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浙江省杭州市四校2023-2024学年高二上学期10月联考化学试题（Word版附解析）
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这是一份浙江省杭州市四校2023-2024学年高二上学期10月联考化学试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了 已知等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号(填涂)；
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
一、选择题(本大题共16小题，每小题3分，共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1. 中华民族的发明创造为人类文明进步做出了巨大贡献，下列过程主要是利用化学反应中能量变化的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．神十一载人飞船发射过程中燃料燃烧发生氧化还原反应，放出大量热，符合题意，故A选；
B．粮食酿醋主要是利用淀粉水解得到葡萄糖，葡萄糖分解得到乙醇，然后乙醇在转化为乙酸，不符合题意，故B不选；
C．湿法炼铜，二价铜离子还原为铜，利用铁的还原性，不符合题意，故C不选；
D．打磨磁石制司南是物体形状的改变，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意，故D不选；
故选A。
2. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法
B. 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
C. 锌与稀硫酸反应，加入少量硫酸铜反应速率会加快
D. 实验室检验的方法：取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
【答案】C
【解析】
【详解】A．氯气与水发生反应，在饱和食盐水中浓度比纯水的大，增大氯离子浓度，化学平衡逆向移动，导致氯气溶解度减小，氯气逸出，故可用排饱和食盐水的方法收集氯气，可以用勒夏特列原理解释，A不符合题意；
B．合成氨的反应中，将混合气体中的氨气液化，减小了生成物浓度，平衡向着正向移动，有利于合成氨反应，可以用勒夏特列原理解释，B不符合题意；
C．锌与稀硫酸反应，加入少量硫酸铜，锌与硫酸铜发生置换反应，置换出铜单质后形成原电池，反应速率会加快，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；
D．存在平衡：，加入氢氧化钠，化学平衡向生成氨气方向移动，能用化学平衡移动原理解释，D不符合题意；
答案选C。
3. 根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：
下列说法正确的是
A. ΔH5＞0B. ΔH1+ΔH2=0
C. ΔH3=ΔH4+ΔH5D. ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．气态水转化为液态水放出热量，则△H5＜0，故A错误；
B．氢氧化钙生成氧化钙固体和水蒸气，与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆的过程，水蒸气变成液态水会放出热量，△H1+△H2≠0，故B错误；
C．⑤H2O(g)=H2O(l)、④CaO(s)=CaO(s)，⑤+④不能得到510℃时Ca(OH)2(s)，则△H3≠△H4+△H5，故C错误；
D．由盖斯定律可知，①+②+④+⑤=-③，即△H1+△H2+△H4+△H5=-△H3，可知△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=0，故D正确；
故选：D。
4. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知 ，则H2的燃烧热为−241.8kJ/ml
B. 已知 ； ，则
C. 含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：
D. 已知 ，则将和置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A．燃烧热是1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，选项中水不是稳定氧化物，应为液态水，选项A错误；
B．等量的碳完全燃烧比不完全燃烧放热更多，故，B错误；
C．酸碱反应是放热反应，焓变为负值，含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（1）△H=-57.4kJ/ml，选项C正确；
D．题中所给反应是可逆反应，将2mlSO2和1mlO2充入一密闭容器中反应，放出的热量小于QkJ ，选项D错误。
5. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．温度计的水银柱不断上升说明稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应为放热反应，故A不符合题意；
B．由图可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故B不符合题意；
C．反应开始后，甲处液面低于乙处液面说明X和Y的反应为放热反应，故C不符合题意；
D．锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应生成的氢气会使针筒活塞向右移动，则反应开始后，针筒活塞向右移动不能说明锌与稀硫酸的反应为放热反应，故D符合题意；
故选D。
6. 已知： ； ，下列说法正确的是
A. 等物质的量的正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B. 正丁烷的稳定性大于异丁烷
C. 异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D. 异丁烷分子中的碳氢键的数量比正丁烷的多
