3溶液反应产生气体;②苯环上只有2个取代基;③遇氯化铁溶液发生显色反应。其中核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积比为3∶1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式是________________________________(写结构简式)。(6)已知:+CH≡CH请设计合成路线以A和C2H2
为原料合成(无机试剂任选):____________。25、(12分)纯碱(Na2CO3)在生产生活中具有广泛的用途.如图1是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图.完成下列填空:已知:粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质离子.(1)精制除杂的步骤顺序是____→___→____→____→____(填字母编号).a粗盐溶解b加入盐酸调pHc加入Ba(OH)2溶液d加入Na2CO3溶液e过滤(2)向饱和食盐水中先通入NH3,后通入CO2,理由是______.在滤液a中通入NH3和加入精盐的目的是______.(3)请在图1流程图中添加两条物料循环的路线.____(4)图2装置中常用于实验室制备CO2的是__(填字母编号);用c装置制备NH3,烧瓶内可加入的试剂是___(填试剂名称).(5)一种天然碱晶体成分是aNa2CO3•bNa2SO4•cH2O,利用下列提供的试剂,设计测定Na2CO3质量分数的实验方案.请把实验方案补充完整:供选择的试剂:稀H2SO4、BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、Ba(OH)2溶液①______.②______.③______.④计算天然碱晶体中含Na2CO3的质量分数.26、(10分)氨基锂(LiNH2)是一种白色固体,熔点为390℃,沸点为430℃,溶于冷水,遇热水强烈水解,主要用于有机合成和药物制造。实验室制备少量氨基锂的装置如图所示(部分夹持装置已略):(1)A中装置是用于制备氨气的,若制备氨气的试剂之一是熟石灰,则A中制气装置是______(从方框中选用,填序号);用浓氨水与生石灰反应也可制取NH3,反应的化学方程式为_______。(2)试剂X是_________,装置D的作用是_______。(3)实验中需要先向C通入一段时间的NH3再点燃C处酒精灯,这样做的目的是____,可根据E中____(填现象)开始给锂加热。(4)某同学经理论分析认为LiNH2遇热水时可生成一种气体,试设计一种方案检验该气体:_______。27、(12分)B.[实验化学]丙炔酸甲酯()是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为实验步骤如下:步骤1:在反应瓶中,加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是________。(2)步骤2中,上图所示的装置中仪器A的名称是______;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是______。(3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是____;分离出有机相的操作名称为____。(4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是________。28、(14分)研究、、的回收对改善生态环境和构建生态文明具有重要的意义。(1)有科学家经过研究发现,用和在℃,催化剂条件下可转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。230℃,向容器中投入和。当平衡转化率达80%时放出热量能量,写出该反应的热化学方程式______。一定条件下,上述合成甲醇的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是______(填代号)。A.逆反应速率先增大后减小B.的转化率增大C.生成物的体积百分含量减小D.容器中的恒变小(2)向容积可变的密闭容器中充入和,在恒温恒压条件下发生反应,平衡时的转化率随温度、压强的变化情况如图甲所示。①压强:______(填“>”“<”或“=”)②M点时,的转化率为______(计算结果精确到%),用平衡分压代替平衡浓度计算该反应的平衡常数______(用含的最简表达式表达,分压=总压×物质的量分数)。③不同温度下,该反应的平衡常数的对数值如图乙所示,其中A点为时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与温度的关系的是______。(3)还原的反应为,上述反应分两步进行:i.(慢反应)ii.(快反应)。下列叙述正确的是______(填字母)。A.是该反应的催化剂B.反应i的活化能较高C.总反应速率由反应ii的速率决定D.反应i中和的碰撞仅部分有效(4)利用消除对环境的污染不可行的原因是______。(5)用溶液做碳捕捉剂,在降低碳排放的同时也获得化工产品。