高中化学高考真题汇编（含解析）新人教版选修4

高考真题汇编

一、选择题

1.（2018•全国卷I）最近我国科学家设计了一种CO^+H2s协同转化装置，实现对天然

气中C0?和H2s的高效去除。示意图如下图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹

的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

@EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+

+2+

②2EDTA-Fe，++H2S=2H+S+2EDTA-Fe

纲喳

―

天然气a食天然气

（CH,、CO等）（CH,、CO2、H2s等）

质子交换膜

该装置工作时，下列叙述错误的是（）

A.阴极的电极反应：0）2+2*+2院=0）+乩0

B.协同转化总反应：C02+H2S=C0+H20+S

C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe^/Fe?+取代EDTA-Fe'+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性

答案C

解析0）2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO,发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反

应式为C02+2H++2e-=C0+H。A正确；根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①X2+

+

②即得到H2S-2e-=2H+S,然后与阴极电极反应式相加得总反应式为COa+Hf=CO+HQ

+S,B正确；石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯

电极上的高,C错误；由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe底/Fe?+取代EDTA-Fe3

+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性，D正确。

2.（2018•全国卷H）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO,二次电池。将

NaClO,溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的银网分别作为电极材料，电池的总反

应为：3C02+4Na2Na£03+C。下列说法错误的是（）

<5>

A.放电时，CIO；向负极移动

B.充电时释放CO2,放电时吸收CO?

C.放电时，正极反应为：3C02+4e-=2C0r+C

D.充电时，正极反应为：Na++e-=Na

答案D

解析放电时是原电池，C10；向负极移动，A正确；电池的总反应为3C02+4Na

ZNazCOa+C,因此充电时释放CO2,放电时吸收CO?,B正确；放电时是原电池，正极是二氧

-

化碳得到电子转化为碳，反应为：3C02+4e=2C03~+C,C正确；充电时是电解池，正极

与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2C（T+C—4e-=3C（）2,D

错误。

3.（2018•全国卷HI）一种可充电锂一空气电池如图所示。当电池放电时，与Li+在

多孔碳材料电极处生成Li202-.t（%=0或1）.下列说法正确的是（）

非水电解质/A聚物隔膜

A.放电时，多孔碳材料电极为负极

B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

C.充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移

V

D.充电时，电池总反应为口曲-,=2口+1—尹

答案D

解析放电时，。2与Li+在多孔碳材料电极处发生得电子的还原反应，所以多孔碳材料

电极为正极，A错误。因为多孔碳材料电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳材

料电极（由负极流向正极），B错误。充电和放电时电池中离子的移动方向相反，放电时，Li

+向多孔碳材料电极移动，充电时向锂电极移动，C错误。根据图示和上述分析，可知放电

时，电池的正极反应是0z与Li+得电子转化为LiG-,,电池的负极反应是单质Li失电子转

化为Li+,所以总反应为：2Li+（l—1）（）2=Li202-“充电时的反应与放电时的反应相反，

所以充电时，电池总反应为S02+=2Li+（l—孤，D正确。

4.（2018•全国卷HI）用0.100mol-L-1AgNOs滴定50.0mL0.0500mol•L-1CP

溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是（）

V（Ag、（b）/mL

A.根据曲线数据计算可知匾(AgCD的数量级为10-°

B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)•c(Cl-)=K，(AgCl)

C.相同实验条件下，若改为0.0400mol-L-1Cl\反应终点c移到a

D.相同实验条件下，若改为0.0500mol-L-'Br',反应终点c向b方向移动

答案C

解析选取横坐标为50mL的点，此时向50mL0.0500mol•的Cl一溶液中，加入

了50mL0.100mol•的AgNOs溶液，所以计算出此时溶液中过量的Ag*浓度为0.025

mol•(按照银离子和氯离子1：1的比例沉淀，同时不要忘记溶液体积变为原来的2倍)，

由图示得到此时C厂的浓度约为1XIO"mol•L-1(实际稍小)，所以扁,(AgCl)约为0.025X10

f=2.5X10'°,所以其数量级为10‘°,A正确。由于K(AgCl)极小，所以向溶液滴加硝

酸银就会有沉淀析出，溶液一直是氯化银的饱和溶液，所以曲线上各点的溶液均满足c(Ag

+)•c(Cl)=心(AgCl),B正确。滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子，所以滴定的终点应该

由原溶液中氯离子的物质的量决定，将50mL0.0500mol•的溶液改为50mL0.0400

mol•广’的C广溶液，此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0.8倍，所以滴定终点需

要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍，因此应该由c点的25mL变为25mLXO.8=20mL,

