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安徽省合肥市2021届-2023届高考化学三年模拟(一模)按题型分类汇编-02非选择题
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这是一份安徽省合肥市2021届-2023届高考化学三年模拟(一模)按题型分类汇编-02非选择题,共28页。试卷主要包含了填空题,工业流程题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
安徽省合肥市2021届-2023届高考化学三年模拟(一模)按题型分类汇编-02非选择题
一、填空题
1.(2021·安徽合肥·统考一模)钒性能优良,用途广泛,有金属“维生素”之称。完成下列填空:
(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应后生成VO2+等离子,该反应的化学方程式是____。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,完善并配平反应的离子方程式______。
ClO+ VO2++ = Cl-+ VO+
(3) V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体,该气体能与Na2SO3溶液反应被吸收,则、Cl-、VO2+还原性由大到小的顺序是____。
(4)在20.00 mL 0.1 mol.L-1 溶液中,加入0.195g锌粉,恰好完全反应,则还原产物可能是 ___。
a.VO2+ b. c. V2+ d.V
2.(2021·安徽合肥·统考一模)乙烯产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志。回答下列问题:
(1)实验室可用乙醇与浓硫酸共热制取乙烯,乙醇所含官能团的名称为_______。
(2)乙醇制乙烯过程中会产生和等杂质。
①检验产物中的方法是_______,的电子式为_______。
②也能使酸性溶液褪色,写出反应的离子方程式_______。
③和均能与溶液反应,写出与溶液反应的化学方程式_______。(已知常温下,,,)
(3)一种由乙烯制备聚丙烯酸甲酯的合成路线如图:
①的反应类型是_______。
②D的结构简式为_______,与E具有相同官能团的同分异构体还有_______种。
③出由E合成聚丙烯酸甲酯的化学方程式_______。
3.(2023·安徽合肥·统考一模)PtRu@Pd纳米核壳材料是氢能源燃料电池的重要催化剂。某研究团队提出一种可重复制备该催化剂的方案,步骤如下:
步骤一、在95℃下,将溶液加入一定量十六烷基三甲基溴化铵()水溶液中。
步骤二、向混合溶液中逐渐加入一定量的碱性水溶液,持续搅拌30分钟,离心分离,多次洗涤,得到Pd纳米颗粒。
步骤三、将所得Pd纳米颗粒分散在超纯水中,添加后搅拌。加入特定组成的PtRu前体,再加入的碱性水溶液,80℃下搅拌3小时,离心洗涤后得到PtRu@Pd纳米核壳材料(如图a)。
已知:十六烷基三甲基溴化铵()是一种表面活性剂,其工作原理如图b所示:
回答下列问题:
(1)配制溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、_______。
(2)的电子式为_______;配平并完成与反应制备纳米Pd的离子方程式:_______。其中可用以下_______代替(填标号)。
A.亚硫酸钾 B.氯水 C.硝酸 D.维生素C
(3)步骤二中多次洗涤的目的是为了得到纯净的Pd纳米颗粒,检验其洗净的方法是_______。
(4)步骤三中保持温度为80℃的方法是_______。
(5)在整个过程中,十六烷基三甲基溴化铵()的作用是_______。
二、有机推断题
4.(2021·安徽合肥·统考一模)对氨基苯甲酸乙酯是临床常用的—种手术用药。以有机物A (C7H8)为起始原料的合成路线如下:
完成下列填空:
(1)A的名称是____,C官能团的名称是___________
(2)写出第③步反应的化学方程式_______________
(3)下列说法正确的是____。
a.对氨基苯甲酸乙酯的分子式为C9H11O2N
b.B苯环上的一氯代物共有3种
c.①、②反应类型相同,③、④反应类型相同
5.(2023·安徽合肥·统考一模)苯甲醇可用作局部止痛注射剂,在有机药物合成中应用广泛,其用于合成某药物中间体D并得到F的流程如下:
已知:
请回答下列问题:
(1)A中碳原子的杂化方式为_______,下列处于激发态氧原子的价电子轨道表达式为_______(填标号)。
A. B. C. D.
(2)写出由A生成B反应的化学方程式_______。
(3)C中含氧官能团的名称为_______,D的结构简式是_______,由E生成F的反应类型为_______。
(4)G是A的同系物,且比A多一个碳原子,则G的结构有_______种(不含立体异构)。
(5)碳不仅是组成有机物的重要元素,在超分子领域也发挥着重要作用。由Mo将2个分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示:
①Cr与Mo同族,Cr基态原子的外围电子排布式是_______,核外未成对电子数有_______个。
②该超分子中除配位键外还存在的化学键类型有_______(填标号)。
A.氢键 B.σ键 C.π键 D.离子键
③与金刚石均为碳的单质,从结构与性质之间的关系解释的熔点远低于金刚石的原因是_______。
三、实验题
6.(2021·安徽合肥·统考一模)亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。
I.实验室制备亚硝酸钠
某化学兴趣小组设计如下实验装置(略去夹持仪器)制各亚硝酸钠。
已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2,②酸性条件下,NO、NO2或都能与反应生成和Mn2+。
回答下列问题:
(l)装置C的名称是____,试剂X的名称是____。
(2)为制得少量亚硝酸钠,上述装置按气流方向连接顺序为A→( )→( )→( )→( )→D(装置可重复使用)。
(3)加入浓HNO3前,需先向装置内通一段时间N2,目的是 ____。
(4)D中主要反应的离子方程式为________。
Ⅱ,市售亚硝酸钠含量测定
(5)已知市售亚硝酸钠主要成分是NaNO2(含NaNO3、水等杂质),可以采用KMnO4测定含量(其中杂质不跟酸性KMnO4溶液反应)。称取5.0 g市售亚硝酸钠样品溶于水配制成250 mL的样品溶液。取25.00mL样品溶液于锥形瓶中,用稀硫酸酸化后,再用0.1000 mol/L的KMnO4标准液进行滴定,消耗KMnO4标准液体积28.00 mL。判断滴定终点的现象是____,该市售亚硝酸钠中NaNO2的质量分数是____。
7.(2021·安徽合肥·统考一模)钙钛矿是一类陶瓷卤化物,通式为,在高温催化及光催化方面应用前景广泛。实验室制备一种钙钛矿型复合物的方法为:
实验用品:氯化锌、溴化铅、碳酸铯、十八烯、油酸、油胺。
实验步骤:
①将适量、、十八烯加入仪器A中,抽气后通入,重复3次;
②将混合物升温至进行干燥,注入一定量油酸、油胺,待溶液澄清透明后升温到,迅速注入铯前体,5s后停止反应:
③将步骤②中所得混合物与乙酸甲酯按一定比例混合后离心,分离出沉淀;
④将步骤③中所得沉淀溶解在正己烷中,加入乙酸甲酯离心,再次分离出沉淀,所得沉淀溶解在正庚烷中,离心除去剩余固体,上层清液即为纳米晶体的分散系。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______,仪器B的进水口是_______(用“a”或者“b”表示)。
(2)通入氮气的目的是_______。
(3)铯前体是由碳酸铯与油酸加热时反应得到的产物,反应的化学方程式是_______。
(4)步骤③中乙酸甲酯的作用是_______。
(5)可通过检验氯离子来证明步骤④剩余固体中含有未反应完的,检验氯离子的方法是_______。
(6)可用电感耦合等离了体质谱来确定产品中各元素的含量。取0.5g产品溶于稀硝酸、测得锌、铅,则x的值是_______。(保留小数点后2位)
四、工业流程题
8.(2021·安徽合肥·统考一模)利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、 Ni,还含少量Fe、Al等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺流程如下。
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
金属离子
Fe2+
Fe3+
Al3+
Ni2+
Co2+
开始沉淀的pH
6.3
1.5
3.4
6.2
7.15
沉淀完全的pH
8.3
2.8
4.7
8.9
9.15
(l)用硫酸浸取金属电极芯时,提高浸取率的方法有____(写出一种合理方法即可)。