常温下,若某次捕捉后得到的溶液,则溶液中:______29、(10分)Al、Ti、Co、Cr、Zn等元素形成的化合物在现代工业中有广泛的用途。回答下列问题:(1)下列状态的铝中,电离最外层的一个电子所需能量最小的是_____(填标号)。A.[Ne]3s1B.[Ne]3s2C.[Ne]3s23p1D.[Ne]3s13p2(2)熔融AlCl3时可生成具有挥发性的二聚体Al2Cl6,二聚体Al2Cl6的结构式为_____;(标出配位键)其中Al的配位数为_________。(3)与钛同周期的所有副族元素的基态原子中,最外层电子数与基态钛原子相同的元素有_____种。(4)Co2+的价电子排布式_________。NH3分子与Co2+结合成配合物[Co(NH3)6]2+,与游离的氨分子相比,其键角∠HNH_____(填“较大”,“较小”或“相同”),解释原因_____。(5)已知CrO5中铬元素为最高价态,画出其结构式:_____。(6)阿伏加德罗常数的测定有多种方法,X射线衍射法就是其中的一种。通过对碲化锌晶体的X射线衍射图象分析,可以得出其晶胞如图1所示,图2是该晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”标明Zn的位置_____。若晶体中Te呈立方面心最密堆积方式排列,Te的半径为apm,晶体的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数NA=_____mol-1(列计算式表达)。
参考答案一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、D【解析】
A.Cl2与水反应是可逆反应,Cl-的数量少于NA,A错误;B.每个乙醇分子中含8个共价键,46g乙醇的物质的量==1mol,则共价键的物质的量=1mol8=8mol,所以46g乙醇所含共价键数量为8NA,B错误;C.25℃时,1LpH=2的H2SO4溶液中,C(H+)=10-2mol·L-1,n(H+)=10-2mol·L-1×1L=0.01mol,所以含H+的总数为0.01NA,C错误;D.每1molCO2对应转移电子1mol,标准状况下,2.24L的物质的量=0.1mol,故0.1molCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.1NA,D正确。答案选D。2、A【解析】
A.向1L0.5mol/L盐酸溶液中通入NH3至中性(忽略溶液体积变化),n(NH4+)=n(Cl-),所以NH4+个数为0.5NA,故A正确;B.向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,氯气先氧化碘离子,没有FeI2的物质的量,不能计算当有1molFe2+被氧化时转移电子的物质的量,故B错误;C.标准状况下,二氯甲烷是液体,22.4L二氯甲烷的物质的量不是1mol,故C错误;D.用惰性电极电解CuSO4溶液,阴极先生成铜单质再生成氢气,标况下,当阴极生成22.4L氢气时,转移的电子数大于2NA,故D错误。答案选A。3、C【解析】
电解饱和食盐水,阳极氯离子发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑;阴极区水发生得电子的还原反应,其电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,据此分析作答。【详解】根据上述分析可知,A.溶液中阴极区会发生电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则酚酞溶液在阴极区先变红,A项错误;B.溶液中阴极区会发生电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则酚酞溶液在阴极区先变红,B项错误;C.阴极区水发生得电子的还原反应,其电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,有无色气体放出,C项正确;D.阳极产生氯气,则现象描述应该为:阳极有黄绿色气体放出,D项错误;答案选C。4、C【解析】
A.由于金属锂的密度和相对原子质量都很小,所以金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料,A正确;B.金属Li非常活泼,很容易和氧气以及水反应,该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行,B正确;C.放电时,电子从Li电极经外电路流向正极,电子不能经过电解质溶液,C错误;D.充电时,阳极反应式为,D正确;故答案选C。5、C【解析】
A.饱和食盐水和二氧化碳,氨气反应生成氯化铵和碳酸氢铵,用氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙,氨气和水,故X可以是石灰乳,故A正确;B.根据流程图可知,氨气可以循环使用,故B正确;C.原料是饱和食盐水、氨气、二氧化碳和石灰乳,故C错误;D.根据工艺流程,产品是纯碱和氯化钙,故D正确;答案选C。6、D【解析】
