2-专题10 10年高考化学真题专题分类汇编含答案

2_专题1010年高考化学真题专题分类汇编含答案专题十化学反应与电能考点1原电池原理及其应用1.(2023全国乙,12,6分)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:12S8+e-12S82-,12S82-+e-S42-,2Na+下列叙述错误的是()A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移B.放电时外电路电子流动的方向是a→bC.放电时正极反应为:2Na++x8S8+2e-Na2SxD.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能答案A2.(2023新课标,10,6分)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是()A.放电时V2O5为正极B.放电时Zn2+由负极向正极迁移C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2OZnxV2O5·nH2OD.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe-xZn2++V2O5+nH2O答案C3.(2023山东,11,4分)(双选)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是()A.甲室Cu电极为正极B.隔膜为阳离子膜C.电池总反应为Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响答案CD4.(2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是()A.放电时负极质量减小B.储能过程中电能转变为化学能C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧D.充电总反应:Pb+SO42-+2Fe3+PbSO4答案B5.(2022广东,16,4分)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3下列说法正确的是()A.充电时电极b是阴极B.放电时NaCl溶液的pH减小C.放电时NaCl溶液的浓度增大D.每生成1molCl2,电极a质量理论上增加23g答案C6.(2022湖南,8,3分)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是()A.海水起电解质溶液作用B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e-2OH-+H2↑C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D.该锂—海水电池属于一次电池答案B7.(2022全国甲,10,6分)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)42-存在]。电池放电时,下列叙述错误的是(A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B.Ⅰ区的SO4C.MnO2电极反应:MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+Zn(OH)42-+Mn2++2H2答案A8.(2022全国乙,12,6分)Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-Li)和阳极反应(Li2O2+2h+2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A.充电时,电池的总反应Li2O22Li+O2B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D.放电时,正极发生反应O2+2Li++2e-Li2O2答案C9.(2022浙江1月选考,21,2分)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是()A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pHD.pH计工作时,电能转化为化学能答案C10.(2019海南单科,8,4分)(双选)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,电池总反应为Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2,下列说法正确的是()A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低B.电池工作过程中,电解液中OH-向负极迁移C.负极发生反应Zn+2OH--2e-Zn(OH)2D.正极发生反应Ag2O+2H++2e-Ag+H2O答案BC11.(2018课标Ⅲ,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法答案A12.(2017浙江11月选考,17,2分)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.金属M作电池负极B.电解质是熔融的MOC.正极的电极反应O2+4e-+2H2O4OH-D.电池反应2M+O2+2H2O2M(OH)2答案B13.(2016课标Ⅱ,11,6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A.负极反应式为Mg-2e-Mg2+B.正极反应式为Ag++e-AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑答案B14.(2016浙江理综,11,6分)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)nD.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜答案C15.(2015课标Ⅰ,11,6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误··的是A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O答案A16.(2015江苏单科,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-2H2OC.电池工作时,CO32-D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-2CO3答案D17.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡答案C18.(2014福建理综,11,6分)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl22AgCl。下列说法正确的是()A.正极反应为AgCl+e-Ag+Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子答案D19.(2014北京理综,8,6分)下列电池工作时,O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案B20.(2018天津理综,10,14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为(写离子符号);若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键C—HCOH—H键能/kJ·mol-14137454361075则该反应的ΔH=。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是(填“A”或“B”)。

②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是。

图1(3)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图2所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。图2电池的负极反应式:。