【答案】A
【解析】
【详解】A．等物质的量的正丁烷完全燃烧放出的热量大于异丁烷完全燃烧放出的热量，可知等物质的量的正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，故A正确；
B．能量越低越稳定，相等物质的量的正丁烷的能量大于异丁烷，所以正丁烷的稳定性小于异丁烷，故B错误；
C．相等物质的量的正丁烷的能量大于异丁烷，异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程，故C错误；
D．异丁烷、正丁烷分子式都是C4H10，每个分子中都有10个碳氢键，故D错误；
选A。
7. 下列有关中和热实验的说法正确的是
A. 用铜丝替代环形玻璃搅拌棒，测得ΔH偏高
B. 强酸与强碱反应生成1 ml水的ΔH都约为－57.3 kJ·ml－1
C. 测定中和热实验中，读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D. 某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－52.3 kJ·ml－1，造成这一结果的原因不可能是：用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
【答案】A
【解析】
【详解】A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒，金属的导热性很好，会导致热量的散失，使测得的热量数值偏小，但△H偏高，故A正确；
B.强酸与强碱反应生成沉淀和水反应中，有中和热的同时，会伴随着沉淀热的生成，如硫酸与氢氧化钡发生中和反应，生成1ml水时放出的热量大于57.3 kJ·ml－1，故B错误；
C.测定中和热实验中，读取混合溶液最高温度为终止温度，故C错误；
D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度，该操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后反应放出的热量比实际放出的热量少，有可能，故D错误；
答案选A。
8. 对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4+2NO2N2+CO2+H2O。在1L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 ml CH4和1.2 ml NO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。
下列说法正确的是
A. 组别①中0-20 min内，NO2的降解速率为0.0125 ml/(L· min)
B. 0~10 min内，CH4的降解速率①>②
C. 40min时， 表格中T2对应的数据为0.15
D. 由实验数据可知实验控制的温度T1>T2
【答案】C
【解析】
【详解】A．组别①中，0-20min内，甲烷的变化量为0.5-0.25=0.25ml/L，则用NO2表示反应速车为，故A错误；
B．根据表中数据分析，前10分钟内T2温度下甲烷的物质的量交化量大，说明该温度高，所以0~10min内，CH4降解速率大，故B错误；
C．因为T2温度高，应在40分钟之前到平衡，根据50分钟时的数据分析，平街时的数据应为0.15，故C正确；
D．根据表中数据分析，前10分钟内T2温度下甲烷的物质的量交化量大，说明该温度高，故D错误；
故答案选C。
9. 我国科学家研制的高效固体催化剂LDH，实现了在常温常压、可见光条件下“人工固氮”，其原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 使用LDH，可同时提高反应速率和N2的平衡转化率
B. 反应过程中存在极性、非极性共价键的断裂与形成
C. 反应的△S<0
D. 当反应过程中转移了0.3ml电子时，能产生2.24LNH3
【答案】B
【解析】
【分析】该反应的化学方程式为，以此分析；
【详解】A．催化剂不能使平衡发生移动，使用LDH，可同时提高反应速率，但不能提高的转化率，A错误；
B．存在极性键、非极性键的断裂(H-O极性键、氮氮非极性键)与形成(H-N极性键、氧氧非极性键)，B正确；
C．根据方程式可知，生成的气体物质的量大于反应气体，则熵变值增大，C错误；
D．没有给出温度和压强，则无法准确计算出气体体积，D错误；
故选B。
10. 生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能，下列说法中正确的是
A. 因为键键能大，所以N2分子间作用力大，性质稳定
B. 过程放出能量
C. 反应为吸热反应
D. NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．N2性质稳定，是因为键键能大，与分子间作用力无关，A错误；
B．过程表示化学键形成过程，放出能量，B正确；
C．焓变=反应物总键能-生成物总键能，则，该反应为放热反应，C错误；
D．化学反应一定有化学键的断裂与生成，若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成，则一定不发生化学变化，D错误；
答案选B。
11. H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。
反应①：
反应②：
下列有关说法不正确的是
A. 反应①的
B. 总反应的活化能为
C. 反应过程中，HI在混合气体中的百分含量会先变大再变小
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．反应①的ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝E1－E2，A正确；
B．E1和E3分别代表反应过程中各步反应的活化能，总反应活化能为能量较高的E1，B正确；
C．由图可知，E1大于E3，即反应①为慢反应，反应②为快反应，故反应过程中，HI在混合气体中的百分含量一直较小，C错误；
D．反应①和②总的能量变化为218 kJ，并且是放热反应，所以H2(g)＋2ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218 kJ·ml－1，反应①与反应②相加可得总反应，，D正确；