A.灼烧时应使用坩埚和泥三角,不能用蒸发皿,故A错误;B.过滤时还需要玻璃棒引流,故B错误;C.四氯化碳的密度比水大,在下层,分液时应从下口放出,故C错误;D.有机相中加入浓氢氧化钠溶液,碘单质与碱液发生歧化反应,生成物溶于水相,分液后向水相中滴加硫酸,含碘物质发生归中反应生成碘单质,碘单质微溶,所以会析出固态碘,过滤得到碘单质,故D正确;故答案为D。7、C【解析】
A.10
mL0.1
mol⋅L−1Na2CO3溶液逐滴滴加到10
mlL0.1
mol⋅L−1盐酸中,开始时产生二氧化碳气体,滴加完后盐酸完全反应,碳酸钠过量,所以得到碳酸钠和氯化钠的混合物,所以离子浓度大小为:c(Na+)>c(Cl−)>c(CO32−)>c(HCO3−),A正确;B.由于Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),ClO-水解程度大于CH3COO-水解程度,两种溶液中的阴离子的物质的量浓度之和:②>①,B正确C.向0.1mol/LNH4Cl溶液中,存在NH4++H2ONH3·H2O+H+,加入少量NH4Cl固体,NH4+,NH4+水解平衡正向移动,c(NH3·H2O)、c(H+),水解常数不变,即,NH4+水解程度减小,减小,、增大,C错误;D.因为Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),在AgCl和AgBr两饱和溶液中,前者c(Ag+)大于后者c(Ag+),c(Cl-)>c(Br-),当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化,生成更多的AgBr沉淀,与此同时,溶液中c(Cl-)比原来AgCl饱和溶液中大,当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多,D正确;故答案为:C。【点睛】当盐酸逐滴滴加Na2CO3溶液时,开始时不产生二氧化碳气体,随着盐酸过量,才产生二氧化碳气体,其反应方程式为:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;8、C【解析】
A.“吸入”CO2时,活泼金属钠是负极,不是正极,故A错误;B.“呼出”CO2时,是电解池,多壁碳纳米管电极是阳极,钠离子向阴极钠箔移动,而不是向多壁碳纳米管移动,故B错误;C.“吸入”CO2时是原电池装置,正极发生还原反应,正极反应式为:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C,故C正确;D.标准状况下,每“呼出”22.4LCO2,物质的是量为1mol,结合阳极电极反应式2Na2CO3+C-4e-=4Na++3CO2↑,所以每“呼出”22.4LCO2,转移电子数为1.3mol,故D错误;故选C。9、B【解析】
A.相同离子不能合并;B.氘(2H)原子中有1个质子,核外有1个电子;C.结构式中需要用短线代替所有的共用电子对,CH2=CH2为结构简式;D.比例模型表示原子的相对大小及原子连接顺序、空间结构。【详解】A.氯化镁属于离子化合物,镁离子直接用离子符号表示,氯离子需要标出最外层电子及所带电荷,氯化镁的电子式为:,故A错误;B.氘(2H)原子中有1个质子,核外有1个电子,原子结构示意图:,故B正确;C.乙烯分子中含有2个碳原子和4个氢原子,两个碳原子之间通过共用2对电子形成一个碳碳双键,碳碳键与碳氢键之间夹角120度,为平面型结构,其结构式为:,故C错误;D.二氧化碳的分子式为CO2,由模型可知小球为碳原子,2个大球为氧原子,而氧原子半径小,实际碳原子半径大于氧原子半径,二氧化碳为直线型结构,其正确的比例模型为,故D错误;故选:B。【点睛】易错点D,氧原子半径小,实际碳原子半径大于氧原子半径。10、C【解析】
由实验方案分析,溶液G中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀,则其为AgCl,原固体中一定含有BaCl2,一定不含NaBr;溶液B中加入NaOH溶液,有白色沉淀生成,此沉淀一段时间后颜色变深,则其为Fe(OH)2,说明溶液B中含有Fe2+,原固体中可能含有Fe(与硫酸反应生成Fe2+和H2),可能含有Fe2O3(与硫酸反应生成的Fe3+全部被SO32-还原为Fe2+),还可能含有AgNO3(必须少量,与硫酸电离出的H+构成的HNO3能被Fe或SO32-全部还原,且溶液中只含有Fe2+,不含有Fe3+)。【详解】A.气体A可能为H2,可能为SO2,可能为H2、NO的混合气,可能为SO2、NO的混合气,还可能为H2、NO、SO2的混合气,A错误;B.原固体中一定含有BaCl2,则固体C中一定含有BaSO4,可能含有Ag2SO4,B错误;C.从上面分析可知,固体混合物中不管是含有Fe2O3还是含有Fe,都能产生Fe2+,C正确;D.该固体混合物一定含有BaCl2,一定不含有NaBr,D错误。故选C。【点睛】在进行物质推断时,不仅要注意物质存在的可能性问题,还要考虑试剂的相对量问题。如上面分析得出,加入过量硫酸后的溶液中含有Fe2+,不含有Fe3+,此时我们很可能会考虑到若含AgNO3,则会与硫酸电离出的H+构成HNO3,将Fe2+氧化为Fe3+,武断地得出原固体中不存在AgNO3的结论。如果我们考虑到若Fe过量,或Na2SO3过量,也可确保溶液中不含有Fe3+,则迎合了命题人的意图。11、C【解析】