电池的正极反应式:6O2+6e-6O26CO2+6O2-3C2O4反应过程中O2的作用是。

该电池的总反应式:。

答案(14分)(1)CO3(2)①+120kJ·mol-1B②900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)催化剂2Al+6CO2Al2(C2O4)3考点2电解原理及其应用1.(2023全国甲,12,6分)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应能提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是()A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极C.阴极发生的反应有:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2OD.每转移1mol电子,阳极生成11.2L气体(标准状况)答案C2.(2023辽宁,7,3分)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是()A.b端电势高于a端电势B.理论上转移2mole-生成4gH2C.电解后海水pH下降D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-HClO+H+答案D3.(2023浙江1月选考,11,3分)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是()A.石墨电极为阴极,发生氧化反应B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-TiSi+4H2OC.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应D.电解时,阳离子向石墨电极移动答案C4.(2022北京,13,3分)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置序号电解质溶液实验现象①0.1mol·L-1CuSO4+少量H2SO4溶液阴极表面产生无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验,电解液中有Fe2+②0.1mol·L-1CuSO4+过量氨水阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验,电解液中无Fe元素下列分析不正确的是()A.①中气体减少,推测是由于溶液中c(H+)减小,且Cu覆盖铁电极,阻碍H+与铁接触B.①中检测到Fe2+,推测可能发生反应:Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe+Cu2+Fe2++CuC.随阴极析出铜,推测②中溶液c(Cu2+)减小,Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆向移动D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出,镀层更致密答案C5.(2022广东,10,2分)以熔融盐为电解液,以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解,实现Al的再生。该过程中()A.阴极发生的反应为Mg-2e-Mg2+B.阴极上Al被氧化C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D.阳极和阴极的质量变化相等答案C6.(2022海南,9,4分)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。下列有关说法正确的是()A.在b电极上,N2被还原B.金属Ag可作为a电极的材料C.改变工作电源电压,反应速率不变D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少答案A7.(2022河北,12,4分)(双选)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,工作原理示意图如下。下列说法正确的是()A.电极b为阳极B.隔膜为阴离子交换膜C.生成气体M与N的物质的量之比为2∶1D.反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O答案BD8.(2022湖北,14,3分)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是()A.生成1molLi[P(CN)2],理论上外电路需要转移2mol电子B.阴极上的电极反应为P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-C.在电解过程中CN-向铂电极移动D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH答案D9.(2022山东,13,4分)(双选)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2+,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是()A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e-Li++Co2++4OH-D.若甲室Co2+减少200mg,乙室Co2+增加300mg,则此时已进行过溶液转移答案BD10.(2022浙江1月选考,9,2分)下列说法正确的是()A.铁与碘反应易生成碘化铁B.电解ZnSO4溶液可以得到ZnC.用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成碳酸镁D.SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀答案B11.(2022浙江6月选考,21,2分)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是()A.电极A为阴极,发生还原反应B.电极B的电极反应:2H2O+Mn2+-2e-MnO2+4H+C.电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变D.电解结束,可通过调节pH除去Mn2+,再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3答案C12.(2017课标Ⅱ,11,6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为:Al3++3e-AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C13.(2015福建理综,11,6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1molO2,有44gCO2被还原D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e-C3H8O+5H2O答案B14.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH--2e-ClO-+H2OC.阴极的电极反应式:2H2O+2e-H2↑+2OH-D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O答案D15.(2018课标Ⅱ,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是()A.放电时,ClO4B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-2CO32D.充电时,正极反应为:Na++e-Na答案D16.(2016课标Ⅲ,11,6分)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42-A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-Zn(OH)4D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)答案C充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,电解质溶液中c(OH-)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH--2e-Zn(OH)42-,故C项正确;每消耗1molO2电路中通过4mol电子17.(2016四川理综,5,6分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移B.放电时,负极的电极反应式为LixC6-xe-xLi++C6C.充电时,若转移1mole-,石墨(C6)电极将增重7xgD.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+答案C18.(2014课标Ⅱ,12,6分)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()A.a为电池的正极B.电池充电反应为LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放电时,a极锂的化合价发生变化D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移答案C19.(2014大纲全国,9,6分)下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确···的是A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.电池的电解液可为KOH溶液C.充电时负极反应为:MH+OH-H2O+M+e-D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高答案C20.(2014上海单科,12,3分)如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2eH2↑B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体答案B21.(2014广东理综,11,4分)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,则()A.电流方向:电极Ⅳ→A→电极ⅠB.电极Ⅰ发生还原反应C.电极Ⅱ逐渐溶解D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e-Cu答案A22.(2014天津理综,6,6分)已知:锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2锂硫电池的总反应为:2Li+SLi2S有关上述两种电池说法正确的是()A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应C.理论上两种电池的比能量相同D.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电答案B23.(2016天津理综,10,14分)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:。