故选C。
12. 为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是
A. 电解精炼铜，当阳极溶解64gCu时，电路中转移的电子数为
B. 标准状况下，11.2LCl2溶于水，溶液中Cl、ClO-和HClO的微粒数之和为
C. 1mlC2H4和C3H6组成的混合气体中所含碳碳双键的数目为
D. 0.1mlH2和0.1mlI2于密闭容器中充分反应后，分子总数等于
【答案】D
【解析】
【详解】A．电解精炼铜，阳极上铜、铁、锌等金属失电子，当阳极溶解64gCu时，电路中转移的电子数大于，故A错误；
B．标准状况下，11.2LCl2溶于水，只有部分氯气和水反应，所以溶液中Cl、ClO-和HClO的微粒数之和小于，故B错误；
C．C3H6可能是丙烯或环丙烷，1mlC2H4和C3H6组成的混合气体，若含有环丙烷，所含碳碳双键的数目小于，故C错误；
D．反应前后气体分子数不变，0.1mlH2和0.1mlI2于密闭容器中充分反应后，分子总数等于，故D正确；
选D。
13. 某医用超声清洗器带有臭氧消毒功能。其臭氧电解发生器的原理如图所示。下列叙述不正确的是
A. 阳极可能的副产物有O2
B. 阴极电极反应是： O2 + 4e- +4HR = 2H2O + 4R-
C. 装置所用的离子交换膜是阳离子交换膜
D. 容器内壁可用不锈钢、陶瓷、橡胶等材料
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，左侧连接电源的正极，则为电解池阳极，右侧固体酸电极为阴极；
【详解】A．阳极上水失去电子发生氧化反应生成臭氧，反应是3H2O-6e-=O3+6H+，副反应是2H2O-4e-=O2+4H+，A正确；
B．阴极上氧气得到电子发生还原反应生成水，反应为，B正确；
C．阳极生成氢离子、阴极消耗氢离子，离子交换膜应该是阳离子交换膜，由氢离子导电，C正确；
D．容器内壁不能用不锈钢、橡胶，因为不锈钢会与固体酸反应，橡胶易与O3反应，D错误；
故选D。
14. 用零价铁去除酸性水体中的是地下水修复研究的热点之一，下列有关叙述中错误的是
A. 甲图中作原电池的负极
B. 甲图中正极上发生的电极反应：
C. 零价铁去除的反应速率会随时间推移而减慢
D. 零价铁去除时加入的适量能直接还原，从而提高的去除率
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图中失电子发生氧化反应，铁作原电池的负极，故A正确；
B．甲图中硝酸根离子得电子发生还原反应生成铵根离子，正极上发生的电极反应：，故B正确；
C．根据图乙，铁表面形成不能导电的FeO(OH)，所以零价铁去除的反应速率会随时间推移而减慢，故C正确；
D．根据图丙，不能直接还原，故D错误；
选D。
15. 将4mlA气体和2mlB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：，若经2s后平衡，测得的体积分数为50%，下列说法中正确的是
①2s内，用A表示的平均速率为
②平衡时物质A的转化率为50%
③平衡时物质B的浓度为
④平衡常数为6.75
⑤在绝热恒容条件下，当容器中气体总压强恒定时，可判断反应达到平衡状态
A. ②④⑤B. ①③C. ②③⑤D. ③④
【答案】A
【解析】
【分析】列三段式有：
％=50％，解得：，据此分析解答。
【详解】①，①错误；
②平衡时A的转化率为，②正确；
③平衡时物质B的浓度为，③错误；
④平衡常数为，④正确；
⑤该反应反应前后气体总的物质的量不变，则在绝热恒容条件下，气体的总压强与容器内温度成正比，当容器中气体总压强恒定时，温度不再变化，反应达到平衡状态，⑤正确；
综上所述，正确的是②④⑤，故选A。
16. SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为VL的密闭容器中充入0.2 ml SCl2(g)，发生反应：。图中所示曲线分别表示反应在a min时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是
A. 的、
B. 当容器中气体密度恒定不变时，反应达到平衡状态
C. 55℃，向体积为0.5VL的容器中充入0.2 ml SCl2(g)，a min时SCl2(g)的转化率大于50%
D. 82℃，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1ml，此时＞
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，温度升高，平衡时SCl2的转化率增大，可知该反应为吸热反应，；该反应能自发进行，则，A错误；
B．＝，该反应在恒容密闭容器进行，V不变，反应物和生成物均为气体，气体总质量不变，则为一个恒定值，即永远不变，所以当容器中气体密度恒定不变时，不能确定该反应是否到达平衡状态，B错误；
C．由图可知，55℃，在体积为VL的密闭容器中充入0.2 ml SCl2(g)，a min时SCl2(g)的转化率等于50%，但反应未到达平衡，55℃，体积缩小为0.5VL，浓度增大，反应速率加快，所以a min时SCl2(g)的转化率大于50%，C正确；
D．由图可知82℃，SCl2的转化率为90%，得出三段式：， 求出平衡常数K=，在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1ml，此时浓度商Qc=1答案选C。
二、填空题(本大题共4题，共52分。)
17. 请根据要求回答相关问题：
（1）在装置a的试管里装入固体氢化钾(KH)，滴加适量水，观察到烧杯里澄清石灰水变浑浊，在反应后的试管里液几滴酚酞溶液，溶液变红色。该反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。写出KH与石灰水水反应的化学方程式：___________。
（2）在标准状况下，3.36L仅由C、H两种元素组成的某气体质量为2.4g，在25℃和101kPa下完全燃烧生成放出133.5KJ的热量。则该气体的分子式为___________；表示该气体燃烧热的热化学方程式为___________。
【答案】（1） ①. 放热 ②.
（2） ①. CH4 ②.