A.由图示可知CO2和CH4在Ni催化作用下,最终生成CO和H2,故A正确;B.化学反应的过程中存在构成反应物的键的断裂和生成物中键的形成,由图示可知①→②过程中既有碳氧键的断裂,又有碳氧键的形成,故B正确;C.①的能量总和大于②的能量总和,则①→②的过程放出能量,故C错误;D.由图示可知CO2和CH4催化重整生成CO和H2的过程中Ni的质量和化学性质没有发生变化,则Ni为催化剂,故D正确;故答案为C。12、A【解析】
Fe和硝酸反应生成硝酸盐和氮氧化物,氮氧化物在标况下体积是1.12L,则n(NOx)==0.05mol,反应后溶液pH=1说明溶液呈酸性,硝酸有剩余,则Fe完全反应生成Fe(NO3)3。【详解】A.根据N原子守恒知,反应后溶液中n(NO3-)=n(HNO3)+3n[Fe(NO3)3]=0.02mol+3×=0.17mol,则c(NO3-)==0.85mol/L,A正确;B、反应后溶液还能溶解Fe,当Fe完全转化为Fe(NO3)2,消耗的Fe质量最多,反应后剩余n(HNO3)=0.1mol/L×0.2L=0.02mol,根据3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O知,硝酸溶解的n(Fe)=×3=0.0075mol,根据转移电子相等知,硝酸铁溶解的n(Fe)==0.025mol,则最多还能溶解m(Fe)=(0.0075+0.025)mol×56g/mol=1.82g,B错误;C、反应后硝酸有剩余,则Fe完全反应生成Fe(NO3)3,没有硝酸亚铁生成,C错误;D.2.8gFe完全转化为Fe(NO3)3时转移电子物质的量=×3=0.15mol,假设气体完全是NO,转移电子物质的量=0.05mol×(5-2)=0.15mol,假设气体完全是NO2,转移电子物质的量=0.05mol×(5-4)=0.05mol<0.15mol,根据转移电子相等知,气体成分是NO,D错误;答案选A。【点睛】灵活应用守恒法是解答的关键,注意许多有关化学反应的计算,如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的,常见的守恒关系有:反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒;②电解质溶液中的电荷守恒;③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等;④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式,运用关系式法等计算技巧巧妙解题。13、B【解析】
A.酒精的水溶液不导电,属于非电解质,故A错误;B.水可以部分电离生成氢离子和氢氧根离子,属于弱电解质,故B正确;C.盐酸是混合物,不是电解质也不是非电解质,氯化氢在水溶液中完全电离,属于强电解质,故C错误;D.食盐属于盐,在水溶液中完全电离,属于强电解质,故D错误。故选B。【点睛】电解质的前提必须是化合物,化合物中的酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水是电解质。14、D【解析】
A.1.0L1.0molL-1的H2SO4水溶液中含有水,氧原子数大于4NA,A错误;B.273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物二氧化碳和水,分子总数大于NA,B错误;C.25℃时pH=13的NaOH溶液中没有体积,无法计算OH—的数目,C错误;D.1molNa与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时,钠单质变为钠离子,转移1mol电子,失去的电子数一定为NA,D正确;答案选D。15、B【解析】
O2通入后,发生反应:4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2,I2在传感器电池中发生还原反应,因此多孔石墨电极为正极,电极反应式为:I2+2Ag++2e-=2AgI,银电极发生氧化反应,银作负极,固体电解质RbAg4I5中迁移的物种是Ag+,电极反应式为:Ag-e-=Ag+,据此解答。【详解】A.由上述分析可知,传感器工作过程中,银电极被消耗,传感器中总反应为:I2+2Ag=2AgI,因固体电解质RbAg4I5中迁移的物种是Ag+,因此RbAg4I5质量不会发生变化,故A错误;B.O2含量越高,单位时间内转移电子数越多,电位计读数越大,故B正确;C.由上述分析可知,负极反应为:Ag-e-=Ag+,故C错误;D.由上述分析可知,部分AlI3生成Al2O3和I2,故D错误;故答案为:B。16、C【解析】
A.碱金属族元素的密度,沸点,熔点都随着原子序数的增大而增大,但钠和钾反常,故A错误;B.甲烷与氯气在光照条件下,发生取代反应,共有氯化氢、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷五种物质,其中氯化氢、一氯甲烷是气体,不是液体,故B错误;C.苯中所有原子在同一面,乙烯所有的原子在同一面,由苯和乙烯构成的苯乙烯,有可能所有的原子在同一个平面,故C正确;D.AlCl3是共价化合物,电解熔融不能产生铝离子得电子,不能制取金属铝单质,故D错误。答案选C。17、C【解析】反应中只有碳酸氢钠沉淀生成,所以该条件下NaHCO3的溶解度较小,故A正确;纯碱是Na2CO3,NaHCO3是小苏打,故B正确;析出NaHCO3固体后的溶液仍是NaHCO3的饱和溶液,含氯化铵、NaHCO3等,故C错误;在饱和食盐水中先通入氨气使溶液呈碱性,再通入二氧化碳,增大二氧化碳的溶解度,故D正确。18、D【解析】