(2)氢气可用于制备H2O2。已知:H2(g)+A(l)B(l)ΔH1O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)ΔH2其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)H2O2(l)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。

(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是。

a.容器内气体压强保持不变b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降温,该反应的平衡常数增大d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为。

(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-FeO42-+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色FeO42-,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定图1图2①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在(填“阴极室”或“阳极室”)。

②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为。

③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:

。

答案(共14分)(1)污染小可再生来源广资源丰富燃烧热值高(任写其中2个)H2+2OH--2e-2H2O(2)<(3)ac(4)光能转化为化学能(5)①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低③M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低24.(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向电极迁移(填“A”或“B”)。

(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为。铁渣中铁元素的化合价为。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为。

答案(1)LiOH2Cl--2e-Cl2↑B(2)2Co(OH)3+SO32-+4H+2Co2++SO4[或Co(OH)3+3H+Co3++3H2O,2Co3++SO32-+H2O2Co2++SO42-+2H+25.(2014山东理综,30,16分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4(1)钢制品应接电源的极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为。

(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6mol电子时,所得还原产物的物质的量为mol。

(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有。

a.KClb.KClO3c.MnO2d.Mg取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是(用离子方程式说明)。

答案(1)负4Al2Cl7-+3e-Al+7AlCl4(2)3(3)b、d不能Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+3Fe2+)考点3金属的腐蚀与防护1.(2022广东,11,4分)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是()A.加入AgNO3溶液产生沉淀B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C.加入KSCN溶液无红色出现D.加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成答案D2.(2022湖北,6,3分)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是()A.滴入酚酞溶液B.吸氧腐蚀C.钠的燃烧D.石蜡油的热分解答案C专题十一化学反应速率和化学平衡考点1化学反应速率1.(2022北京,14,3分)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,将恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上检测到有积炭。下列说法不正确的是()图1图2A.反应①为CaO+CO2CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2的速率不变,推测有副反应CH4C+2H2C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生答案C2.(2022广东,15,4分)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则()A.无催化剂时,反应不能进行B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D.使用催化剂Ⅰ时,0~2min内,v(X)=1.0mol·L-1·min-1答案D3.(2022河北,13,4分)(双选)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=k1c(X),反应②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2为速率常数。图a为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图b为反应①和②的lnk~1T曲线。下列说法错误的是()A.随c(X)的减小,反应①、②的速率均降低B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定答案AB4.(2022湖南,6,3分)甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。旧法合成的反应:(CH3)2CO+HCN(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4CH2C(CH3)COOCH3+NH4HSO4新法合成的反应:+CO+CH3OHCH2C(CH3)COOCH3下列说法错误的是(阿伏加德罗常数的值为NA)()A.HCN的电子式为H∶C︙︙N∶B.新法没有副产物产生,原子利用率高C.1L0.05mol·L-1的NH4HSO4溶液中NH4+的微粒数小于0.05D.Pd的作用是降低反应的活化能,使活化分子数目增多,百分数不变答案D5.(2022浙江1月选考,19,2分)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是()A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示答案C6.(2022浙江6月选考,20,2分)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示。下列说法不正确的是()A.实验①,0~20min,v(N2)=1.00×10-5mol·L-1·min-1B.实验②,60min时处于平衡状态,x≠0.40C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大答案C7.(2019浙江4月选考,22,2分)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是()A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱的水解答案D8.(2018浙江4月选考,22,2分)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如下表:压强/(×105Pa)温度/℃NO达到所列转化率需要时间/s50%90%98%1.030122502830902551057608.0300.23.936900.67.974根据表中数据,下列说法正确的是()A.升高温度,反应速率加快B.增大压强,反应速率变慢C.在1.0×105Pa、90℃条件下,当转化率为98%时反应已达平衡D.若进入反应塔的混合气体为amol,反应速率以v=Δn/Δt表示,则在8.0×105Pa、30℃条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol·s-1答案D9.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()T/Kv/mmol·L-1·min-1c/mol·L-10.6000.5000.4000.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.b<318.2D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同答案D10.(2015上海单科,20,4分)对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是()A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大答案B11.(2014课标Ⅰ,9,6分)已知分解1molH2O2放出热量98kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:H2O2+I-H2O+IO-慢H2O2+IO-H2O+O2+I-快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I-浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98kJ·mol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A12.(2014北京理综,12,6分)一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确···的是(溶液体积变化忽略不计A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)B.6~10min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol/LD.反应至6min时,H2O2分解了50%答案C13.(2014重庆理综,7,6分)在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是()A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=a-bt1mol·LC.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小答案C14.(2018北京理综,27,12分)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反应Ⅱ的热化学方程式:。

