2-專題10 10年高考化學真題專題分類匯編含答案

2_專題1010年高考化學真題專題分類匯編含答案專題十化學反應與電能考點1原電池原理及其應用1.(2023全國乙,12,6分)室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結構如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時,在硫電極發(fā)生反應:12S8+e-12S82-,12S82-+e-S42-,2Na+下列敘述錯誤的是()A.充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移B.放電時外電路電子流動的方向是a→bC.放電時正極反應為:2Na++x8S8+2e-Na2SxD.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能答案A2.(2023新課標,10,6分)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池,其示意圖如下所示。放電時,Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯誤的是()A.放電時V2O5為正極B.放電時Zn2+由負極向正極遷移C.充電總反應:xZn+V2O5+nH2OZnxV2O5·nH2OD.充電陽極反應:ZnxV2O5·nH2O-2xe-xZn2++V2O5+nH2O答案C3.(2023山東,11,4分)(雙選)利用熱再生氨電池可實現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是()A.甲室Cu電極為正極B.隔膜為陽離子膜C.電池總反應為Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+D.NH3擴散到乙室將對電池電動勢產(chǎn)生影響答案CD4.(2023遼寧,11,3分)某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是()A.放電時負極質(zhì)量減小B.儲能過程中電能轉變?yōu)榛瘜W能C.放電時右側H+通過質(zhì)子交換膜移向左側D.充電總反應:Pb+SO42-+2Fe3+PbSO4答案B5.(2022廣東,16,4分)科學家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì),發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲能設備(如圖)。充電時電極a的反應為:NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3下列說法正確的是()A.充電時電極b是陰極B.放電時NaCl溶液的pH減小C.放電時NaCl溶液的濃度增大D.每生成1molCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g答案C6.(2022湖南,8,3分)海水電池在海洋能源領域備受關注,一種鋰—海水電池構造示意圖如下。下列說法錯誤的是()A.海水起電解質(zhì)溶液作用B.N極僅發(fā)生的電極反應:2H2O+2e-2OH-+H2↑C.玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能D.該鋰—海水電池屬于一次電池答案B7.(2022全國甲,10,6分)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)42-存在]。電池放電時,下列敘述錯誤的是(A.Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B.Ⅰ區(qū)的SO4C.MnO2電極反應:MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.電池總反應:Zn+4OH-+MnO2+4H+Zn(OH)42-+Mn2++2H2答案A8.(2022全國乙,12,6分)Li-O2電池比能量高,在汽車、航天等領域具有良好應用前景。近年來,科學家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時,光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),驅(qū)動陰極反應(Li++e-Li)和陽極反應(Li2O2+2h+2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是()A.充電時,電池的總反應Li2O22Li+O2B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關C.放電時,Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移D.放電時,正極發(fā)生反應O2+2Li++2e-Li2O2答案C9.(2022浙江1月選考,21,2分)pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示,以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl電極)和另一Ag-AgCl電極插入待測溶液中組成電池,pH與電池的電動勢E存在關系:pH=(E-常數(shù))/0.059。下列說法正確的是()A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低,則該電極反應式為AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)B.玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化C.分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢,可得出未知溶液的pHD.pH計工作時,電能轉化為化學能答案C10.(2019海南單科,8,4分)(雙選)微型銀—鋅電池可用作電子儀器的電源,其電極分別是Ag/Ag2O和Zn,電解質(zhì)為KOH溶液,電池總反應為Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2,下列說法正確的是()A.電池工作過程中,KOH溶液濃度降低B.電池工作過程中,電解液中OH-向負極遷移C.負極發(fā)生反應Zn+2OH--2e-Zn(OH)2D.正極發(fā)生反應Ag2O+2H++2e-Ag+H2O答案BC11.(2018課標Ⅲ,7,6分)化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是()A.泡沫滅火器可用于一般的起火,也適用于電器起火B(yǎng).疫苗一般應冷藏存放,以避免蛋白質(zhì)變性C.家庭裝修時用水性漆替代傳統(tǒng)的油性漆,有利于健康及環(huán)境D.電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕,原理是犧牲陽極的陰極保護法答案A12.(2017浙江11月選考,17,2分)金屬(M)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.金屬M作電池負極B.電解質(zhì)是熔融的MOC.正極的電極反應O2+4e-+2H2O4OH-D.電池反應2M+O2+2H2O2M(OH)2答案B13.(2016課標Ⅱ,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A.負極反應式為Mg-2e-Mg2+B.正極反應式為Ag++e-AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會發(fā)生副反應Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑答案B14.(2016浙江理綜,11,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點,有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜答案C15.(2015課標Ⅰ,11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤··的是A.正極反應中有CO2生成B.微生物促進了反應中電子的轉移C.質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應為C6H12O6+6O26CO2+6H2O答案A16.(2015江蘇單科,10,2分)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是()A.反應CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4轉移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應為:H2+2OH--2e-2H2OC.電池工作時,CO32-D.電極B上發(fā)生的電極反應為:O2+2CO2+4e-2CO3答案D17.(2015天津理綜,4,6分)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO42C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡答案C18.(2014福建理綜,11,6分)某原電池裝置如圖所示,電池總反應為2Ag+Cl22AgCl。下列說法正確的是()A.正極反應為AgCl+e-Ag+Cl-B.放電時,交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應隨之改變D.當電路中轉移0.01mole-時,交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子答案D19.(2014北京理綜,8,6分)下列電池工作時,O2在正極放電的是()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池答案B20.(2018天津理綜,10,14分)CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}:(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,CO2主要轉化為(寫離子符號);若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=。(室溫下,H2CO3的K1=4×10-7(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵C—HCOH—H鍵能/kJ·mol-14137454361075則該反應的ΔH=。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應達平衡后放出或吸收的熱量較多的是(填“A”或“B”)。