【解析】
【小问1详解】
在装置a的试管里装入固体氢化钾(KH)，滴加适量水，观察到烧杯里澄清石灰水变浑浊，析出氢氧化钙，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，说明碘化钾与水的反应为放热反应；KH与石灰水水反应的化学方程式：。
答案为：放热；。
【小问2详解】
则该气体的摩尔质量为：，该气体仅由C、H两种元素组成，则该气体的分子式为CH4；n(CH4)=0.15ml，在25℃和101kPa下完全燃烧生成放出133.5KJ的热量，该气体燃烧热的热化学方程式为： 。
答案为：CH4； 。
18. 请根据要求回答相关问题：
I．某小组用下图装置探究H2C2O₄溶液与酸性KMnO4溶液的反应(夹持装置略去)。
（1）仪器A的名称为___________。
（2）H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为___________。
（3）若以单位时间内生成的气体体积作为反应速率的观测指标，则量筒中最佳试剂为___________。
A. 饱和NaHCO3溶液B. 饱和NaCl溶液
C. 水D. 饱和Na2CO3溶液
Ⅱ．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
（4）①T1=___________；V2=___________。
②若t1<8，则由此实验可以得出的结论是___________。
③忽略溶液体积的变化，利用实验②中数据计算，0～8s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v=___________。(保留3个有效数字)
④H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液生成的Mn2+对该反应有催化作用。请以实验1为对照组，设计实验方案证明Mn2+的催化作用___________。
【答案】（1）分液漏斗
（2） （3）A
（4） ①. 293 ②. 3 ③. 当其他条件一定时，反应物浓度越大，反应速率越大 ④. ⑤. 其他条件与实验1相同，添加少量MnSO4固体，记录对比褪色时间，若褪色时间更短，说明Mn2+有催化作用
【解析】
【分析】探究外界条件对化学反应速率的影响实验时，两组实验中只有一个因素不同；若t1＜8，对比实验A、B，温度相同，高锰酸钾的浓度相同，而草酸的浓度不同根据图象中n(Mn2＋)随时间的增大，迅速升高，进行解释。
【小问1详解】
仪器A名称为分液漏斗。
【小问2详解】
H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为：。
【小问3详解】
收集二氧化碳采取排饱和碳酸氢钠溶液的方法，可降低二氧化碳在水中溶解度。
【小问4详解】
探究外界条件对化学反应速率的影响实验时，两组实验中只有一个因素不同，为不影响溶液混合导致浓度变化，则反应体系的总体相同，实验①，总体积为6mL，则V1=1mL，V2=3mL；实验②、③高锰酸钾及草酸的体积均相同，则探究温度不同时对反应速率的影响，还通过实验①、②对比试验探究浓度对化学反应速率的影响，则T1＝293K；
若t1＜8，对比实验①、②，温度相同，高锰酸钾的浓度相同，而草酸的浓度不同，且①中浓度大于②的，则①的反应时间小于②，结论为：其他条件相同，增大反应物浓度，反应速率增大；
；
以实验1为对照组，其他条件与实验1相同，添加少量MnSO4固体，记录对比褪色时间，若褪色时间更短，说明Mn2+有催化作用。
19. 燃料电池具有安全、高效的特点，请按要求回答下列问题。
I．新型甲醇(CH3OH)和O2燃料电池，装置如图a所示：
（1）b处的多孔碳电极是________(填“正极”或“负极”)；发生的电极反应式为_______。
Ⅱ．某兴趣小组的同学利用甲醇燃料电池探究氯碱工业原理等相关电化学问题，装置如图b所示，其中乙装置中X为离子交换膜。
（2）乙中X是___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
（3）利用丙装置进行粗铜的电解精炼，则要求粗铜板是图中电极___________(填图中的字母)。电解一段时间后，CuSO4溶液物质的量浓度___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅲ．乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
（4）①N电极上的电极反应式为___________。
②若有2mlH+通过质子交换膜并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为___________ml。
【答案】（1） ①. 负极 ②.
（2）阳 （3） ①. b ②. 减小
（4） ①. HOOC-COOH+2H++2e-=HOOC-CHO+H2O ②. 2
【解析】
【小问1详解】
甲醇(CH3OH)和O2燃料电池中通O2一极为正极、通CH3OH的一极为负极，所以b为负极，负极发生氧化反应，交换膜为质子交换膜，故负极反应式为：；
【小问2详解】
甲原电池通甲醇一极为负极，乙电解池中铁作阴极、C作阳极电解饱和食盐水，，阴极产生的OH-能和阳极产生的Cl2反应，所以乙中X是阳离子交换膜，阻止两者接触反应；
【小问3详解】
丙电解池中a作阴极、b作阳极电解精炼铜，应以粗铜作阳极，所以b是粗铜；电解过程中阳极除了铜溶解还有其他比铜活泼的金属也溶解以阳离子进入溶液，但在阴极得电子的阳离子只有铜离子，阴阳两极转移的电子相等，所以阳极溶解的铜小于阴极析出的铜的质量，故电解一段时间后，CuSO4溶液物质的量浓度减小；
【小问4详解】
由H+的迁移方向可知N为阴极，发生还原反应，又两极室均可产生乙醛酸，所以阴极是乙二酸生成乙醛酸，电极反应式为HOOC-COOH+2H++2e-=HOOC-CHO+H2O；2mlH+通过质子交换膜，则据阴极反应式：HOOC-COOH+2H++2e-=HOOC-CHO+H2O，即阴极生成1ml乙醛酸,阳极反应式为,生成的氯气与乙二醛反应：,当电池中转移2ml电子时，阳极也生成1ml乙醛酸，故共生成2ml乙醛酸。
20. 二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为：
①
②
③
（1）根据上述反应求：④ ___________。
（2）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上反应④的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
写出该历程中决速步骤的化学方程式：___________。