放电时,LixC6在负极(铜箔电极)上失电子发生氧化反应,其负极反应为:LixC6-xe-=xLi++6C,其正极反应即在铝箔电极上发生的反应为:Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,充电电池充电时,正极与外接电源的正极相连为阳极,负极与外接电源负极相连为阴极,【详解】A.放电时,LixC6在负极上失电子发生氧化反应,其负极反应为:LixC6-xe-=xLi++6C,形成Li+脱离石墨向正极移动,嵌入正极,故A项正确;B.原电池内部电流是负极到正极即Li+向正极移动,负电荷向负极移动,而负电荷即电子在电池内部不能流动,故只允许锂离子通过,B项正确;C.充电电池充电时,原电池的正极与外接电源的正极相连为阳极,负极与外接电源负极相连为阴极,放电时,正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反,放电时Li1-xFePO4在正极上得电子,其正极反应为:Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,则充电时电池正极即阳极发生的氧化反应为:LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+,C项正确;D.充电时电子从电源负极流出经铜箔流入阴极材料(即原电池的负极),D项错误;答案选D。【点睛】可充电电池充电时,原电池的正极与外接电源的正极相连为阳极,负极与外接电源负极相连为阴极,即“正靠正,负靠负”,放电时Li1-xFePO4在正极上得电子,其正极反应为:Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,则充电时电池正极即阳极发生的氧化反应为:LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+。19、D【解析】
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-Q1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-Q2;H2O(g)→H2O(l)ΔH=-Q3;根据盖斯定律①+2③得
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-Q1-2Q3;
根据盖斯定律②+2③得
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=Q2-2Q3,标准状况下,112L体积比为4:
1的甲烷和H2的混合气体的物质的量为=
=
5mol
,故甲烷的物质的量为5mol=4mol,完全燃烧生成液体水放出的热量为(Q1+2Q3)
=4
(Q1+2Q3),氢气的物质的量为5mol-4mol=1mol,完全燃烧生成液体水放出的热量为(Q2+2Q3)
=0.5
(Q2+2Q3)
,故甲烷、氢气完全燃烧,放出的热量为:4
(Q1+2Q3)
+0.5
(Q2+2Q3)=4Q1+0.5Q2+9Q3,故选D。
答案:
D。【点睛】先根据混合气体的物质的量
结合体积分数计算甲烷、氢气各自物质的量,再根据盖斯定律,利用已知的三个热化学反应方程式进行计算甲烷、氢气完全燃烧生成液体水和二氧化碳的反应热。20、C【解析】
A、H2SO3为弱酸,a点溶液中含硫的粒子有SO32-、HSO3-、H2SO3,a点溶液体积大于20mL,根据物料守恒有c(H2SO3)+c(SO32-)+c(HSO3-)˂0.1mol·L−1,a点所加氢氧化钠溶液体积小于20ml,所以和H2SO3反应产物为NaHSO3和H2SO3,根据H2SO3的Ka1=c(HSO3-)×c(H+)/c(H2SO3),根据pKa1=−lgKa1有Ka1=10-1.85=c(HSO3-)×10-1.85/c(H2SO3),所以c(HSO3-)=c(H2SO3),带入物料守恒式子中有:2c(H2SO3)+c(SO32-)˂0.1mol·L−1,A错误。B、b点加入氢氧化钠溶液的体积为20mL,与H2SO3恰好生成NaHSO3,根据物料守恒有:c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),根据电荷守恒有:c(OH-)+2c(SO32-)+c(HSO3-)=c(Na+)+c(H+),所以有:c(OH-)+2c(SO32-)+c(HSO3-)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)+c(H+),故c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-),B正确。