②按一定體積比加入CH4和CO2,在恒壓下發(fā)生反應,溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應優(yōu)選溫度為900℃的原因是。

圖1(3)O2輔助的Al-CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。圖2電池的負極反應式:。

電池的正極反應式:6O2+6e-6O26CO2+6O2-3C2O4反應過程中O2的作用是。

該電池的總反應式:。

答案(14分)(1)CO3(2)①+120kJ·mol-1B②900℃時,合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟效益降低(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)催化劑2Al+6CO2Al2(C2O4)3考點2電解原理及其應用1.(2023全國甲,12,6分)用可再生能源電還原CO2時,采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應能提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率,裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A.析氫反應發(fā)生在IrOx-Ti電極上B.Cl-從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極C.陰極發(fā)生的反應有:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2OD.每轉移1mol電子,陽極生成11.2L氣體(標準狀況)答案C2.(2023遼寧,7,3分)某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如下圖所示,其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是()A.b端電勢高于a端電勢B.理論上轉移2mole-生成4gH2C.電解后海水pH下降D.陽極發(fā)生:Cl-+H2O-2e-HClO+H+答案D3.(2023浙江1月選考,11,3分)在熔融鹽體系中,通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖,下列說法正確的是()A.石墨電極為陰極,發(fā)生氧化反應B.電極A的電極反應:8H++TiO2+SiO2+8e-TiSi+4H2OC.該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應D.電解時,陽離子向石墨電極移動答案C4.(2022北京,13,3分)利用下圖裝置進行鐵上電鍍銅的實驗探究。裝置序號電解質(zhì)溶液實驗現(xiàn)象①0.1mol·L-1CuSO4+少量H2SO4溶液陰極表面產(chǎn)生無色氣體,一段時間后陰極表面有紅色固體,氣體減少。經(jīng)檢驗,電解液中有Fe2+②0.1mol·L-1CuSO4+過量氨水陰極表面未觀察到氣體,一段時間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗,電解液中無Fe元素下列分析不正確的是()A.①中氣體減少,推測是由于溶液中c(H+)減小,且Cu覆蓋鐵電極,阻礙H+與鐵接觸B.①中檢測到Fe2+,推測可能發(fā)生反應:Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe+Cu2+Fe2++CuC.隨陰極析出銅,推測②中溶液c(Cu2+)減小,Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆向移動D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密答案C5.(2022廣東,10,2分)以熔融鹽為電解液,以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解,實現(xiàn)Al的再生。該過程中()A.陰極發(fā)生的反應為Mg-2e-Mg2+B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等答案C6.(2022海南,9,4分)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關說法正確的是()A.在b電極上,N2被還原B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓,反應速率不變D.電解過程中,固體氧化物電解質(zhì)中O2-不斷減少答案A7.(2022河北,12,4分)(雙選)科學家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學裝置,工作原理示意圖如下。下列說法正確的是()A.電極b為陽極B.隔膜為陰離子交換膜C.生成氣體M與N的物質(zhì)的量之比為2∶1D.反應器Ⅰ中反應的離子方程式為4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O答案BD8.(2022湖北,14,3分)含磷有機物應用廣泛。電解法可實現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2],過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是()A.生成1molLi[P(CN)2],理論上外電路需要轉移2mol電子B.陰極上的電極反應為P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-C.在電解過程中CN-向鉑電極移動D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自LiOH答案D9.(2022山東,13,4分)(雙選)設計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉化為Co2+,工作時保持厭氧環(huán)境,并定時將乙室溶液轉移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì),右側裝置為原電池。下列說法正確的是()A.裝置工作時,甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時間后,乙室應補充鹽酸C.乙室電極反應式為LiCoO2+2H2O+e-Li++Co2++4OH-D.若甲室Co2+減少200mg,乙室Co2+增加300mg,則此時已進行過溶液轉移答案BD10.(2022浙江1月選考,9,2分)下列說法正確的是()A.鐵與碘反應易生成碘化鐵B.電解ZnSO4溶液可以得到ZnC.用石灰沉淀富鎂海水中的Mg2+,生成碳酸鎂D.SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀答案B11.(2022浙江6月選考,21,2分)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2,電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒,但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是()A.電極A為陰極,發(fā)生還原反應B.電極B的電極反應:2H2O+Mn2+-2e-MnO2+4H+C.電解一段時間后溶液中Mn2+濃度保持不變D.電解結束,可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2+,再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3答案C12.(2017課標Ⅱ,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C.陰極的電極反應式為:Al3++3e-AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案C13.(2015福建理綜,11,6分)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A.該裝置將化學能轉化為光能和電能B.該裝置工作時,H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.每生成1molO2,有44gCO2被還原D.a電極的反應為:3CO2+18H+-18e-C3H8O+5H2O答案B14.(2015四川理綜,4,6分)用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是()A.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反應式:Cl-+2OH--2e-ClO-+H2OC.陰極的電極反應式:2H2O+2e-H2↑+2OH-D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O答案D15.(2018課標Ⅱ,12,6分)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液,鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是()A.放電時,ClO4B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2C.放電時,正極反應為:3CO2+4e-2CO32D.充電時,正極反應為:Na++e-Na答案D16.(2016課標Ⅲ,11,6分)鋅—空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應為2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42-A.充電時,電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B.充電時,電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時,負極反應為:Zn+4OH--2e-Zn(OH)4D.放電時,電路中通過2mol電子,消耗氧氣22.4L(標準狀況)答案C充電時為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動,發(fā)生的反應為2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,電解質(zhì)溶液中c(OH-)增大,故A項、B項均錯誤;放電時負極反應為Zn+4OH--2e-Zn(OH)42-,故C項正確;每消耗1molO2電路中通過4mol電子17.(2016四川理綜,5,6分)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時電池總反應為:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正確的是()A.放電時,Li+在電解質(zhì)中由負極向正極遷移B.放電時,負極的電極反應式為LixC6-xe-xLi++C6C.充電時,若轉移1mole-,石墨(C6)電極將增重7xgD.充電時,陽極的電極反應式為LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+答案C18.(2014課標Ⅱ,12,6分)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()A.a為電池的正極B.電池充電反應為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移答案C19.(2014大綱全國,9,6分)下圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關說法不正確···的是A.放電時正極反應為:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時負極反應為:MH+OH-H2O+M+e-D.MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高答案C20.(2014上海單科,12,3分)如圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是()A.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應為2H++2eH2↑B.K1閉合,石墨棒周圍溶液pH逐漸升高C.K2閉合,鐵棒不會被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極保護法D.K2閉合,電路中通過0.002NA個電子時,兩極共產(chǎn)生0.001mol氣體答案B21.(2014廣東理綜,11,4分)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,電極Ⅰ為Al,其他均為Cu,則()A.電流方向:電極Ⅳ→A→電極ⅠB.電極Ⅰ發(fā)生還原反應C.電極Ⅱ逐漸溶解D.電極Ⅲ的電極反應:Cu2++2e-Cu答案A22.(2014天津理綜,6,6分)已知:鋰離子電池的總反應為:LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2鋰硫電池的總反應為:2Li+SLi2S有關上述兩種電池說法正確的是()A.鋰離子電池放電時,Li+向負極遷移B.鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應C.理論上兩種電池的比能量相同D.如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電答案B23.(2016天津理綜,10,14分)氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點是(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式:。