(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是。

(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。ⅰ.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2Oⅱ.I2+2H2O+

++2I-

(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)序号ABCD试剂组成0.4mol·L-1KIamol·L-1KI0.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1KI0.0002molI2实验现象溶液变黄,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快①B是A的对比实验,则a=。

②比较A、B、C,可得出的结论是。

③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因:。

答案(1)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1(2)>反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向进行,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大(3)SO2SO42(4)①0.4②I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率③反应ⅱ比ⅰ快;D中由反应ⅱ产生的H+使反应ⅰ加快考点2化学平衡化学反应的方向1.(2023山东,14,4分)(双选)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:已知反应初始E的浓度为0.10mol·L-1,TFAA的浓度为0.08mol·L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是()A.t1时刻,体系中有E存在B.t2时刻,体系中无F存在C.E和TFAA反应生成F的活化能很小D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol·L-1答案AC2.(2022北京,12,3分)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0下列说法不正确的是()A.温度升高时不利于NO2吸附B.多孔材料“固定”N2O4,促进2NO2N2O4平衡正向移动C.转化为HNO3的反应是2N2O4+O2+2H2O4HNO3D.每获得0.4molHNO3时,转移电子的数目为6.02×1022答案D3.(2022广东,13,4分)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的ΔH<0B.a为n(H2O)随温度的变化曲线C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大答案C4.(2022海南,8,2分)某温度下,反应CH2CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是()A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动D.恒容下,充入一定量的CH2CH2(g),CH2CH2(g)的平衡转化率增大答案C5.(2022浙江1月选考,20,2分)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)An+(aq)+Bn-(aq),其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质,下列说法正确的是()A.ΔH和ΔS均大于零B.ΔH和ΔS均小于零C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零答案D6.(2022江苏,13,3分)乙醇—水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)ΔH=173.3kJ·mol-1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol-1在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性=n生成下列说法正确的是()A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化B.升高温度,平衡时CO的选择性增大C.一定温度下,增大n(C2H5OH)/n(H2O)可提高乙醇平衡转化率D.一定温度下,加入CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时H2产率答案B7.(2020浙江7月选考,20,2分)一定条件下:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是()A.温度0℃、压强50kPaB.温度130℃、压强300kPaC.温度25℃、压强100kPaD.温度130℃、压强50kPa答案D8.(2020江苏单科,15,4分)(双选)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)ΔH=247.1kJ·mol-1H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH=41.2kJ·mol-1在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是()A.升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D.恒压、800K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率能达到Y点的值答案BD9.(2019海南单科,3,2分)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡,下列各项措施中,不能提高乙烷的平衡转化率的是()A.增大容器容积 B.升高反应温度C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体答案D10.(2019浙江4月选考,20,2分)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列解析不正确的是()A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)Ca(HCO3)2(aq)D.海水呈弱碱性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中CO3答案D11.(2018浙江4月选考,14,2分)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()A.容器内的温度不再变化B.容器内的压强不再变化C.相同时间内,断开H—H键的数目和形成N—H键的数目相等D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2答案A12.(2016四川理综,6,6分)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。设起始n(H2O)n(CH4)=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CHA.该反应的焓变ΔH>0B.图中Z的大小为a>3>bC.图中X点对应的平衡混合物中n(D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小答案A13.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A.温度T下,该反应的平衡常数K=4(B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0答案A14.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g)平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4mol·L-1答案D15.(2014四川理综,7,6分)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b下列说法正确的是()A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol/(L·min)B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%D.实验④中,达到平衡时,b>0.060答案C16.(2023浙江1月选考,19,10分)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ·mol-1,K1Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1,K2请回答:(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是。