（3）在一体积可变的密闭容器中，在保持aMPa下，按照n(H2)/n(CO2)=3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示：
①图中m曲线代表的物质为___________。
②下列说法正确的是___________ (填标号)。
A．180~380℃范围内，H2的平衡转化率始终低于CO2
B．温度越高，越有利于工业生产CH3OH
C．一定时间内反应，加入选择性高的催化剂，可提高CH3OH的产率
D．150~400℃范围内，随着温度的升高，CO2的反应速率先减小后增大
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，270℃时反应①的分压平衡常数为___________ (保留2位有效数字)。
（4）为了提高甲醇选择性，CH3OH的选择性是指转化的CO2中生成CH3OH的百分比，某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，原理如图所示。
保持压强为3MPa，温度为260℃，向密闭容器中按投料比n(H2)/n(CO2)=3投入一定量CO2和H2，不同反应模式下CO2的平衡化率和CH3OH的选择性的相关实验数据如下表所示。
由表中数据可知，在分子筛膜催化反应器模式下，CO2的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因是___________。
【答案】（1）-41 （2）或
（3） ①. CH3OH ②. AC ③. 0.015
（4）双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，平衡右移，二氧化碳的产率增大
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知。
【小问2详解】
过渡态1对应的活化能为1.59+0.32=1.91，过渡态2对应的活化能为1.86+0.16=2.02，由此可知步骤2为整个反应历程的决速步，该历程中决速步骤的化学方程式为或。
【小问3详解】
①根据反应②和③可知，其反应的产物都有CH3OH生成，且和都小于零，也就是说，温度升高，它们的平衡都会逆向移动，从而使CH3OH的产量变少，则CH3OH在含碳产物中物质的量分数减小，故符合这个规律的是曲线m，故答案为：CH3OH；
②A．起始n(CO2)：n（H2）=1：3投料，只发生反应③时，CO2、H2转化率相同，只发生反应①时，CO2的转化率大于H2的平衡转化率，当①、③都发生时H2的平衡转化率始终低于CO2，故A正确；
B．由图可知，温度越低，CH3OH的含量越高，越有利于工业生产CH3OH，故B错误；
C．一定时间内反应，加入选择性高的催化剂，可让生成CH3OH的反应快速达到平衡，而其他反应还未达到平衡，从而提高CH3OH的产率，故C正确；
D．从反应①和③可以看出，反应消耗的CO2和生成的H2O相等，图中150~ 400℃范围内，温度升高，CO2的平衡转化率先降后升，所以H2O的平衡产量也先降后升，故D错误。
故选AC。
③270℃时，设起始量n(CO2)= 1ml， n（H2）=3ml，由图可知CO2的转化率为24%，则反应的CO2为0.24ml，由于反应③=反应①+反应②，所以，只要讨论反应①和反应②，反应①生成0.24m1CO，设在反应②中消耗了x ml，则平衡时CO为(0.24-x)ml，同理，平衡时H2为（3-0.24-2x）ml，结合三段式分析如下：
由图像可知，平衡时CO和CH3OH的物质的量分数相同，即0.24-x=x，解得x=0.12，则可求得平衡时n(CO2）= 0.76ml， n(H2）=2.52ml，n(CO)=0.12ml， n(H2O)=0.24ml，则可求得反应①的平衡分压平衡常数：。
【小问4详解】
由图可知，双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生生成甲醇的反应，并且双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，促进平衡正向移动，使CO2的转化率提高。
21. 乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：。
（1）一定温度下该反应的平衡常数K=4.00.若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸的平衡转化率___________(保留3个有效数字)
（2）若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在下图中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应) ____________。
【答案】21. 0.667(66.7%)
22.
【解析】
【小问1详解】
按化学计量比投料，假设都投1ml，列出三段式如下
【小问2详解】A
B
C
D
神十一载人飞船发射
粮食酿醋
湿法炼铜
打磨磁石制司南
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后，甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后，针筒活塞向右移动
组别
温度
时间/min
0
10
20
40
50
n/ml
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
015
化学键
F−F
N−F
键能/kJ·ml-1
946
154.8
283.0
铁粉还原水体中的反应原理(已知：形成了原电池)示意图
足量铁粉还原水体中后，铁表面最终形态的示意图
初始的水体中，分别加入、(足量)、(足量)和对的去除率(％)的对比图像
实验序号
实验温度/K
有关物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/ml/L
V/mL
c/ml/L
V/mL
①
293
2
002
4
0.1
0
t1
②
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
③
313
2
0.02
V2
0.1
1
t2
实验
反应模式
CO2的平衡转化率
CH3OH的选择性
①
普通催化反应器
21.9
67.3
②
分子筛膜催化反应器
36.1
100.0
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号(填涂)；
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