(2)沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、____,“浸出液”调节pH的范围为____,调节pH选用的试剂可以是____ (选填序号)。
a铁 b氨水 c碳酸钠溶液 d.稀硫酸
(3)“母液1”中加入NaClO反应的离子方程式为____。
(4)向Co(OH)3中加入H2SO4.H2O2混合液,H2O2的作用是____。
(5)“母液3”中应控制Na2CO3用量使终点pH为85为宜,此时c(Co2+)小于__mol/L;为防止生成Co(OH)2沉淀,可用NH4HCO3代替Na2CO3制得CoCO3,写出该反应的离子方程式____。(已知:Ksp[Co(OH)2]=2×10-l5)
(6)由“母液4”获取NiSO4.7H2O的操作是____,____,过滤,洗涤。
9.(2021·安徽合肥·统考一模)铍在军工、航天、陶瓷、玻璃制造等行业应用广泛。一种以绿柱石(主要含有、、、和等)为原料制取单质被的工艺流程如图所示:
已知:铍和铝的化学性质相似,熔融时较难电离,在时会溶解。
回答下列问题:
(1)加快“酸浸”速率可采取的方法是_______(写出一种方法),滤渣的主要成分是_______。
(2)“除铝”过程中,经过加热浓缩、冷却结晶,可除去部分铁铝,其中大部分铝会以铝铵矾的形式析出,写出生成铝铵矾的化学方程式_______。
(3)“除铁”时加入的作用是_______。
(4)常温下,“沉铍”时加入氨水调节至7.5,列式计算说明此时溶液中的是否沉淀完全:_______(已知:常温下当溶液中的离子浓度小于时,可认为该离子沉淀完全。)
(5)若在“沉铍”时加入过量的溶液,测铍的存在形式是_______(填离子符号)。
(6)写出加热条件下“氯化”反应的化学方程式_______。
(7)“电解”熔融,制取时需要加入,其作用是_______。
10.(2023·安徽合肥·统考一模)一种由铜阳极泥(主要成分有Se、、等,还含有少量的Au、Pt等贵金属)提取Se,同时回收Ag和Cu的工艺流程如下图所示。
已知:①硒的沸点685℃,在空气中加热时会被氧化。
②在该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和恰好沉淀完全的pH如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
4.0
8.1
恰好沉淀完全的pH
6.7
10.1
回答下列问题:
(1)为了提高“浸出”效果,可采取的措施有_______(写出一种合理措施);浸出渣的主要成分是_______。
(2)工业上铜阳极泥还可以用浓硫酸浸出,从产物角度分析其缺点是_______。
(3)铜阳极泥中的硒元素主要以形式留在浸出液中,写出Se单质在“浸出”时反应的离子方程式_______。
(4)“沉硒”所得粗硒可采用真空蒸馏的方法提纯,采用真空蒸馏的目的是_______。
(5)加入NaOH进行“沉铜”处理,调节溶液pH的范围是_______。
(6)已知:常温下, , 。“溶浸”时发生反应的离子方程式为,常温下,该反应的平衡常数K=_______。
(7)“还原”时,工业上常用HCHO在碱性下还原得到Ag,反应后所得滤液3可进入_______操作中循环利用(填流程中操作名称)。
五、原理综合题
11.(2021·安徽合肥·统考一模)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用可以减少碳排放,对保护环境有重要意义。回答下列问题:
(1)碱液吸收。用NaOH溶液捕获CO2,若所得溶液中c()∶c()=2∶1,则溶液pH=_______。(室温下,H2CO3的K1=4×l0-7;K2=5×10-11)。
(2)催化转化。以CO2、H2为原料在催化剂作用下合成CH3OH涉及的主要反应如下,答下列问题:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.4kJ/mol
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
①ΔH3=____kJ/mol。
②一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,经tmin达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,这段时间内以H2O(g)表示的化学反应速率为______________mol∙L-1∙min-1(用含a、b、V、t的代数式表示)。