A.低温低压B.低温高压C.高温低压D.高温高压(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1,K=(用K1,K2表示)。

(3)恒压、750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。①下列说法正确的是。

A.Fe3O4可循环利用,CaO不可循环利用B.过程ⅱ,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移C.过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收,在过程ⅲ被排出D.相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量更多②过程ⅱ平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程ⅲ,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因。

(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率,R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。①常压下CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1,请在图2中画出400~1000℃之间R的变化趋势,并标明1000℃时R值。图1图2②催化剂X可提高R值,另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表:温度/℃480500520550CH4转化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列说法不正确的是。

A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率B.温度越低,含氢产物中H2O占比越高C.温度升高,CH4转化率增加,CO2转化率降低,R值减小D.改变催化剂提高CH4转化率,R值不一定增大答案(1)C(2)+329K1·K(3)①BC②通入He,CaCO3分解平衡正移,导致c(CO2)c(CO(4)①②C17.(2022湖北,19,14分)自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“CaO-Al-H2O”体系的发热原理,在隔热装置中进行了下表中的五组实验,测得相应实验体系的温度升高值(ΔT)随时间(t)的变化曲线,如图所示。回答下列问题:(1)已知:①CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH1=-65.17kJ·mol-1②Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)ΔH2=-16.73kJ·mol-1③Al(s)+OH-(aq)+3H2O(l)[Al(OH)4]-(aq)+32H2(g)ΔH3=-415.0kJ·mol-1则CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1。

(2)温度为T时,Ksp[Ca(OH)2]=x,则Ca(OH)2饱和溶液中c(OH-)=(用含x的代数式表示)。

(3)实验a中,4min后ΔT基本不变,原因是。

(4)实验b中,ΔT的变化说明Al粉与H2O在该条件下(填“反应”或“不反应”)。实验c中,前3min的ΔT有变化,其原因是;3min后ΔT基本不变,其原因是微粒的量有限。

(5)下列说法不能解释实验d在10min内温度持续升高的是(填标号)。

A.反应②的发生促使反应①平衡右移B.反应③的发生促使反应②平衡右移C.气体的逸出促使反应③向右进行D.温度升高导致反应速率加快(6)归纳以上实验结果,根据实验e的特征,用文字简述其发热原理

。

答案(1)-911.9(2)3(3)反应生成的Ca(OH)2覆盖在CaO表面,阻止反应进行(4)不反应Al和溶液中的OH-发生了反应,放出热量OH-(5)A(6)实验e中,发生反应①、②和③,反应③中有气体生成,气体的逸出促使反应③向右进行,反应③的发生使得溶液中OH-的浓度减小,促使反应②平衡右移,反应②的发生促使反应①平衡右移,这三步反应都是放热反应,温度升高导致反应速率加快考点3化学平衡常数及其相关计算1.(2023湖南,13,3分)向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=n(CH4A.x1<x2B.反应速率:vb正<vc正C.点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb=KcD.反应温度为T1,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态答案B2.(2022湖南,14,4分)(双选)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g)ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.ΔH>0B.气体的总物质的量:na<ncC.a点平衡常数:K>12D.反应速率:va正<vb正答案BC3.(2022江苏,10,3分)用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)下列说法正确的是()A.上述反应ΔS<0B.上述反应平衡常数K=cC.上述反应中消耗1molNH3,转移电子的数目为2×6.02×1023D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小答案B4.(2023全国乙,28,14分)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:(1)在N2气氛中,FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示:根据上述实验结果,可知x=,y=。