(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:H2(g)+A(l)B(l)ΔH1O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)ΔH2其中A、B為有機物,兩反應均為自發(fā)反應,則H2(g)+O2(g)H2O2(l)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是。

a.容器內(nèi)氣體壓強保持不變b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降溫,該反應的平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)(4)利用太陽能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉化形式為。

(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH-FeO42-+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色FeO42-,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定圖1圖2①電解一段時間后,c(OH-)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽極室”)。

②電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出,其原因為。

③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:

。

答案(共14分)(1)污染小可再生來源廣資源豐富燃燒熱值高(任寫其中2個)H2+2OH--2e-2H2O(2)<(3)ac(4)光能轉化為化學能(5)①陽極室②防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低③M點:c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應慢N點:c(OH-)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低24.(2015山東理綜,29,15分)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為溶液(填化學式),陽極電極反應式為,電解過程中Li+向電極遷移(填“A”或“B”)。

(2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為。鐵渣中鐵元素的化合價為。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41g,CO2體積為1.344L(標準狀況),則鈷氧化物的化學式為。

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山東理綜,30,16分)離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系。由有機陽離子、Al2Cl7-和AlCl4(1)鋼制品應接電源的極,已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應,陰極電極反應式為。若改用AlCl3水溶液作電解液,則陰極產(chǎn)物為。

(2)為測定鍍層厚度,用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層,當反應轉移6mol電子時,所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為mol。

(3)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗,需要的試劑還有。

a.KClb.KClO3c.MnO2d.Mg取少量鋁熱反應所得的固體混合物,將其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3,理由是(用離子方程式說明)。