而a点对应的是15mL,C错误。卤化银从氟化银到碘化银的溶解度逐渐减小，所以《"(AgCl)

大于A；p(AgBr),将50mL0.0500mol•「'的溶液改为50mL0.0500mol•「的Br

一溶液，这是将溶液中的氯离子换为等物质的量的滨离子，因为银离子和氯离子或澳离子都

是按比例1：1沉淀的，所以滴定终点的横坐标不变，但是因为溟化银更难溶，所以终点时，

溟离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小，所以有可能由点c向b方向移动，D正确。

5.(2018•北京高考)我国科研人员提出了由COz和CHi转化为高附加值产品CH^COOH的

催化反应历程。该历程示意图如下。

O（）

oH

下列说法不正确的是（）

A.生成CH:iCOOH总反应的原子利用率为100%

B.CHLCIMOOH过程中，有C—H键发生断裂

C.①一②放出能量并形成了C—C键

D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

答案D

解析根据图示可知，CH,与CO?在催化剂存在时生成OLCOOH,总反应为CH,+C（）2傕化•

CHaCOOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A正确；CR在①过程中,有1个

C-H键发生断裂，B正确；根据图示，①的总能量高于②的总能量，①一②放出能量，对比

①和②，①一②形成C—C键，C正确；催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不

能提高反应物的平衡转化率，D错误。

6.（2018•天津高考）下列叙述正确的是（）

A.某温度下，一元弱酸HA的4越小，则NaA的《（水解常数）越小

B.铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈

C.反应活化能越高，该反应越易进行

D.不能用红外光谱区分C21150H和CH30cHs

答案B

解析根据“越弱越水解”的原理，UA的《，越小，代表HA越弱，所以/T的水解越强,

应该是NaA的用（水解常数）越大，A错误。铁管镀锌层局部破损后，形成锌铁原电池，因为

锌比铁活泼，所以锌为负极，对正极铁起到了保护作用，延缓了铁管的腐蚀，B正确。反应

的活化能越高，该反应进行的应该是越困难（可以简单理解为需要“翻越”的山峰越高，“翻

越"越困难），C错误。红外光谱是用来检测有机物中的官能团或特定结构的,C2H50H和CH2cH

的官能团不同，所以可以用红外光谱区分，D错误。

7.（2018•北京高考）测定0.1molNazSOs溶液先升温再降温过程中的pH,数据

如下。

时刻①②③④

温度/℃25304025

pH9.669.529.379.25

实验过程中，取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCk溶液做对比实验，④产生白色

沉淀多。下列说法不正确的是（）

A.Na2s溶液中存在水解平衡：S0r+H，0HS07+0H-

B.④的pH与①不同，是由于SOT浓度减小造成的

C.①f③的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致

D.①与④的《值相等

答案C

解析Na2s属于强碱弱酸盐，SOT存在水解平衡：SOr+H2OHSO7+OH\HSO；+

H20H2SO3+OH-,A正确；取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCk溶液做对比实验，

④产生白色沉淀多，说明实验过程中部分NazSO,被氧化成NazSO,,①与④温度相同，④与

①对比，SOT浓度减小，④的pH小于①，即④的pH与①不同，是由于S（T浓度减小造成的，

B正确；盐类水解为吸热过程，①一③的过程升高温度，s（r水解平衡正向移动，c（s（r）

减小，水解平衡逆向移动，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反，c错误；D项，（

只与'温度有关，①与④温度相同，4值相等。

8.（2017•全国卷I）常温下将NaOH溶液滴加到己二酸（HM溶液中，混合溶液的pH与

离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是（）

A.心田必）的数量级为ICT

CUY-

B.曲线N表示pH与1g—『"的变化关系

C112A

C.NaHX溶液中c（H+）>c（OHD

D.当混合溶液呈中性时,c（Na+）>c（HX"）>c（X2-）>c（OH-）=c（H+）

答案D

解析由HaXH++HX可知：

小产匚.一，则c（.）等式两边同取负对数可得：pH,=

cH2AcHA

HX-cX2-

—1gE+lgC—o同理，由HXH++X”可得：pH2=-1gk2+lg[7T7~。因1

cH2XcHX

cHX-cX2"