一、选择题(本大题共16小题，每小题3分，共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1. 中华民族的发明创造为人类文明进步做出了巨大贡献，下列过程主要是利用化学反应中能量变化的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．神十一载人飞船发射过程中燃料燃烧发生氧化还原反应，放出大量热，符合题意，故A选；
B．粮食酿醋主要是利用淀粉水解得到葡萄糖，葡萄糖分解得到乙醇，然后乙醇在转化为乙酸，不符合题意，故B不选；
C．湿法炼铜，二价铜离子还原为铜，利用铁的还原性，不符合题意，故C不选；
D．打磨磁石制司南是物体形状的改变，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意，故D不选；
故选A。
2. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法
B. 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
C. 锌与稀硫酸反应，加入少量硫酸铜反应速率会加快
D. 实验室检验的方法：取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
【答案】C
【解析】
【详解】A．氯气与水发生反应，在饱和食盐水中浓度比纯水的大，增大氯离子浓度，化学平衡逆向移动，导致氯气溶解度减小，氯气逸出，故可用排饱和食盐水的方法收集氯气，可以用勒夏特列原理解释，A不符合题意；
B．合成氨的反应中，将混合气体中的氨气液化，减小了生成物浓度，平衡向着正向移动，有利于合成氨反应，可以用勒夏特列原理解释，B不符合题意；
C．锌与稀硫酸反应，加入少量硫酸铜，锌与硫酸铜发生置换反应，置换出铜单质后形成原电池，反应速率会加快，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；
D．存在平衡：，加入氢氧化钠，化学平衡向生成氨气方向移动，能用化学平衡移动原理解释，D不符合题意；
答案选C。
3. 根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：
下列说法正确的是
A. ΔH5＞0B. ΔH1+ΔH2=0
C. ΔH3=ΔH4+ΔH5D. ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．气态水转化为液态水放出热量，则△H5＜0，故A错误；
B．氢氧化钙生成氧化钙固体和水蒸气，与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆的过程，水蒸气变成液态水会放出热量，△H1+△H2≠0，故B错误；
C．⑤H2O(g)=H2O(l)、④CaO(s)=CaO(s)，⑤+④不能得到510℃时Ca(OH)2(s)，则△H3≠△H4+△H5，故C错误；
D．由盖斯定律可知，①+②+④+⑤=-③，即△H1+△H2+△H4+△H5=-△H3，可知△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=0，故D正确；
故选：D。
4. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知 ，则H2的燃烧热为−241.8kJ/ml
B. 已知 ； ，则
C. 含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：
D. 已知 ，则将和置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A．燃烧热是1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，选项中水不是稳定氧化物，应为液态水，选项A错误；
B．等量的碳完全燃烧比不完全燃烧放热更多，故，B错误；
C．酸碱反应是放热反应，焓变为负值，含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（1）△H=-57.4kJ/ml，选项C正确；
D．题中所给反应是可逆反应，将2mlSO2和1mlO2充入一密闭容器中反应，放出的热量小于QkJ ，选项D错误。
5. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．温度计的水银柱不断上升说明稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应为放热反应，故A不符合题意；
B．由图可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故B不符合题意；
C．反应开始后，甲处液面低于乙处液面说明X和Y的反应为放热反应，故C不符合题意；
D．锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应生成的氢气会使针筒活塞向右移动，则反应开始后，针筒活塞向右移动不能说明锌与稀硫酸的反应为放热反应，故D符合题意；
故选D。
6. 已知： ； ，下列说法正确的是
A. 等物质的量的正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B. 正丁烷的稳定性大于异丁烷
C. 异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D. 异丁烷分子中的碳氢键的数量比正丁烷的多
【答案】A
【解析】
【详解】A．等物质的量的正丁烷完全燃烧放出的热量大于异丁烷完全燃烧放出的热量，可知等物质的量的正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，故A正确；
B．能量越低越稳定，相等物质的量的正丁烷的能量大于异丁烷，所以正丁烷的稳定性小于异丁烷，故B错误；
C．相等物质的量的正丁烷的能量大于异丁烷，异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程，故C错误；
D．异丁烷、正丁烷分子式都是C4H10，每个分子中都有10个碳氢键，故D错误；
选A。
7. 下列有关中和热实验的说法正确的是
A. 用铜丝替代环形玻璃搅拌棒，测得ΔH偏高
B. 强酸与强碱反应生成1 ml水的ΔH都约为－57.3 kJ·ml－1
C. 测定中和热实验中，读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D. 某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－52.3 kJ·ml－1，造成这一结果的原因不可能是：用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
【答案】A
【解析】