答案(1)負4Al2Cl7-+3e-Al+7AlCl4(2)3(3)b、d不能Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+(或只寫Fe+2Fe3+3Fe2+)考點3金屬的腐蝕與防護1.(2022廣東,11,4分)為檢驗犧牲陽極的陰極保護法對鋼鐵防腐的效果,將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后,取溶液分別實驗,能說明鐵片沒有被腐蝕的是()A.加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀B.加入淀粉碘化鉀溶液無藍色出現(xiàn)C.加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)D.加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀生成答案D2.(2022湖北,6,3分)下列實驗裝置(部分夾持裝置略)或現(xiàn)象錯誤的是()A.滴入酚酞溶液B.吸氧腐蝕C.鈉的燃燒D.石蠟油的熱分解答案C專題十一化學反應速率和化學平衡考點1化學反應速率1.(2022北京,14,3分)CO2捕獲和轉化可減少CO2排放并實現(xiàn)資源利用,原理如圖1所示。反應①完成之后,以N2為載氣,將恒定組成的N2、CH4混合氣,以恒定流速通入反應器,單位時間流出氣體各組分的物質(zhì)的量隨反應時間變化如圖2所示。反應過程中始終未檢測到CO2,在催化劑上檢測到有積炭。下列說法不正確的是()圖1圖2A.反應①為CaO+CO2CaCO3;反應②為CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2的速率不變,推測有副反應CH4C+2H2C.t2時刻,副反應生成H2的速率大于反應②生成H2的速率D.t3之后,生成CO的速率為0,是因為反應②不再發(fā)生答案C2.(2022廣東,15,4分)在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ?qū)Ψ磻猉→2Y的影響,各物質(zhì)濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖,則()A.無催化劑時,反應不能進行B.與催化劑Ⅰ相比,Ⅱ使反應活化能更低C.a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D.使用催化劑Ⅰ時,0~2min內(nèi),v(X)=1.0mol·L-1·min-1答案D3.(2022河北,13,4分)(雙選)恒溫恒容條件下,向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應的方程式為①XY;②YZ。反應①的速率v1=k1c(X),反應②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2為速率常數(shù)。圖a為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線,圖b為反應①和②的lnk~1T曲線。下列說法錯誤的是()A.隨c(X)的減小,反應①、②的速率均降低B.體系中v(X)=v(Y)+v(Z)C.欲提高Y的產(chǎn)率,需提高反應溫度且控制反應時間D.溫度低于T1時,總反應速率由反應②決定答案AB4.(2022湖南,6,3分)甲基丙烯酸甲酯是合成有機玻璃的單體。舊法合成的反應:(CH3)2CO+HCN(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4CH2C(CH3)COOCH3+NH4HSO4新法合成的反應:+CO+CH3OHCH2C(CH3)COOCH3下列說法錯誤的是(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)()A.HCN的電子式為H∶C??N∶B.新法沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生,原子利用率高C.1L0.05mol·L-1的NH4HSO4溶液中NH4+的微粒數(shù)小于0.05D.Pd的作用是降低反應的活化能,使活化分子數(shù)目增多,百分數(shù)不變答案D5.(2022浙江1月選考,19,2分)在恒溫恒容條件下,發(fā)生反應A(s)+2B(g)3X(g),c(B)隨時間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是()A.從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內(nèi)該化學反應的平均速率B.從b點切線的斜率可求得該化學反應在反應開始時的瞬時速率C.在不同時刻都存在關系:2v(B)=3v(X)D.維持溫度、容積、反應物起始的量不變,向反應體系中加入催化劑,c(B)隨時間變化關系如圖中曲線乙所示答案C6.(2022浙江6月選考,20,2分)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化,如下表所示。下列說法不正確的是()A.實驗①,0~20min,v(N2)=1.00×10-5mol·L-1·min-1B.實驗②,60min時處于平衡狀態(tài),x≠0.40C.相同條件下,增加氨氣的濃度,反應速率增大D.相同條件下,增加催化劑的表面積,反應速率增大答案C7.(2019浙江4月選考,22,2分)高溫高壓液態(tài)水具有接近常溫下弱酸的c(H+)或弱堿的c(OH-),油脂在其中能以較快的反應速率水解。與常溫常壓水相比,下列說法不正確的是()A.高溫高壓液態(tài)水中,體系溫度升高,油脂水解反應速率加快B.高溫高壓液態(tài)水中,油脂與水的互溶能力增強,油脂水解反應速率加快C.高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反應,且產(chǎn)生的酸進一步催化水解D.高溫高壓液態(tài)水中的油脂水解,相當于常溫下在體系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的堿的水解答案D8.(2018浙江4月選考,22,2分)某工業(yè)流程中,進入反應塔的混合氣體中NO和O2的物質(zhì)的量分數(shù)分別為0.10和0.06,發(fā)生化學反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他條件相同時,測得實驗數(shù)據(jù)如下表:壓強/(×105Pa)溫度/℃NO達到所列轉化率需要時間/s50%90%98%1.030122502830902551057608.0300.23.936900.67.974根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法正確的是()A.升高溫度,反應速率加快B.增大壓強,反應速率變慢C.在1.0×105Pa、90℃條件下,當轉化率為98%時反應已達平衡D.若進入反應塔的混合氣體為amol,反應速率以v=Δn/Δt表示,則在8.0×105Pa、30℃條件下,轉化率從50%增至90%時段NO的反應速率為4a/370mol·s-1答案D9.(2015福建理綜,12,6分)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是()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.同時改變反應溫度和蔗糖的濃度,v可能不變C.b<318.2D.不同溫度時,蔗糖濃度減少一半所需的時間相同答案D10.(2015上海單科,20,4分)對于合成氨反應,達到平衡后,以下分析正確的是()A.升高溫度,對正反應的反應速率影響更大B.增大壓強,對正反應的反應速率影響更大C.減小反應物濃度,對逆反應的反應速率影響更大D.加入催化劑,對逆反應的反應速率影響更大答案B11.(2014課標Ⅰ,9,6分)已知分解1molH2O2放出熱量98kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理為:H2O2+I-H2O+IO-慢H2O2+IO-H2O+O2+I-快下列有關該反應的說法正確的是()A.反應速率與I-濃度有關B.IO-也是該反應的催化劑C.反應活化能等于98kJ·mol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A12.(2014北京理綜,12,6分)一定溫度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列敘述不正確···的是(溶液體積變化忽略不計A.0~6min的平均反應速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)B.6~10min的平均反應速率:v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)C.反應至6min時,c(H2O2)=0.30mol/LD.反應至6min時,H2O2分解了50%答案C13.(2014重慶理綜,7,6分)在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應:2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是()A.該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量B.T2下,在0~t1時間內(nèi),v(Y)=a-bt1mol·LC.M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆D.M點時再加入一定量X,平衡后X的轉化率減小答案C14.(2018北京理綜,27,12分)近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如下:(1)反應Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反應Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反應Ⅱ的熱化學方程式:。

(2)對反應Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示。p2p1(填“>”或“<”),得出該結論的理由是。

(3)I-可以作為水溶液中SO2歧化反應的催化劑,可能的催化過程如下。將ⅱ補充完整。ⅰ.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2Oⅱ.I2+2H2O+

++2I-

(4)探究ⅰ、ⅱ反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18mLSO2飽和溶液加入到2mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)序號ABCD試劑組成0.4mol·L-1KIamol·L-1KI0.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1KI0.0002molI2實驗現(xiàn)象溶液變黃,一段時間后出現(xiàn)渾濁溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快無明顯現(xiàn)象溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快①B是A的對比實驗,則a=。