③不同压强下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度(T)的变化关系如下图所示。
其中纵坐标表示CH3OH的平衡产率的是____(填“X”或“Y”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为____;温度高于T1时,Y几乎相等的原因是____。
④为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为____(填标号)。
A.低温、低压 B.高温、高压 C.低温、高压 D.高温、低压
(3)电解转化。电解CO2制得甲酸盐(HCOO-)的原理示意图如下。
①写出阴极的电极反应式____
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是____
12.(2021·安徽合肥·统考一模)资源化在推进能源绿色转型,实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。
Ⅰ. 与催化重整制合成气是研究热点之一、发生的主要反应有:
反应①:
反应②:
(1)有关化学键键能数据如表:
化学键
H-O
C=O
键能/
436
463
803
1076
则反应②的反应热_______。
(2)对于上述反位体系,下列说法错误的是_______。
A.增大的浓度,反应①②的正反应速率均增加
B.恒容密闭容器中当气体密度不变时,反应达到平衡状态
C.加入催化剂,可提高的平衡转化率
(3)恒压下进行与催化重整实验。初始压强为,起始投料,和的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。
①曲线_______(填“A”或“B”)表示的平衡转化率。
②800K,反应至转化率达到X点时,v(正)_______v(逆)(填“>”、“”,或“=”),其原因是_______。
参考答案:
1. c
【详解】(1)由题意可知,V2O5与稀硫酸、亚硫酸钾反应生成VOSO4、K2SO4,由元素守恒可知还生成H2O,配平后化学方程式为:。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液, 与发生氧化还原反应,生成和Cl-,氯元素化合价由+5降低为−1,共降低6价,V元素化合价由+4升高为+5,共升高1价,化合价升降最小公倍数为6,则按得失电子数守恒、元素质量守恒、电荷守恒,得离子方程式为:
(3) V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体即氯气,则盐酸中氯元素化合价从-1价升高到0价,Cl-为还原剂,VO2+为还原产物,已知还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则还原性:Cl->VO2+,氯气能与Na2SO3溶液反应被吸收,氯气将亚硫酸根氧化生成硫酸根、自身被还原为Cl−,离子反应方程式为: ,则还原性: ;因此、Cl-、VO2+还原性由大到小的顺序是。
(4)在20.00 mL 0.1 mol.L-1溶液中,加入0.195g锌粉,恰好完全反应,则与锌的物质的量之比为2:3,,则V元素化合价降低3价,从+5价降低到+2价,则还原产物可能是V2+,答案为c。
2.(1)羟基
(2) 将气体通入品红溶液,溶液褪色
(3) 氧化反应 4 nCH2=CHCOOCH3
【解析】(1)
乙醇的结构简式为CH3CH2OH,所含官能团的名称为羟基;
(2)
①具有漂白性,检验产物中的方法是将气体通入品红溶液,溶液褪色,为共价化合物,分子中存在两个碳氧双键,二氧化碳正确的电子式为:;
②也能使酸性溶液褪色,反应生成硫酸钾、硫酸锰和硫酸,反应的离子方程式为;
③和均能与溶液反应,已知常温下,,,,HClO的酸性强于,与溶液反应的化学方程式为;
(3)
①是丙烯发生氧化反应生成丙烯醛,反应类型是氧化反应;
②D与甲醇在浓硫酸催化下发生酯化反应生成丙烯酸甲酯和水,则D为丙烯酸,其结构简式为,E为,与E具有相同官能团的同分异构体的还有HCOOCH=CHCH3、HCOOCH2CH=CH2、HCOOC(CH3)=CH2、CH3COOCH=CH2共4种;
③由E合成聚丙烯酸甲酯的化学方程式为nCH2=CHCOOCH3。
3.(1)100mL容量瓶、胶头滴管
(2) AD
(3)取适量洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明洗涤干净
(4)水浴加热
(5)为限制金属颗粒增长,防止金属颗粒过大