〉禽》乙，则一1gAZ,<-lg心。当=，'uv-时，有pHiVpHz,故曲线N

Cri2ACnA

rY2-

表示pH与1grS1的变化关系,曲线M表示pH与1g的变化关系,B项正确。

CO2ACnA

2-2-

cVcV

由曲线M可知，当pH=4.8时，]g~~~7—^—0.6,由pH2=-1g恁+lg~~7—^■一可得：

CHXcHX

1g心比一0.6-4.8=-5.4,^=10-5"=100-6X10-6,故4的数量级为IO",A项正

确。NaHX溶液中，<1,则<0,此时溶液pH<5.4,溶液呈酸性，所

cHXcHX

CY2-

以c(H+)>c(OFT),C项正确。由以上分析可知，当lg=0,即C(X2-)=C(HXD

cHX

时溶液呈酸性，故当溶液呈中性时，c(Na2X)>c(NaHX),溶液中各离子浓度大小关系为c(Na

+)>c(X2-)>c(HX")>c(OH-)=c(H+),D项错误。

9.(2017•全国卷HD在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的C广会腐蚀阳极板而

增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO”生成CuCl沉淀从而除去Cl,根据溶液

中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是()

A.AUCuCl)的数量级为KT，

B.除反应为CU+CU2++2C「=2CUC1

C.加入Cu越多，Cu,浓度越高，除效果越好

D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全

答案C

rC]c

解析A对：当一1,…「「=0时,]g--『:约为—7,即c(C「)=lmol

mol,Lmol,L

c(Cu+)=10-7mol-r1,因此扁(CuCl)的数量级为KT?。B对:分析生成物CuCl的化合价

可知，C1元素的化合价没有发生变化，Cu元素由。价和+2价均变为+1价，因此参加该反

应的微粒为Cu、O?+和C厂,生成物为CuCL则反应的离子方程式为CU+CU2++2C「=2CUC1。

C错：铜为固体，用量改变平衡不移动，即Cu的量对除CU效果无影响。D对：2Cu+=Cu2

+

++Cu的平衡常数K=—c——,可取图像中的e(Cu+)=c(Cu2+)=lX10-6mol代入

cCu

平衡常数的表达式中计算，即为仁一：:一尸1x10'L•molT,因此平衡常

1X10mol•L

数很大，反应趋于完全。

10.(2017•全国卷H)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H2so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A『++3e-=Al

D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

答案C

解析C错：阴极发生的电极反应为21r+2鼠==11"。

11.(2017•全国卷HD全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其

中电极a常用掺有石墨烯的Ss材料，电池反应为16Li+6=8Li2s,(2<痣8)。下列说法错

误的是()

A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2s6+2Li++2e-=3Li2sl

B.电池工作时，外电路中流过0.02moi电子，负极材料减重0.14g

C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

I).电池充电时间越长，电池中LiS的量越多

答案D

解析A对：原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，a

-+-+

极发生的电极反应有S8+2Li^+2e=Li2S8,3Li2Sa+2Li+2e=4Li2S6,2Li2S6+2Li+

+

2e-=3Li2S1>Li2S,+2Li+2e-=2Li2S2^,B对：电池工作时，外电路中流过0.02mol

电子时，氧化Li的物质的量为0.02moL质量为0.14g。C对：石墨烯能导电，利用石

墨烯作电极,可提高电极a的导电性。D错：电池充电时电极a发生反应：2Li2sz-2e-=Li2s«

+2Li+等，充电时间越长，电池中Li2s2的量越少。

12.(2017•天津高考)常压下黑基化法精炼银的原理为：Ni(s)+4C0(g)

Ni(CO)式g)。230℃时，该反应的平衡常数仁2X10-。己知:Ni(C0)4的沸点为42.2℃,

固体杂质不参与反应。

第一阶段：将粗模与C0反应转化成气态Ni(CO),；

第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯保。

下列判断正确的是()

A.增加c(C0),平衡向正向移动，反应的平衡常数增大

B.第一阶段，在30℃和50°C两者之间选择反应温度，选50°C

C.第二阶段，Ni(C0),分解率较低

D.该反应达到平衡时，y生成［Ni(C0)/=4/生成(C0)

答案B

解析A错：增加c(C0),平衡正向移动，温度不变，反应的平衡常数不变。B对：第

一阶段，生成的Ni（CO储是气态，应选择高于其沸点的反应温度，故选50℃。C错：230c

时，化学平衡常数｛=2X10-5,有利于反应逆向进行，Ni（CO）”分解率较高。D错：反应达

到平衡时，4r生成仙式（：0）」=/生成（CO）.