②比較A、B、C,可得出的結論是。

③實驗表明,SO2的歧化反應速率D>A。結合ⅰ、ⅱ反應速率解釋原因:。

答案(1)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1(2)>反應Ⅱ是氣體物質(zhì)的量減小的反應,溫度一定時,增大壓強使反應正向進行,H2SO4的物質(zhì)的量增大,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4的物質(zhì)的量分數(shù)增大(3)SO2SO42(4)①0.4②I-是SO2歧化反應的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應速率③反應ⅱ比ⅰ快;D中由反應ⅱ產(chǎn)生的H+使反應ⅰ加快考點2化學平衡化學反應的方向1.(2023山東,14,4分)(雙選)一定條件下,化合物E和TFAA合成H的反應路徑如下:已知反應初始E的濃度為0.10mol·L-1,TFAA的濃度為0.08mol·L-1,部分物種的濃度隨時間的變化關系如圖所示,忽略反應過程中的體積變化。下列說法正確的是()A.t1時刻,體系中有E存在B.t2時刻,體系中無F存在C.E和TFAA反應生成F的活化能很小D.反應達平衡后,TFAA的濃度為0.08mol·L-1答案AC2.(2022北京,12,3分)某MOFs多孔材料孔徑大小和形狀恰好將N2O4“固定”,能高選擇性吸附NO2。廢氣中的NO2被吸附后,經(jīng)處理能全部轉化為HNO3。原理示意圖如下。已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0下列說法不正確的是()A.溫度升高時不利于NO2吸附B.多孔材料“固定”N2O4,促進2NO2N2O4平衡正向移動C.轉化為HNO3的反應是2N2O4+O2+2H2O4HNO3D.每獲得0.4molHNO3時,轉移電子的數(shù)目為6.02×1022答案D3.(2022廣東,13,4分)恒容密閉容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同溫度下達平衡時,各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下列說法正確的是()A.該反應的ΔH<0B.a為n(H2O)隨溫度的變化曲線C.向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動D.向平衡體系中加入BaSO4,H2的平衡轉化率增大答案C4.(2022海南,8,2分)某溫度下,反應CH2CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密閉容器中達到平衡。下列說法正確的是()A.增大壓強,v正>v逆,平衡常數(shù)增大B.加入催化劑,平衡時CH3CH2OH(g)的濃度增大C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反應方向移動D.恒容下,充入一定量的CH2CH2(g),CH2CH2(g)的平衡轉化率增大答案C5.(2022浙江1月選考,20,2分)AB型強電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學反應)表示為AB(s)An+(aq)+Bn-(aq),其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對于不同組成的AB型強電解質(zhì),下列說法正確的是()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江蘇,13,3分)乙醇—水催化重整可獲得H2。其主要反應為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時,若僅考慮上述反應,平衡時CO2和CO的選擇性及H2的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性=n生成下列說法正確的是()A.圖中曲線①表示平衡時H2產(chǎn)率隨溫度的變化B.升高溫度,平衡時CO的選擇性增大C.一定溫度下,增大n(C2H5OH)/n(H2O)可提高乙醇平衡轉化率D.一定溫度下,加入CaO(s)或選用高效催化劑,均能提高平衡時H2產(chǎn)率答案B7.(2020浙江7月選考,20,2分)一定條件下:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。在測定NO2的相對分子質(zhì)量時,下列條件中,測定結果誤差最小的是()A.溫度0℃、壓強50kPaB.溫度130℃、壓強300kPaC.溫度25℃、壓強100kPaD.溫度130℃、壓強50kPa答案D8.(2020江蘇單科,15,4分)(雙選)CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應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在恒壓、反應物起始物質(zhì)的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,CH4和CO2的平衡轉化率隨溫度變化的曲線如下圖所示。下列有關說法正確的是()A.升高溫度、增大壓強均有利于提高CH4的平衡轉化率B.曲線B表示CH4的平衡轉化率隨溫度的變化C.相同條件下,改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊D.恒壓、800K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,反應至CH4轉化率達到X點的值,改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應,CH4轉化率能達到Y點的值答案BD9.(2019海南單科,3,2分)反應C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH>0,在一定條件下于密閉容器中達到平衡,下列各項措施中,不能提高乙烷的平衡轉化率的是()A.增大容器容積 B.升高反應溫度C.分離出部分氫氣 D.等容下通入惰性氣體答案D10.(2019浙江4月選考,20,2分)在溫熱氣候條件下,淺海地區(qū)有厚層的石灰石沉積,而深海地區(qū)卻很少。下列解析不正確的是()A.與深海地區(qū)相比,淺海地區(qū)水溫較高,有利于游離的CO2增多、石灰石沉積B.與淺海地區(qū)相比,深海地區(qū)壓強大,石灰石巖層易被CO2溶解,沉積少C.深海地區(qū)石灰石巖層的溶解反應為:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)Ca(HCO3)2(aq)D.海水呈弱堿性,大氣中CO2濃度增加,會導致海水中CO3答案D11.(2018浙江4月選考,14,2分)反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項表明反應一定已達平衡狀態(tài)的是()A.容器內(nèi)的溫度不再變化B.容器內(nèi)的壓強不再變化C.相同時間內(nèi),斷開H—H鍵的數(shù)目和形成N—H鍵的數(shù)目相等D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2答案A12.(2016四川理綜,6,6分)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。設起始n(H2O)n(CH4)=Z,在恒壓下,平衡時CH4的體積分數(shù)φ(CHA.該反應的焓變ΔH>0B.圖中Z的大小為a>3>bC.圖中X點對應的平衡混合物中n(D.溫度不變時,圖中X點對應的平衡在加壓后φ(CH4)減小答案A13.(2015安徽理綜,11,6分)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應為:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應,如圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應在某一起始反應條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是()A.溫度T下,該反應的平衡常數(shù)K=4(B.溫度T下,隨著反應的進行,混合氣體的密度減小C.曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑D.若曲線b對應的條件改變是溫度,可判斷該反應的ΔH<0答案A14.(2015天津理綜,6,6分)某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應:X(g)+mY(g)3Z(g)平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()A.m=2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉化率之比為1∶1D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4mol·L-1答案D15.(2014四川理綜,7,6分)在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得實驗數(shù)據(jù)如下表:實驗編號溫度/℃起始時物質(zhì)的量/mol平衡時物質(zhì)的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b下列說法正確的是()A.實驗①中,若5min時測得n(M)=0.050mol,則0至5min時間內(nèi),用N表示的平均反應速率v(N)=1.0×10-2mol/(L·min)B.實驗②中,該反應的平衡常數(shù)K=2.0C.實驗③中,達到平衡時,X的轉化率為60%D.實驗④中,達到平衡時,b>0.060答案C16.(2023浙江1月選考,19,10分)“碳達峰·碳中和”是我國社會發(fā)展重大戰(zhàn)略之一,CH4還原CO2是實現(xiàn)“雙碳”經(jīng)濟的有效途徑之一,相關的主要反應有: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請回答:(1)有利于提高CO2平衡轉化率的條件是。