C、c点加入的氢氧化钠溶液大于20ml小于40ml,所以生成的溶质为Na2SO3和NaHSO3,根据c点溶液中H2SO3的第二步平衡常数,由pKa2=7.19可得Ka2=10-7.19,又根据Ka2=c(SO32-)×c(H+)/c(HSO3-),c(H+)=10-7.19,所以c(SO32-)=c(HSO3-),又根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO32-)+c(HSO3-),所以有c(Na+)=c(OH-)+3c(HSO3-)-c(H+),又因为c点呈碱性,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>3c(HSO3-),C正确;D、d点恰好完全反应生成Na2SO3溶液,SO32-水解得到HSO3-,但是水解程度小,故有c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-),D正确。正确答案为A【点睛】本题考查水溶液中离子浓度大小的比较,较难。B、D选项容易判断,主要是A、C两个选项的判断较难,首先须分析每点溶液中溶质的成分及酸碱性、然后利用电离常数和对应点氢离子浓度,得到有关的某两种离子浓度相等的等式,然后利用不等式的知识解答。21、D【解析】A、根据能量变化,X→Y,活化能是(E5-E2),故错误;B、使用催化剂降低活化能,产物不变,故错误;C、升高温度,提高了活化分子的百分数,化学反应速率都增大,故错误;D、压缩体积,增大压强,增加单位体积内活化分子的个数,反应速率加快,故正确。22、D【解析】
设铜、镁的物质的量分别为x、y,则①64x+24y=1.52②64x+24y+34x+34y=2.54,解得x=0.02mol,y=0.01mol,设N2O4、NO2的物质的量分别为a、b,则根据得失电子数相等:2x+2y=2a+b,a+b=0.05,则a=0.01mol,b=0.04mol。【详解】A、有上述分析可知,Cu和Mg的物质的量分别为0.02mol、0.01mol,二者物质的量之比为2︰1,A正确;B、c(HNO3)=mol/L=14.0mol·L-1,B正确;C、由上述分析可知,N2O4、NO2的物质的量分别为0.01mol、0.04mol,则NO2的体积分数是×100%=80%,C正确;D、沉淀达最大时,溶液中只有硝酸钠,根据原子守恒:n(NaOH)=n(HNO3)-(2a+b)=0.7mol-0.06mol=0.64mol,氢氧化钠溶液体积为640mL,D错误;答案选D。二、非选择题(共84分)23、C5H12CH3CHO②⑤C6H12O62C2H5OH+2CO2↑4HCOOC(CH3)3【解析】
A属于碳氢化合物,其中碳的质量分数约为83.3%,因此A中==,则A为C5H12;H常温下呈气态,是室内装潢产生的主要污染物之一,H为HCHO,根据流程图,B为卤代烃,C为醇,D为醛,E为酸;F为乙醇,G为乙醛,G和H以1:3反应生成I,根据信息,I为,J为,E和J以4:1发生酯化反应生成K,E为一元羧酸,E的核磁共振氢谱中只有2组吸收峰,E为,则D为,C为。【详解】(1)根据上述分析可知,A的分子式为C5H12,故答案为:C5H12;(2)根据上述分析,D的结构简式为;G为乙醛,结构简式为CH3CHO,故答案为:;CH3CHO;(3)根据流程图可知,反应①是葡萄糖的分解反应;反应②为卤代烃的水解反应,属于取代反应;反应③是醛和醛的加成反应;反应④是醛的氢化反应,属于加成反应;反应⑤是酯化反应,属于取代反应,②⑤属于取代反应,故答案为:②⑤;(4)反应①是葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇和二氧化碳,反应的化学方程式为C6H12O62C2H5OH+2CO2↑;反应④是在催化剂作用下,与氢气共热发生加成反应,反应的化学方程式为,故答案为:C6H12O62C2H5OH+2CO2↑;;(5)既能发生银镜反应又能发生水解反应,表明分子结构中含有醛基和酯基,E为,E的同分异构体属于甲酸酯,同分异构体的结构为HCOOC4H9,因为丁基有4种结构,故E的同分异构体有4种,其中核磁共振氢谱只有2组吸收峰的E的同分异构体的结构简式为HCOOC(CH3)3,故答案为:4;HCOOC(CH3)3。24、加成反应(酚)羟基、酯基碳酸氢钠+3NaOH+CH3OH+NaBr+H2O12【解析】本题考查有机物的推断和合成,(1)根据C的结构简式,判断出B生成C反应类型为酯化反应,即B的结构简式为,根据A的分子式,以及B的结构简式,推出A为苯酚,结构简式为,结合A和B的结构简式,A生成B的反应类型为加成反应;(2)根据D的结构简式,含有含氧官能团是酯基和(酚)羟基;(3)B含有羧基,C不含有羧基,且酚羟基电离出H+能力小于碳酸,羧酸的酸性强于碳酸,因此检验两种物质,可以滴加NaHCO3溶液,B溶液中出现气泡,C中不出现气泡;(4)根据氢氧化钠发生反应的是酚羟基、酯基、溴原子,因此发生的反应方程式为+3NaOH+CH3OH+NaBr+H2O;(5)能与NaHCO3溶液产生气体,则结构中含有羧基,遇FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,符合条件的同分异构体为(邻间对三种)、(邻间对三种)、(邻间对三种)、(邻间对三种),共有12种;核磁共振氢谱有5种峰,说明有5种不同的氢原子,即结构简式为;(6)根据信息,生成的反应物应是乙炔和,因此先让A与氢气发生加成反应,然后再被氧化,合成路线为。