【详解】(1)配制溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管;
(2)N2H4中氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键,电子式为:;反应中N元素由-2价变为0价,Pd由+2价变为0价,结合得失电子守恒,配平为,其中化合价升高为还原剂,则可用亚硫酸钾、维生素C代替;
(3)Pd纳米颗粒制备过程生成氯离子,检验其洗净的方法是取适量洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明洗涤干净;
(4)步骤三中保持温度为80℃的方法是水浴加热;
(5)在整个过程中,十六烷基三甲基溴化铵()的作用是为限制金属颗粒增长,防止金属颗粒过大。
4. 甲苯 硝基、酯基 a
【分析】由流程知,A→B为硝化反应,苯环上引入硝基,则A (C7H8)为甲苯,硝基处于甲基的对位,则反应②为甲苯上甲基被氧化为羧基的反应,反应④为还原反应,是硝基转变为氨基的反应,则反应③是羧基的酯化反应,与乙醇在浓硫酸、加热下的酯化反应,据此回答;
【详解】(1)据分析,A的名称是甲苯,C官能团的名称是硝基、酯基。
(2)写出③步反应为反应③是对硝基苯甲酸的酯化反应,与乙醇在浓硫酸、加热下的酯化反应,化学方程式:。
(3) a.由结构简式可知:对氨基苯甲酸乙酯的分子式为C9H11O2N,a正确;
b.B苯环上有2种氢原子,故苯环上的一氯代物共有2种,b错误;
c.①为取代反应、②为氧化反应,反应类型不相同,③为酯化反应从属于取代反应、④为还原反应,反应类型不相同,c错误;
则说法正确的是a。
5.(1) sp2、sp3 D
(2)
(3) 羧基 酯化反应或者取代反应
(4)5
(5) 3d54s1 6 BC 属于分子晶体,金刚石为共价晶体,分子晶体间的作用力是范德华力,共价晶体间的作用力为共价键,共价键的键能远远强于分子间作用力,故的熔点远低于金刚石
【分析】由A生成B是醇的催化氧化生成醛的反应,故B为,根据信息可知C在一定条件下生成D,D加聚反应生成E,根据E回推可知D的结构式为,由E生成F发生酯化反应;
【详解】(1)A中苯环中的碳原子的杂化方式为sp2,侧链中C原子为sp3杂化;O原子的价电子为2s22p4,A.属于O原子的基态价电子轨道表达式,故A不符合题意;
B.为O原子的基态价电子轨道表达式,故B不符合题意;
C.为O-离子的基态价电子轨道表达式,,故C不符合题意;
D.2s上1个电子吸收能量跃迁到2p上,属于O原子的激发态价电子轨道表达式,故D符合题意;
故答案为D。
(2)由A生成B是醇的催化氧化生成醛的反应,反应的化学方程式为 ;
(3)根据结构简式可知C中含氧官能团的名称为羧基;D加聚反应生成E,根据E回推可知D的结构式为;根据流程可知由E生成F发生酯化反应,故反应类型为酯化反应或者取代反应;
(4)G是A的同系物,且比A多一个碳原子,都属于醇类,故G的分子式为C8H10O,则G的结构有甲基在邻间对,3种, ,共5种;
(5)①Cr与Mo同族,Cr基态原子的外围电子排布式是3d54s1,核外未成对电子数有6个;
②该超分子中除配位键外还存在共价键σ键,有双键,即存在π键,该超分子不是离子化合物,不存在离子键,故答案为BC;
③与金刚石均为碳的单质,属于分子晶体,金刚石为共价晶体,分子晶体间的作用力是范德华力,共价晶体间的作用力为共价键,共价键的键能远远强于分子间作用力,故的熔点远低于金刚石;
6. (球形)干燥管 蒸馏水或水 E C B C 排出装置中的空气,防止NO被氧化为NO2 当最后一滴高锰酸钾标准液滴入时,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内无变化 96.6%
【分析】已知2NO+Na2O2=2NaNO2,可见B为合成NaNO2的装置,由于过氧化钠能和水反应,故B应该是干燥环境,B需连接C装置,A中铜和浓硝酸反应生成NO2,经过E装置,和水反应生成NO,经干燥后进入B装置,氮氧化物有毒,因此用装置D、氮氧化物和高锰酸钾反应进行尾气处理;
【详解】I.(l)由图知,装置C为(球形)干燥管,试剂X的名称是水。
(2)据分析,为制得少量亚硝酸钠,上述装置按气流方向连接顺序为A→E→C→B→C→D。
(3)利用反应2NO+Na2O2=2NaNO2制备亚硝酸钠,故要防止NO被氧化为NO2,因此加浓HNO3前,需先向装置内通一段时间N2,以排净空气,防止NO被氧化为NO2。