【详解】A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒，金属的导热性很好，会导致热量的散失，使测得的热量数值偏小，但△H偏高，故A正确；
B.强酸与强碱反应生成沉淀和水反应中，有中和热的同时，会伴随着沉淀热的生成，如硫酸与氢氧化钡发生中和反应，生成1ml水时放出的热量大于57.3 kJ·ml－1，故B错误；
C.测定中和热实验中，读取混合溶液最高温度为终止温度，故C错误；
D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度，该操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后反应放出的热量比实际放出的热量少，有可能，故D错误；
答案选A。
8. 对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4+2NO2N2+CO2+H2O。在1L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 ml CH4和1.2 ml NO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。
下列说法正确的是
A. 组别①中0-20 min内，NO2的降解速率为0.0125 ml/(L· min)
B. 0~10 min内，CH4的降解速率①>②
C. 40min时， 表格中T2对应的数据为0.15
D. 由实验数据可知实验控制的温度T1>T2
【答案】C
【解析】
【详解】A．组别①中，0-20min内，甲烷的变化量为0.5-0.25=0.25ml/L，则用NO2表示反应速车为，故A错误；
B．根据表中数据分析，前10分钟内T2温度下甲烷的物质的量交化量大，说明该温度高，所以0~10min内，CH4降解速率大，故B错误；
C．因为T2温度高，应在40分钟之前到平衡，根据50分钟时的数据分析，平街时的数据应为0.15，故C正确；
D．根据表中数据分析，前10分钟内T2温度下甲烷的物质的量交化量大，说明该温度高，故D错误；
故答案选C。
9. 我国科学家研制的高效固体催化剂LDH，实现了在常温常压、可见光条件下“人工固氮”，其原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 使用LDH，可同时提高反应速率和N2的平衡转化率
B. 反应过程中存在极性、非极性共价键的断裂与形成
C. 反应的△S<0
D. 当反应过程中转移了0.3ml电子时，能产生2.24LNH3
【答案】B
【解析】
【分析】该反应的化学方程式为，以此分析；
【详解】A．催化剂不能使平衡发生移动，使用LDH，可同时提高反应速率，但不能提高的转化率，A错误；
B．存在极性键、非极性键的断裂(H-O极性键、氮氮非极性键)与形成(H-N极性键、氧氧非极性键)，B正确；
C．根据方程式可知，生成的气体物质的量大于反应气体，则熵变值增大，C错误；
D．没有给出温度和压强，则无法准确计算出气体体积，D错误；
故选B。
10. 生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能，下列说法中正确的是
A. 因为键键能大，所以N2分子间作用力大，性质稳定
B. 过程放出能量
C. 反应为吸热反应
D. NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．N2性质稳定，是因为键键能大，与分子间作用力无关，A错误；
B．过程表示化学键形成过程，放出能量，B正确；
C．焓变=反应物总键能-生成物总键能，则，该反应为放热反应，C错误；
D．化学反应一定有化学键的断裂与生成，若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成，则一定不发生化学变化，D错误；
答案选B。
11. H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。
反应①：
反应②：
下列有关说法不正确的是
A. 反应①的
B. 总反应的活化能为
C. 反应过程中，HI在混合气体中的百分含量会先变大再变小
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．反应①的ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝E1－E2，A正确；
B．E1和E3分别代表反应过程中各步反应的活化能，总反应活化能为能量较高的E1，B正确；
C．由图可知，E1大于E3，即反应①为慢反应，反应②为快反应，故反应过程中，HI在混合气体中的百分含量一直较小，C错误；
D．反应①和②总的能量变化为218 kJ，并且是放热反应，所以H2(g)＋2ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218 kJ·ml－1，反应①与反应②相加可得总反应，，D正确；
故选C。
12. 为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是
A. 电解精炼铜，当阳极溶解64gCu时，电路中转移的电子数为
B. 标准状况下，11.2LCl2溶于水，溶液中Cl、ClO-和HClO的微粒数之和为
C. 1mlC2H4和C3H6组成的混合气体中所含碳碳双键的数目为
D. 0.1mlH2和0.1mlI2于密闭容器中充分反应后，分子总数等于
【答案】D
【解析】
【详解】A．电解精炼铜，阳极上铜、铁、锌等金属失电子，当阳极溶解64gCu时，电路中转移的电子数大于，故A错误；
B．标准状况下，11.2LCl2溶于水，只有部分氯气和水反应，所以溶液中Cl、ClO-和HClO的微粒数之和小于，故B错误；
C．C3H6可能是丙烯或环丙烷，1mlC2H4和C3H6组成的混合气体，若含有环丙烷，所含碳碳双键的数目小于，故C错误；
D．反应前后气体分子数不变，0.1mlH2和0.1mlI2于密闭容器中充分反应后，分子总数等于，故D正确；
选D。
13. 某医用超声清洗器带有臭氧消毒功能。其臭氧电解发生器的原理如图所示。下列叙述不正确的是
A. 阳极可能的副产物有O2
B. 阴极电极反应是： O2 + 4e- +4HR = 2H2O + 4R-
C. 装置所用的离子交换膜是阳离子交换膜
D. 容器内壁可用不锈钢、陶瓷、橡胶等材料
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，左侧连接电源的正极，则为电解池阳极，右侧固体酸电极为阴极；
【详解】A．阳极上水失去电子发生氧化反应生成臭氧，反应是3H2O-6e-=O3+6H+，副反应是2H2O-4e-=O2+4H+，A正确；
B．阴极上氧气得到电子发生还原反应生成水，反应为，B正确；
C．阳极生成氢离子、阴极消耗氢离子，离子交换膜应该是阳离子交换膜，由氢离子导电，C正确；