点睛:本题的难点是同分异构体的书写,首先根据题中所给信息,判断出含有官能团或结构,如能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有羧基,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,苯环上有2种取代基,首先判断出的结构是,然后考虑苯环上两个取代基的位置,即邻间对,然后再考虑溴的位置,以及碳链异构,判断其他,平时注意多练习总结,找规律。25、acdebNH3易溶于水,有利于吸收溶解度不大的CO2NH3溶于水能将HCO3﹣转化为CO32﹣,并增大加入NH4+浓度;加入精盐增大Cl﹣浓度,有利于NH4Cl结晶析出b浓氨水称取一定质量的天然碱晶体加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量Ba(OH)2溶液过滤、洗涤、干燥、称量、恒重沉淀【解析】
(1)根据SO42﹣、Ca2+、Mg2+等易转化为沉淀而被除去,以及根据不能产生新杂质的要求排序,前面加入的过量溶液应用后加入的溶液除去,最后加入适量的溶液;(2)NH3易溶于水,有利于吸收溶解度不大的CO2;根据溶解平衡,增加反应物的浓度有利于晶体析出;(3)侯氏制碱法主要操作是在氨化饱和的NaCl溶液里通CO2,因此后续操作中得到的CO2和NaCl可循环利用;(4)实验室制取二氧化碳的反应原理和条件;根据在浓氨水中加碱或生石灰,因为氨水中存在下列平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH﹣加入碱或生石灰产生氢氧根离子平衡左移,同时放出大量的热促进氨水的挥发,制得氨气;(5)根据实验的原理:先称取一定量的天然碱晶体并溶解得到水溶液,将碳酸根全部转换成二氧化碳,利用二氧化碳和澄清石灰水产生沉淀,通过沉淀的质量求出二氧化碳的物质的量、Na2CO3的物质的量和质量,最终求出Na2CO3的质量分数。【详解】(1)SO42﹣、Ca2+、Mg2+等分别与Ba(OH)2溶液、Na2CO3溶液、Ba(OH)2溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的Ba(OH)2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加Ba(OH)2溶液再加Na2CO3溶液,过滤,最后加入盐酸,故答案为:a→c→d→e→b;(2)NH3易溶于水,有利于吸收溶解度不大的CO2,所以向饱和食盐水中先通入NH3,后通入CO2;通入NH3可通过与HCO3﹣的反应,增加NH4+浓度,并利用精盐增大Cl﹣浓度,根据溶解平衡的移动,有利于NH4Cl结晶析出;(3)煅烧炉里生成的CO2可循环利用,滤液a析出晶体氯化铵后得到的NaCl溶液可循环利用,则;(4)实验室制取二氧化碳常选用石灰石和稀盐酸或大理石和稀盐酸反应制取,采用固体+液体气体;浓氨水中加碱或生石灰,因为氨水中存在下列平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH﹣,加入碱平衡左移,同时放出大量的热促进氨水的挥发,制得氨气;(5)实验的原理:先称取样品质量并溶解,将碳酸根全部转换成二氧化碳,利用二氧化碳和澄清石灰水产生沉淀,通过沉淀的质量求出二氧化碳的物质的量、Na2CO3的物质的量和质量,最终求出Na2CO3的质量分数,所以将天然碱晶体样品,溶于适量蒸馏水中,加入足量稀硫酸并微热,产生的气体通过足量的澄清石灰水,然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀即可。26、②CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑碱石灰或氢氧化钠或生石灰防止水蒸气进入C中导致氨基锂水解排尽装置中的空气,防止加热时Li与氧气反应球形干燥管末端基本没有气泡冒出时取适量LiNH2加入盛有热水的试管中,在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸,若观察到试纸变蓝,则证明有氨气生成【解析】
(1)实验室选用氯化铵与熟石灰加热的情况下制备氨气;CaO溶于水生成氢氧化钙并放出大量的热,OH-浓度增大,使NH3与水反应的平衡逆向移动,浓氨水受热分解生成氨气;(2)X是用于干燥氨气的;因LiNH2溶于冷水,且遇热水强烈水解,据此分析D的作用;(3)Li非常活泼,在加热条件下容易被空气氧化,需排尽装置中的空气;(4)依据水解原理分析可知产物之一为氨气,根据氨气的性质选择检验方案。