13.（2016•全国卷I）298K时，在20.0mL0.10mol•广,氨水中滴入0.10mol•L

t的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10mol•广,氨水的电离度

为1.32%,下列有关叙述正确的是（）

X盐酸）/ml.

A.该滴定过程应该选择酚酰作为指示剂

B.M点对应的盐酸体积为20.0mL

c.M点处的溶液中C（NHD=e（cr）=c（n+）=c（oir）

D.N点处的溶液中pH〈12

答案D

解析强酸滴定弱碱，达到滴定终点时溶液呈酸性，应选用甲基橙作指示剂，A错误；

若氨水和盐酸恰好反应生成NHQ1,由于NH：水解，溶液呈酸性，要使pH为7,盐酸应偏少，

即M点对应的盐酸体积小于20.0mL,B错误;M点对应的溶液中离子浓度大小关系应为c（NH：）

=c（C「）>c（H+）=c（0H-）,C错误；N点对应的溶液为氨水，。（01）=0.lOmol•L-,X1.32%

=1.32X103mol•LSc（H1）=---TT;---=.3mol•L_1,pH=ll+lg1.32<12,

CvJri1（oJoNxZ/'1U

D正确。

14.（2016•全国卷III）下列有关电解质溶液的说法正确的是（）

c1广

A.向0.1mol•LdhCOOH溶液中加入少量水，溶液中一市而「减小

cCHBCOOH

B.将（KCOONa溶液从20℃升温至30C,溶液中一高£鼠~而一增大

cCH3COOH0•°c0H

cNUT

C.向盐酸中加入氨水至中性，溶液中>1

cC1

cCP

D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNlX,溶液中丁而一不变

答案D

解析温度不变时，CHaCOOH的电离平衡常数4=j是不变的,加

CCH3COOH

cH+

水时cGFLCOO）变小，一莅不布丁一应变大，A错误；CH3COO+H2OCFLCOOH+OH一的平

cCH3COOH

CH3C0011*cQir

衡常数/=£,升温，4增大,

CCH3COO一

,CH；/："；0H=我小，B错误；根据电荷守恒得c(NH：)+c(H+)=c(CT)

Niir

+c(0H),溶液呈中性时c(H+)=c(0H)则c(肌)一("),Fc-=I,C错误；向

cciTAg+•cC「%AgCl

AgCI、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNCL.1B-

Ag*,cBrKsvAgBr

温度不变，K>(AgCl)、《KAgBr)均不变，则"I~~——不变，D正确。

15.(2016•天津高考)室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1mol-L

的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲线如图所示，下列判断错误的是()

中和百分数/%

A.三种酸的电离常数关系：检〉后>航)

B.滴定至P点时，溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH")

C.pH=7时,三种溶液中：c(A-)=c(B-)=c(D-)

D.当中和百分数达100湖寸，将三种溶液混合后：

c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(0H-)-c(H+)

答案C

解析浓度均为0.1mol・L'的HA、HB和HD三种酸溶液的pH不同，pH越小，则酸

的电离常数越大，A正确；滴定至P点时，所得溶液为等物质的量浓度的HB与NaB的混合

溶液，溶液显酸性，说明HB的电离程度强于B-的水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H

+)>c(0H-),B正确；pH=7时，三种溶液中：c(A-)>c(B-)>c(D-),C错误;根据质子守恒

知，D正确。

16.(2016•海南高考)向含有MgCOs固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，下

列数值变小的是()

A.c(C03)B.c(Mg2+)

C.c(H+)D.^(MgCOa)

答案A

解析含有MgCOa固体的溶液中存在溶解平衡：MgCCUs)Mg2+(aq)+C07(aq),加

入少量浓盐酸后，H+和cor反应，促使MgCO,的溶解平衡向右移动，c(Mg>)增大，AUMgCOs)

只与温度有关，在该过程中不变，c(cor)=,则c(c(r)减小。

，cM丁g'

17.(2016•海南高考)(双选)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法

正确的是()

反应进程

A.由X-Y反应的A"=区一名

B.由X-Z反应的<0

C.降低压强有利于提高Y的产率

D.升高温度有利于提高Z的产率

答案BC

解析根据能量变化图可知，X-Y的热化学方程式为2X(g)=3Y(g)△/六笈一反；反

应后气体体积增大，降低压强，平衡正向移动，Y的产率升高，A项错误，C项正确；X-Z

的热化学方程式为2X(g)=Z(g)△H=E\f<0；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆

向移动，Z的产率降低，B项正确，D项错误。

二、非选择题

18.(2018-全国卷I)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医

药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：

(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到凡0$,该反应的氧化产物是一

种气体，其分子式为,

(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时NzOs(g)分解反应：

2N2O5(g)--4N0z(g)+62(g)

2NzO,(g)

其中NO2二聚为NQi的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间£的变化如下表

所示(£=8时，N2O5(g)完全分解)：

t/min040801602601300170000

p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1

①已知：2N205(g)=2N20I(g)+02(g)

XH、=-4.4kJ,mol1

2NO2(g)=N2Ojg)

△"=-55.3kJ•mol-1

则反应N2O5(g)=2N02(g)+暴(g)的A//=kJ•mor'c

②研究表明，心056)分解的反应速率片2义10-3><闭205(1^^・。11-1)。1=62min时,

测得体系中32=2.9kPa,则此时的项205=kPa,/=kPa•min-'»

③若提高反应温度至35°C,则NQs(g)完全分解后体系压强8(35℃)63.1

大

填

等

或

于

原

是

于

于\

因

、)

z

、

④25℃时，N2O,(g)2N02(g)反应的平衡常数&=kPa(4为以分压表示的平

衡常数，计算结果保留一位小数)。

(3)对于反应2N205(g)-4N02(g)+02(g),

R.A.Ogg提出如下反应历程:

第一步N205NO2+NO3快速平衡

第二步NR+NOs-NO+NOz+O?慢反应

第三步NO+NOa-2N02快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是(填标

号)。

A.『(第一步的逆反应)＞「(第二步反应)

B.反应的中间产物只有N03

C.第二步中NO?与N0；的碰撞仅部分有效

D.第三步反应活化能较高

答案⑴G

(2)①53.1②30.06.0X10③大于温度提高，体积不变，总压强提高；N0?

生成N。为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高④13.4

(3)AC

解析(1)氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中只有氧元素化合价会升高，所以

氧化产物是氧气，分子式为

(2)①已知：i.2N2O5(g)=2N20..(g)+O2(g)

△〃=-4.4kJ•mol7

ii.2N02(g)=N204(g)A'=-55.3kJ•mol

根据盖斯定律可知i+2—ii即得到

N20s(g)=2N0z(g)+$2(g)△仁率一A々=+53.1kJ•mol，

②根据方程式可知生成氧气与消耗N2O5的物质的量之比是1：2,又因为压强之比等于

物质的量之比，所以消耗NzOs的压强是2.9kPaX2=5.8kPa,则此时NQ的压强是35.8

kPa-5.8kPa=30.0kPa,因此此时反应速率r=2.0X10^3X30(kPa•min^')=6.0X10

2(kPa,min')(,

③由于温度升高，容器体积不变，总压强提高，且NO,生成为放热反应，温度提高,

平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至35℃,则2。59)完全

分解后体系压强。-(35℃)大于63.1kPa。

④根据表中数据可知NQ完全分解时的压强是63.1kPa,根据方程式可知完全分解时

最初生成的NO2的压强是35.8kPaX2=71.6kPa,O2是35.8kPa+2=17.9kPa,总压

强应该是71.6kPa+17.9kPa=89.5kPa,平衡后压强减少了89.5kPa-63.1kPa

=26.4kPa,所以根据方程式2N0式g)NO(g)可知平衡时N。对应的压强是26.4kPa,

10O2

NO2对应的压强是71.6kPa-26.4kPaX2=18.8kPa,则反应的平衡常数4=葡彳

kPa=13.4kPa。

(3)第一步反应快速平衡，所以第一步的逆反应速率大于第二步的反应速率，A正确；

根据第二步和第三步可知中间产物还有NO,B错误；根据第二步反应生成物中有NO,可知N02

与NO：,的碰撞仅部分有效，C正确；第三步为快反应，所以第三步反应的活化能较低，D错

误。

19.(2018•全国卷n)CH「C02催化重整不仅可以得到合成气(C0和H2),还对温室气体

的减排具有重要意义。回答下列问题：

⑴CH4-COz催化重整反应为：CHKg)+C02(g)=2C0(g)+2H2(g)o

-1

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)A//=-75kJ•mol

C(s)+02(g)=C02(g)

△"=-394kJ-mol-1

C(s)+102(g)=C0(g)

AH——111kJ,mol'

1

该催化重整反应的△〃=kJ-moFo有利于提高CHJ平衡转化率的条件是

(填标号)。

A.高温低压B.低温高压

C.高温高压D.低温低压

某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH„1molC02以及催化剂进行重整反应,

达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为mol2-I/?。

（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相

关数据如下表：

积碳反应

CHi(g)=

C(s)+2H2(g)消碳反应

C02(g)+C(s)