A.低溫低壓B.低溫高壓C.高溫低壓D.高溫高壓(2)反應CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1,K=(用K1,K2表示)。

(3)恒壓、750℃時,CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1∶3投料,反應經(jīng)如下流程(主要產(chǎn)物已標出)可實現(xiàn)CO2高效轉化。①下列說法正確的是。

A.Fe3O4可循環(huán)利用,CaO不可循環(huán)利用B.過程ⅱ,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移C.過程ⅱ產(chǎn)生的H2O最終未被CaO吸收,在過程ⅲ被排出D.相比于反應Ⅰ,該流程的總反應還原1molCO2需吸收的能量更多②過程ⅱ平衡后通入He,測得一段時間內(nèi)CO物質(zhì)的量上升,根據(jù)過程ⅲ,結合平衡移動原理,解釋CO物質(zhì)的量上升的原因。

(4)CH4還原能力(R)可衡量CO2轉化效率,R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一時段內(nèi)CO2與CH4的物質(zhì)的量變化量之比)。①常壓下CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1∶3投料,某一時段內(nèi)CH4和CO2的轉化率隨溫度變化如圖1,請在圖2中畫出400~1000℃之間R的變化趨勢,并標明1000℃時R值。圖1圖2②催化劑X可提高R值,另一時段內(nèi)CH4轉化率、R值隨溫度變化如下表:溫度/℃480500520550CH4轉化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說法不正確的是。

A.R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應Ⅱ的速率B.溫度越低,含氫產(chǎn)物中H2O占比越高C.溫度升高,CH4轉化率增加,CO2轉化率降低,R值減小D.改變催化劑提高CH4轉化率,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,導致c(CO2)c(CO(4)①②C17.(2022湖北,19,14分)自發(fā)熱材料在生活中的應用日益廣泛。某實驗小組為探究“CaO-Al-H2O”體系的發(fā)熱原理,在隔熱裝置中進行了下表中的五組實驗,測得相應實驗體系的溫度升高值(ΔT)隨時間(t)的變化曲線,如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(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則CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1。

(2)溫度為T時,Ksp[Ca(OH)2]=x,則Ca(OH)2飽和溶液中c(OH-)=(用含x的代數(shù)式表示)。

(3)實驗a中,4min后ΔT基本不變,原因是。

(4)實驗b中,ΔT的變化說明Al粉與H2O在該條件下(填“反應”或“不反應”)。實驗c中,前3min的ΔT有變化,其原因是;3min后ΔT基本不變,其原因是微粒的量有限。

(5)下列說法不能解釋實驗d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高的是(填標號)。

A.反應②的發(fā)生促使反應①平衡右移B.反應③的發(fā)生促使反應②平衡右移C.氣體的逸出促使反應③向右進行D.溫度升高導致反應速率加快(6)歸納以上實驗結果,根據(jù)實驗e的特征,用文字簡述其發(fā)熱原理

。

答案(1)-911.9(2)3(3)反應生成的Ca(OH)2覆蓋在CaO表面,阻止反應進行(4)不反應Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應,放出熱量OH-(5)A(6)實驗e中,發(fā)生反應①、②和③,反應③中有氣體生成,氣體的逸出促使反應③向右進行,反應③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小,促使反應②平衡右移,反應②的發(fā)生促使反應①平衡右移,這三步反應都是放熱反應,溫度升高導致反應速率加快考點3化學平衡常數(shù)及其相關計算1.(2023湖南,13,3分)向一恒容密閉容器中加入1molCH4和一定量的H2O,發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡轉化率按不同投料比x[x=n(CH4A.x1<x2B.反應速率:vb正<vc正C.點a、b、c對應的平衡常數(shù):Ka<Kb=KcD.反應溫度為T1,當容器內(nèi)壓強不變時,反應達到平衡狀態(tài)答案B2.(2022湖南,14,4分)(雙選)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發(fā)生反應:2X(g)+Y(g)Z(g)ΔH,其中甲為絕熱過程,乙為恒溫過程,兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.ΔH>0B.氣體的總物質(zhì)的量:na<ncC.a點平衡常數(shù):K>12D.反應速率:va正<vb正答案BC3.(2022江蘇,10,3分)用尿素水解生成的NH3催化還原NO,是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應為4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)下列說法正確的是()A.上述反應ΔS<0B.上述反應平衡常數(shù)K=cC.上述反應中消耗1molNH3,轉移電子的數(shù)目為2×6.02×1023D.實際應用中,加入尿素的量越多,柴油機車輛排放的尾氣對空氣污染程度越小答案B4.(2023全國乙,28,14分)硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途,如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病,制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等?；卮鹣铝袉栴}:(1)在N2氣氛中,FeSO4·7H2O的脫水熱分解過程如圖所示:根據(jù)上述實驗結果,可知x=,y=。