(2)已知下列热化学方程式:FeSO4·7H2O(s)FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1=akJ·mol-1FeSO4·xH2O(s)FeSO4(s)+xH2O(g)ΔH2=bkJ·mol-1FeSO4·yH2O(s)FeSO4(s)+yH2O(g)ΔH3=ckJ·mol-1则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s)2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH=kJ·mol-1。

(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)平衡时pSO3~T的关系如下图所示。660K时,该反应的平衡总压p总=kPa,平衡常数Kp(Ⅰ)=(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而((4)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),平衡时pO2=(用pSO3、pSO2表示)。在929K时,p总=84.6kPa,pSO3=35.7kPa,则p答案(1)41(2)a+c-2b(3)3.02.25增大pSO5.(2023新课标,29,15分)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:(1)根据图1数据计算反应12N2(g)+32H2(g)NH3(g)的ΔH=kJ·mol-1(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,N2*表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为(填步骤前的标号),理由是(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287pm,密度为7.8g·cm-3。则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。

(4)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。其中一种进料组成为xH2=0.75、xN2=0.25,另一种为xH2=0.675、xN2=0.225、xAr=0.10。(物质i图3图4①图中压强由小到大的顺序为,判断的依据是。

②进料组成中含有惰性气体Ar的图是。

③图3中,当p2=20MPa、xNH3=0.20时,氮气的转化率α=。该温度时,反应12N2(g)+32H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp=MPa-1答案(1)-45(2)ⅱ1个N2*分子变为2个N*的能垒最大,反应最慢,为速率控制步骤(N2分子中键能大,解离为N原子所需能量最多(3)7(4)①p1、p2、p3/p1<p2<p3正反应是气体分子数减小的反应,同温下,压强越大平衡转化率越大,xNH3越大②图6.(2023山东,20,12分)一定条件下,水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:Ⅰ.HCOOHCO+H2O(快)Ⅱ.HCOOHCO2+H2(慢)研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。回答下列问题:(1)一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。

(2)反应Ⅰ正反应速率方程为v=kc(H+)c(HCOOH),k为反应速率常数。T1温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,当HCOOH平衡浓度为xmol·L-1时,H+浓度为mol·L-1,此时反应Ⅰ正反应速率v=mol·L-1·h-1(用含Ka、x和k的代数式表示)。

(3)T2温度下,在密封石英管内完全充满1.0mol·L-1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水,含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70mol·L-1、0.16mol·L-1;反应Ⅱ达平衡时,测得H2的浓度为ymol·L-1。体系达平衡后c(CO)c(CO2)=(用含y相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有0.10mol·L-1盐酸,则图示点a、b、c、d中,CO新的浓度峰值点可能是(填标号)。与不含盐酸相比,CO达浓度峰值时,CO2浓度(填“增大”“减小”或“不变”),c(CO)c(HCOOH答案(1)ΔH2-ΔH1(2)Kax(3)5(1-y)67.(2023湖南,16,14分)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。Ⅰ.苯乙烯的制备(1)已知下列反应的热化学方程式:①C6H5C2H5(g)+212O2(g)8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=-4386.9kJ·mol-1②C6H5CHCH2(g)+10O2(g)8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=-4263.1kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH3=-241.8kJ·mol-1计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1;

(2)在某温度、100kPa下,向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);

(3)在913K、100kPa下,以水蒸气作稀释气、Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S=转化为目的产物所消耗乙苯的量已转化的乙苯总量×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是,理由是(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是;

A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能D.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂,X表示卤素)生成自由基C6H5C·H2,(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是;