【详解】(1)氯化铵与Ca(OH)2反应需要加热且有水生成,故应选用②;CaO与氨水反应生成NH3与Ca(OH)2,化学方程式为:CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑,故答案为:②;CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑;(2)由于锂能与水反应,故B是干燥装置,可用NaOH、生石灰或碱石灰做干燥剂干燥NH3;氨基锂溶于冷水、遇热水强烈水解,因此D的作用是防止E中水蒸气进入C中导致生成的氨基锂水解,故答案为:碱石灰或氢氧化钠或生石灰;防止水蒸气进入C中导致氨基锂水解;(3)加热时锂易与空气中的氧气反应,故先通入NH3的目的是将装置中的空气排尽,E的作用是吸收尾气NH3,NH3极易溶于水,故当E中球形干燥管末端基本无气泡冒出时,说明装置中的空气基本排尽,故答案为:排尽装置中的空气,防止加热时Li与氧气反应;球形干燥管末端基本没有气泡冒出时;(4)LiNH2水解时产物应是LiOH和NH3,可用湿润的红色石蕊试纸或pH试纸检验NH3,故方案可设计如下:取适量LiNH2加入盛有热水的试管中,在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸,若观察到试纸变蓝,则证明有氨气生成。27、作为溶剂、提高丙炔酸的转化率(直形)冷凝管防止暴沸丙炔酸分液丙炔酸甲酯的沸点比水的高【解析】
(1)一般来说,酯化反应为可逆反应,加入过量的甲醇,提高丙炔酸的转化率,丙炔酸溶解于甲醇,甲醇还作为反应的溶剂;(2)根据装置图,仪器A为直形冷凝管;加热液体时,为防止液体暴沸,需要加入碎瓷片或沸石,因此本题中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸;(3)丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃,制备丙炔酸甲酯采用水浴加热,因此反应液中除含有丙炔酸甲酯外,还含有丙炔酸、硫酸;通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸;5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸,降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度,使之析出;水洗除去NaCl、Na2CO3,然后通过分液的方法得到丙炔酸甲酯;(4)水浴加热提供最高温度为100℃,而丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃,采用水浴加热,不能达到丙炔酸甲酯的沸点,不能将丙炔酸甲酯蒸出,因此蒸馏时不能用水浴加热。【点睛】《实验化学》的考查,相对比较简单,本题可以联想实验制备乙酸乙酯作答,如碳酸钠的作用,实验室制备乙酸乙酯的实验中,饱和碳酸钠的作用是吸收乙醇,除去乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度使之析出等,平时复习实验时,应注重课本实验复习,特别是课本实验现象、实验不足等等。28、CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ•mol-1B>54.5%A、B、ED该反应是焓增、熵减反应,根据△G=△H-T△s可知任何温度下△G均大于0,说明任何温度下不能自发进行1:2【解析】
(1)发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),根据图1可知,0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时放热19.6kJ,计算1mol二氧化碳发生放出的热量确定△H,书写该反应的热化学方程式;根据影响化学平衡的因素分析各选项;(2)①对可逆反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),恒温条件下,增大压强平衡正向移动,CO的转化率增大;②M点时,CO的转化率为60%,则:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始物质的量(mol)12.20变化物质的量(mol)0.61.20.6平衡物质的量(mol)0.410.6根据公式计算H2的转化率和平衡常数Kp;③反应为放热反应,温度升高不利于反应正向进行,化学平衡常数降低;(3)A.反应i+ii相加得总反应式2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l),可知H2O2是反应中间产物;B.活化能低的反应容易进行,反应速率快;C.慢反应决定反应速率,则总反应速率由反应i的速率决定,故C错误;D.可逆反应的反应物转化率不可能达到100%;(4)该反应是焓增、熵减反应,任何温度下自由能大于0,任何温度下不能自发进行,故不可行;(5)由题意pH=10,可计算c(OH-)=10-4mol/L,由CO32-+H2O=HCO3-+OH-可得:Kb==,据此进行计算。【详解】(1)根据图1可知,0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时放热19.6kJ,1mol二氧化碳反应放出的热量为×19.6kJ=49kJ,则该反应的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ•mol
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