(2)已知下列熱化學方程式: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則FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s)2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH=kJ·mol-1。

(3)將FeSO4置入抽空的剛性容器中,升高溫度發(fā)生分解反應:2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)平衡時pSO3~T的關系如下圖所示。660K時,該反應的平衡總壓p總=kPa,平衡常數(shù)Kp(Ⅰ)=(kPa)2。Kp(Ⅰ)隨反應溫度升高而((4)提高溫度,上述容器中進一步發(fā)生反應2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),平衡時pO2=(用pSO3、pSO2表示)。在929K時,p總=84.6kPa,pSO3=35.7kPa,則p答案(1)41(2)a+c-2b(3)3.02.25增大pSO5.(2023新課標,29,15分)氨是最重要的化學品之一,我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位?；卮鹣铝袉栴}:(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應12N2(g)+32H2(g)NH3(g)的ΔH=kJ·mol-1(2)研究表明,合成氨反應在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位,N2*表示被吸附于催化劑表面的N2)。判斷上述反應機理中,速率控制步驟(即速率最慢步驟)為(填步驟前的標號),理由是(3)合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287pm,密度為7.8g·cm-3。則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為(列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

(4)在不同壓強下,以兩種不同組成進料,反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)與溫度的計算結果如圖所示。其中一種進料組成為xH2=0.75、xN2=0.25,另一種為xH2=0.675、xN2=0.225、xAr=0.10。(物質(zhì)i圖3圖4①圖中壓強由小到大的順序為,判斷的依據(jù)是。

②進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是。

③圖3中,當p2=20MPa、xNH3=0.20時,氮氣的轉化率α=。該溫度時,反應12N2(g)+32H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)Kp=MPa-1答案(1)-45(2)ⅱ1個N2*分子變?yōu)?個N*的能壘最大,反應最慢,為速率控制步驟(N2分子中鍵能大,解離為N原子所需能量最多(3)7(4)①p1、p2、p3/p1<p2<p3正反應是氣體分子數(shù)減小的反應,同溫下,壓強越大平衡轉化率越大,xNH3越大②圖6.(2023山東,20,12分)一定條件下,水氣變換反應CO+H2OCO2+H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應過程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應:Ⅰ.HCOOHCO+H2O(快)Ⅱ.HCOOHCO2+H2(慢)研究發(fā)現(xiàn),在反應Ⅰ、Ⅱ中,H+僅對反應Ⅰ有催化加速作用;反應Ⅰ速率遠大于反應Ⅱ,近似認為反應Ⅰ建立平衡后始終處于平衡狀態(tài)。忽略水的電離,其濃度視為常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}:(1)一定條件下,反應Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2,則該條件下水氣變換反應的焓變ΔH=(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。

(2)反應Ⅰ正反應速率方程為v=kc(H+)c(HCOOH),k為反應速率常數(shù)。T1溫度下,HCOOH電離平衡常數(shù)為Ka,當HCOOH平衡濃度為xmol·L-1時,H+濃度為mol·L-1,此時反應Ⅰ正反應速率v=mol·L-1·h-1(用含Ka、x和k的代數(shù)式表示)。

(3)T2溫度下,在密封石英管內(nèi)完全充滿1.0mol·L-1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產(chǎn)物均完全溶于水,含碳物種濃度與反應時間的變化關系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1時刻測得CO、CO2的濃度分別為0.70mol·L-1、0.16mol·L-1;反應Ⅱ達平衡時,測得H2的濃度為ymol·L-1。體系達平衡后c(CO)c(CO2)=(用含y相同條件下,若反應起始時溶液中同時還含有0.10mol·L-1鹽酸,則圖示點a、b、c、d中,CO新的濃度峰值點可能是(填標號)。與不含鹽酸相比,CO達濃度峰值時,CO2濃度(填“增大”“減小”或“不變”),c(CO)c(HCOOH答案(1)ΔH2-ΔH1(2)Kax(3)5(1-y)67.(2023湖南,16,14分)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料,可通過苯乙烯聚合制得。Ⅰ.苯乙烯的制備(1)已知下列反應的熱化學方程式: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計算反應④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1;

(2)在某溫度、100kPa下,向反應器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應④,其平衡轉化率為50%,欲將平衡轉化率提高至75%,需要向反應器中充入mol水蒸氣作為稀釋氣(計算時忽略副反應);

(3)在913K、100kPa下,以水蒸氣作稀釋氣、Fe2O3作催化劑,乙苯除脫氫生成苯乙烯外,還會發(fā)生如下兩個副反應:⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)以上反應體系中,芳香烴產(chǎn)物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S(S=轉化為目的產(chǎn)物所消耗乙苯的量已轉化的乙苯總量×100%)隨乙苯轉化率的變化曲線如圖所示,其中曲線b代表的產(chǎn)物是,理由是(4)關于本反應體系中催化劑Fe2O3的描述錯誤的是;

A.X射線衍射技術可測定Fe2O3晶體結構B.Fe2O3可改變乙苯平衡轉化率C.Fe2O3降低了乙苯脫氫反應的活化能D.改變Fe2O3顆粒大小不影響反應速率Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多種方法,其中一種方法的關鍵步驟是某Cu(Ⅰ)的配合物促進C6H5CH2X(引發(fā)劑,X表示鹵素)生成自由基C6H5C·H2,(5)引發(fā)劑C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是;