(6)室温下,①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。

答案(1)+118(2)5(3)甲苯随着反应④进行,c(H2)增大,导致反应⑥速率加快,甲苯的选择性提高(4)BD(5)C6H5CH2I(6)K·Ksp8.(2023辽宁,18,14分)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG(热重)曲线及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、和(填化学式)。

(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:NO2+SO2+H2ONO+H2SO42NO+O22NO2(ⅰ)上述过程中NO2的作用为。

(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是(答出两点即可)。

(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是。

a.温度越高,反应速率越大b.α=0.88的曲线代表平衡转化率c.α越大,反应速率最大值对应温度越低d.可根据不同α下的最大速率,选择最佳生产温度(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是(填标号)。

(ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。

答案(1)CuOSO3(2)(ⅰ)催化剂(ⅱ)反应过程有NO、NO2参与,容易污染环境;制备的硫酸纯度不高,含有副产物亚硝基硫酸等合理答案(3)(ⅰ)cd(ⅱ)d(ⅲ)α9.(2022广东,19,14分)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。(1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。①完成化学方程式:(NH4)2Cr2O7Cr2O3++。

②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图1,X(g)→Y(g)过程的焓变为(列式表示)。

图1③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线(用“→”表示含氮物质间的转化);其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为。

(2)K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:(ⅰ)Cr2O72-(aq)+H2O(l)2HCrO4-(aq)K1=3.0×10-2(ⅱ)HCrO4-(aq)CrO42-(aq)+H+(aq)K2=3.3×10-7①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有。

A.加入少量硫酸,溶液的pH不变B.加入少量水稀释,溶液中离子总数增加C.加入少量NaOH溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动D.加入少量K2Cr2O7固体,平衡时c2(HCrO4-)与c(Cr2O②25℃时,0.10mol·L-1K2Cr2O7溶液中lgc(CrO42-)c(Cr2O72-)随pH的变化关系如图2。当pH=9.00时,设Cr2O72-、HCrO4-与CrO42-的平衡浓度分别为x、y、zmol·L-1,则图2③在稀溶液中,一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(λ)有关;在一定波长范围内,最大A对应的波长(λmax)取决于物质的结构特征;浓度越高,A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究pH对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响,配制浓度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液,测得其A随λ的变化曲线如图3。波长λ1、λ2和λ3中,与CrO42-的λmax最接近的是;溶液pH从a变到b的过程中,c(H+)·图3答案(1)①N2↑4H2O②E1-E2+ΔH+E3-E4③NH3NONO2HNO32NO+O22NO2或3NO2+H2O2HNO3+NO,4NO2+O2+2H2O4HNO3(2)①BD②x+12y+12z当pH=9.00时,溶液中c(H+)=10-9mol·L-1,K1=c2(HCrO4-)c(Cr2O72-)=3.0×10-2=y2x,K2=c(CrO42-)·c(H+)c(HCrO4-)=3.3×10-7=z·10-9y,K1·K2=y2·z·10-9x·y=10-9yzx10.(2022海南,16,10分)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。其中涉及反应:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)回答问题:(1)已知:电解液态水制备1molO2(g),电解反应的ΔH=+572kJ·mol-1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH=kJ·mol-1。

(2)已知:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。图1①若反应为基元反应,且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。图2②某研究小组模拟该反应。温度t下,向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1molCO2和0.4molH2,反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05mol。则CO2的转化率为,反应温度t约为℃。

(3)在相同条件下,CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)在反应器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶4通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min时,测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol·L-1)如下表所示。催化剂t=350℃t=400℃c(CH3OH)c(CH4)c(CH3OH)c(CH4)催化剂Ⅰ10.812722345.242780催化剂Ⅱ9.2107753438932在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应,0~2min生成CH3OH的平均反应速率为μmol·L-1·min-1;若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是。

答案(1)-286(2)①②50%660.2(或660.1或660.3,其他合理答案也可)(