=2C0(g)

AH/(kJ•mol-1)75172

活化能/

(kJ,mol-1)

催化剂X3391

催化剂Y4372

①由上表判断，催化剂XY（填“优于”或“劣于”），理由是

-

积128

碳

量

4

/(%)

0

500550600650700

在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催

化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消

碳反应的平衡常数（给和速率（力的叙述正确的是（填标号）。

A.一如｛消均增加

B.「积减小，♦.增加

C.一积减小,《消增加

D.%增加的倍数比叱增加的倍数大

-

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k-•[p（C02）]

。-5(«为速率常数)。在HCHJ一定时，不同6C0J下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则

A(CO2),田(⑩)、Pc(C()2)从大到小的顺序为

积

碳

状

/

g(

g/

催

化

剂

)

答案(1)247A；

(2)①劣于相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而

消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大AD②R(COZ)、A(C02),自(CO?)

解析⑴已知：@C(s)+2H2(g)=CH4(g)

△〃=-75kJ,mol!

②C(s)+02(g)=C02(g)A//=-394kJ•moP1

@C(s)+1o2(g)=C0(g)—kJ♦mor'

根据盖斯定律可知③X2一②一①即得到CH「C()2催化重整反应CH.,(g)+COz(g)=2CO(g)

+2H?(g)的A//=+247kJ•mol-'。正反应是体积增大的吸热反应，所以有利于提高CH,平

衡转化率的条件是高温低压，答案选A；某温度下，在体积为2L的容器中加入2moiCH」、

1molC0,以及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%,根据方程式可知

CH,(g)+C02(g)=2C0(g)+2似g)

起始浓度

10.500

mol•L

转化浓度

।0.250.250.50.5

mol•L-l

平衡浓度

,0.750.250.50.5

mol•L-1

所以平衡常数为:，:售mol2•mol2-

U./DXu.ZO3

(2)①根据表中数据可知相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的

速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于Y。正反应均是吸

热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此4积、芯洒均增加，A正确，C错误；升高温

度反应速率均增大，B错误；积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明「济增

加的倍数比h蹭加的倍数大，D正确。

②根据反应速率方程式可知在0(cn,)一定时，生成速率随P(COD的升高而降低，根据图

像可知A(COZ)、A(COz)、R(C02)从大到小的顺序为R(C02)、自(⑩)、A(C02)O

20.(2018•全国卷UDKI03是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下

列问题：

(l)KIOs的化学名称是一。

(2)利用“KClCh氧化法”制备KI03工艺流程如下图所示：

114)

「---nrnr-^n-----------

KCI°'T盥卜逐-盘-溶解-调1汨-粼~KIO,

比0」-----------------------------------

滤液

“酸化反应”所得产物有KH(I()3)2、C12和KC1。“逐C1」采用的方法是。“滤

液”中的溶质主要是«“调pH”中发生反应的化学方程式为

(3)KI0；,也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

阳面子交换膜

KOH+1：KOH

①写出电解时阴极的电极反应式：O

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为,其迁移方向是。

③与“电解法”相比，“KC1。,氧化法”的主要不足之处有(写

出一点)。

答案(1)碘酸钾

(2)加热KC1KH(10：!)2+KOH=2K103+ILO(aKHI03+KOH=K103+1120)

-+

(3)02H2O+2e=2OH-+H2t(2)Ka至Ub

③产生Ch易污染环境

解析(1)根据氯酸钾(KC1OJ可以推测KI0,为碘酸钾。

(2)将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热，原因是气体的溶解度随温度

上升而减小。第一步反应得到的产品中的氯气在“逐Ch”时除去，根据图示，碘酸钾在最

后得到，所以过滤时KH(I0：；)2在滤渣中，所以滤液中的溶质主要为KC1。“调pH”的主要目

的是将KH(103)2转化为KI03,所以方程式为:KH(IO3)2+K0H=2KI03+H20(^HI03+K0H=KT03

+H.0)。

(3)①由图可知，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电离出的氢离子得电子，反应为

2H2()+21=20口+出1。②电解时，溶液中的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量

存在的钾离子迁移，方向为由左向右，即由a到b。③KCIO3氧化法的最大不足之处在于生

产中会产生污染环境的氯气。

21.(2018•北京高考)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：

太

热

阳电

一

能

能能