(4)已知,酸性条件下,NO、NO2或都能与反应生成和Mn2+。D中NO被酸性高锰酸钾氧化了为硝酸根离子,N元素化合价从+2升到+5,高锰酸钾中锰元素化合价从+7降低到+2,按得失电子守恒、元素质量守恒得主要反应的离子方程式为。
Ⅱ(5)硫酸参与下,高锰酸钾和亚硝酸钠溶液反应的化学方程式为:,由此:滴定终点的现象是当最后一滴高锰酸钾标准液滴入时,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内无变化;25.00mL样品溶液用0.1000 mol/L的KMnO4标准液进行滴定,消耗KMnO4标准液体积28.00 mL,则有:,则,该市售亚硝酸钠中NaNO2的质量分数是=96.6%。
7.(1) 三颈烧瓶(或三口烧瓶、三颈瓶) b
(2)排除氧气防止反应物被氧化
(3)
(4)溶解并除去未反应完的油酸、油胺、十八烯
(5)取少量最后固体加入稀硝酸溶解,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀
(6)0.22
【解析】(1)
仪器A的名称为三颈烧瓶,仪器B为直型冷凝管,冷凝水应下口进上口出,因此进水口为b。
(2)
通入氮气是为了将容器内的空气排净,防止反应物被氧化。
(3)
碳酸铯为碳酸盐,油酸能电离出氢离子,两者反应生成铯前体的化学方程式为:。
(4)
乙酸甲酯的作用是将未反应完的油酸、油胺、十八烯溶解并除去。
(5)
检验氯离子的方法为:取少量最后固体加入稀硝酸溶解,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀,说明剩余固体中含有未反应完的氯化锌。
(6)
化学式中锌原子和铅原子个数比,7x=2-2x,9x=2,x≈0.22。
8. 适当的升高温度或将金属电极芯研成粉末 Al(OH)3 5.2⩽pH v(逆);若要使的转化率由X点达到Y点,即使反应达到平衡,改变的外界条件可以是增大的浓度或分离出产物等均可;
③800K,的平衡转化率为40%,转化的物质的量10 mol×40%=4mol,的平衡转化率为20%,转化的物质的量10 mol×20%=2mol,列三段式:反应①:,反应②:,在恒温恒压下,反应①的分压平衡常数;
(4)
由原理图可知,A电极上CO2→CO,C元素化合价降低、发生还原反应,则A电极为阴极,B电极为阳极,阴极反应式为。
13.(1) CO2、CH4
(2) D B
(3)3.70
(4) < 依据图像数据得知B和D的化学平衡常数分别为K(B)=2.25、K(D)=3,又i为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数变大
【详解】(1)由图可知,总反应为氢气和二氧化碳反应生成甲烷和水,;甲烷、二氧化碳分子中含碳氢、碳氧极性键,分子为对称结构,为非极性分子;
(2)①反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和,故反应i的;
②生成甲醇的反应为放热、气体分子数减小的反应,则低温高压利于平衡正向移动,提高甲醇产率,故选D;
③A.上述反应在恒压体系中进行,所以气体压强始终保持不变,则气体压强不再变化,说明反应达到平衡,A不符合题意;
B.物质的总质量不变,反应的气体分子数减小,则气体平均相对分子质量不再变化,说明反应达到平衡,B符合题意;
C.和的物质的量之比为,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不符合题意;
D.和的投料比等于反应的系数比,故物质的量之比为定值,其不会变化,不说明反应达到平衡,D不符合题意;
故选B;
(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应ii,达平衡时,的转化率为80%,则反应氢气2.4mol,生成甲醇、水均为0.8mol,反应后二氧化碳、氢气分别为0.2mol、0.6mol,则该温度下的平衡常数;
(4)B进气比=1:1,设投料均为1mol,二氧化碳转化率为60%,则平衡后二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分别为0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol,反应为气体分子数不变的反应,则此时;同理,,i为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数变大,故B和D两点的温度。
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