(6)室溫下,①Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反應平衡常數(shù)為K;②CuBr在水中的溶度積常數(shù)為Ksp。由此可知,CuBr在配體L的水溶液中溶解反應的平衡常數(shù)為(所有方程式中計量系數(shù)關系均為最簡整數(shù)比)。

答案(1)+118(2)5(3)甲苯隨著反應④進行,c(H2)增大,導致反應⑥速率加快,甲苯的選擇性提高(4)BD(5)C6H5CH2I(6)K·Ksp8.(2023遼寧,18,14分)硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析,該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG(熱重)曲線及DSC曲線(反映體系熱量變化情況,數(shù)值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰,則此時分解生成的氧化物有SO2、和(填化學式)。

(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下),副產(chǎn)物為亞硝基硫酸,主要反應如下:NO2+SO2+H2ONO+H2SO42NO+O22NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為。

(ⅱ)為了適應化工生產(chǎn)的需求,鉛室法最終被接觸法所代替,其主要原因是(答出兩點即可)。

(3)接觸法制硫酸的關鍵反應為SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1(ⅰ)為尋求固定投料比下不同反應階段的最佳生產(chǎn)溫度,繪制相應轉化率(α)下反應速率(數(shù)值已略去)與溫度的關系如下圖所示,下列說法正確的是。

a.溫度越高,反應速率越大b.α=0.88的曲線代表平衡轉化率c.α越大,反應速率最大值對應溫度越低d.可根據(jù)不同α下的最大速率,選擇最佳生產(chǎn)溫度(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能,我國科學家對其進行了改良。不同催化劑下,溫度和轉化率關系如下圖所示,催化性能最佳的是(填標號)。

(ⅲ)設O2的平衡分壓為p,SO2的平衡轉化率為αe,用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應的Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算)。

答案(1)CuOSO3(2)(ⅰ)催化劑(ⅱ)反應過程有NO、NO2參與,容易污染環(huán)境;制備的硫酸純度不高,含有副產(chǎn)物亞硝基硫酸等合理答案(3)(ⅰ)cd(ⅱ)d(ⅲ)α9.(2022廣東,19,14分)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應用。(1)催化劑Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加熱分解制備,反應同時生成無污染氣體。①完成化學方程式:(NH4)2Cr2O7Cr2O3++。

②Cr2O3催化丙烷脫氫過程中,部分反應歷程如圖1,X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)?列式表示)。

圖1③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。設計從NH3出發(fā)經(jīng)過3步反應制備HNO3的路線(用“→”表示含氮物質(zhì)間的轉化);其中一個有顏色變化的反應的化學方程式為。

(2)K2Cr2O7溶液中存在多個平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡:(ⅰ)Cr2O72-(aq)+H2O(l)2HCrO4-(aq)K1=3.0×10-2(ⅱ)HCrO4-(aq)CrO42-(aq)+H+(aq)K2=3.3×10-7①下列有關K2Cr2O7溶液的說法正確的有。

A.加入少量硫酸,溶液的pH不變B.加入少量水稀釋,溶液中離子總數(shù)增加C.加入少量NaOH溶液,反應(ⅰ)的平衡逆向移動D.加入少量K2Cr2O7固體,平衡時c2(HCrO4-)與c(Cr2O②25℃時,0.10mol·L-1K2Cr2O7溶液中l(wèi)gc(CrO42-)c(Cr2O72-)隨pH的變化關系如圖2。當pH=9.00時,設Cr2O72-、HCrO4-與CrO42-的平衡濃度分別為x、y、zmol·L-1,則圖2③在稀溶液中,一種物質(zhì)對光的吸收程度(A)與其所吸收光的波長(λ)有關;在一定波長范圍內(nèi),最大A對應的波長(λmax)取決于物質(zhì)的結構特征;濃度越高,A越大?；旌先芤涸谀骋徊ㄩL的A是各組分吸收程度之和。為研究pH對反應(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影響,配制濃度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液,測得其A隨λ的變化曲線如圖3。波長λ1、λ2和λ3中,與CrO42-的λmax最接近的是;溶液pH從a變到b的過程中,c(H+)·圖3答案(1)①N2↑4H2O②E1-E2+ΔH+E3-E4③NH3NONO2HNO32NO+O22NO2或3NO2+H2O2HNO3+NO,4NO2+O2+2H2O4HNO3(2)①BD②x+12y+12z當pH=9.00時,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)某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實現(xiàn)氧循環(huán)。其中涉及反應:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)回答問題:(1)已知:電解液態(tài)水制備1molO2(g),電解反應的ΔH=+572kJ·mol-1。由此計算H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH=kJ·mol-1。

(2)已知:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)的平衡常數(shù)(K)與反應溫度(t)之間的關系如圖1所示。圖1①若反應為基元反應,且反應的ΔH與活化能(Ea)的關系為|ΔH|>Ea。補充完成該反應過程的能量變化示意圖(圖2)。圖2②某研究小組模擬該反應。溫度t下,向容積為10L的抽空的密閉容器中通入0.1molCO2和0.4molH2,反應平衡后測得容器中n(CH4)=0.05mol。則CO2的轉化率為,反應溫度t約為℃。

(3)在相同條件下,CO2(g)與H2(g)還會發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反應:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)在反應器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶4通入反應物,在不同溫度、不同催化劑條件下,反應進行到2min時,測得反應器中CH3OH、CH4濃度(μmol·L-1)如下表所示。催化劑t=350℃t=400℃c(CH3OH)c(CH4)c(CH3OH)c(CH4)催化劑Ⅰ10.812722345.242780催化劑Ⅱ9.2107753438932在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應,0~2min生成CH3OH的平均反應速率為μmol·L-1·min-1;若某空間站的生命保障系統(tǒng)實際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應條件,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)(