D．容器内壁不能用不锈钢、橡胶，因为不锈钢会与固体酸反应，橡胶易与O3反应，D错误；
故选D。
14. 用零价铁去除酸性水体中的是地下水修复研究的热点之一，下列有关叙述中错误的是
A. 甲图中作原电池的负极
B. 甲图中正极上发生的电极反应：
C. 零价铁去除的反应速率会随时间推移而减慢
D. 零价铁去除时加入的适量能直接还原，从而提高的去除率
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图中失电子发生氧化反应，铁作原电池的负极，故A正确；
B．甲图中硝酸根离子得电子发生还原反应生成铵根离子，正极上发生的电极反应：，故B正确；
C．根据图乙，铁表面形成不能导电的FeO(OH)，所以零价铁去除的反应速率会随时间推移而减慢，故C正确；
D．根据图丙，不能直接还原，故D错误；
选D。
15. 将4mlA气体和2mlB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：，若经2s后平衡，测得的体积分数为50%，下列说法中正确的是
①2s内，用A表示的平均速率为
②平衡时物质A的转化率为50%
③平衡时物质B的浓度为
④平衡常数为6.75
⑤在绝热恒容条件下，当容器中气体总压强恒定时，可判断反应达到平衡状态
A. ②④⑤B. ①③C. ②③⑤D. ③④
【答案】A
【解析】
【分析】列三段式有：
％=50％，解得：，据此分析解答。
【详解】①，①错误；
②平衡时A的转化率为，②正确；
③平衡时物质B的浓度为，③错误；
④平衡常数为，④正确；
⑤该反应反应前后气体总的物质的量不变，则在绝热恒容条件下，气体的总压强与容器内温度成正比，当容器中气体总压强恒定时，温度不再变化，反应达到平衡状态，⑤正确；
综上所述，正确的是②④⑤，故选A。
16. SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为VL的密闭容器中充入0.2 ml SCl2(g)，发生反应：。图中所示曲线分别表示反应在a min时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是
A. 的、
B. 当容器中气体密度恒定不变时，反应达到平衡状态
C. 55℃，向体积为0.5VL的容器中充入0.2 ml SCl2(g)，a min时SCl2(g)的转化率大于50%
D. 82℃，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1ml，此时＞
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，温度升高，平衡时SCl2的转化率增大，可知该反应为吸热反应，；该反应能自发进行，则，A错误；
B．＝，该反应在恒容密闭容器进行，V不变，反应物和生成物均为气体，气体总质量不变，则为一个恒定值，即永远不变，所以当容器中气体密度恒定不变时，不能确定该反应是否到达平衡状态，B错误；
C．由图可知，55℃，在体积为VL的密闭容器中充入0.2 ml SCl2(g)，a min时SCl2(g)的转化率等于50%，但反应未到达平衡，55℃，体积缩小为0.5VL，浓度增大，反应速率加快，所以a min时SCl2(g)的转化率大于50%，C正确；
D．由图可知82℃，SCl2的转化率为90%，得出三段式：， 求出平衡常数K=，在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1ml，此时浓度商Qc=1
二、填空题(本大题共4题，共52分。)
17. 请根据要求回答相关问题：
（1）在装置a的试管里装入固体氢化钾(KH)，滴加适量水，观察到烧杯里澄清石灰水变浑浊，在反应后的试管里液几滴酚酞溶液，溶液变红色。该反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。写出KH与石灰水水反应的化学方程式：___________。
（2）在标准状况下，3.36L仅由C、H两种元素组成的某气体质量为2.4g，在25℃和101kPa下完全燃烧生成放出133.5KJ的热量。则该气体的分子式为___________；表示该气体燃烧热的热化学方程式为___________。
【答案】（1） ①. 放热 ②.
（2） ①. CH4 ②.
【解析】
【小问1详解】
在装置a的试管里装入固体氢化钾(KH)，滴加适量水，观察到烧杯里澄清石灰水变浑浊，析出氢氧化钙，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，说明碘化钾与水的反应为放热反应；KH与石灰水水反应的化学方程式：。
答案为：放热；。
【小问2详解】
则该气体的摩尔质量为：，该气体仅由C、H两种元素组成，则该气体的分子式为CH4；n(CH4)=0.15ml，在25℃和101kPa下完全燃烧生成放出133.5KJ的热量，该气体燃烧热的热化学方程式为： 。
答案为：CH4； 。
18. 请根据要求回答相关问题：
I．某小组用下图装置探究H2C2O₄溶液与酸性KMnO4溶液的反应(夹持装置略去)。
（1）仪器A的名称为___________。
（2）H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为___________。
（3）若以单位时间内生成的气体体积作为反应速率的观测指标，则量筒中最佳试剂为___________。
A. 饱和NaHCO3溶液B. 饱和NaCl溶液
C. 水D. 饱和Na2CO3溶液
Ⅱ．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
（4）①T1=___________；V2=___________。
②若t1<8，则由此实验可以得出的结论是___________。
③忽略溶液体积的变化，利用实验②中数据计算，0～8s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v=___________。(保留3个有效数字)
④H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液生成的Mn2+对该反应有催化作用。请以实验1为对照组，设计实验方案证明Mn2+的催化作用___________。
【答案】（1）分液漏斗
（2） （3）A
（4） ①. 293 ②. 3 ③. 当其他条件一定时，反应物浓度越大，反应速率越大 ④. ⑤. 其他条件与实验1相同，添加少量MnSO4固体，记录对比褪色时间，若褪色时间更短，说明Mn2+有催化作用
【解析】
【分析】探究外界条件对化学反应速率的影响实验时，两组实验中只有一个因素不同；若t1＜8，对比实验A、B，温度相同，高锰酸钾的浓度相同，而草酸的浓度不同根据图象中n(Mn2＋)随时间的增大，迅速升高，进行解释。
【小问1详解】
仪器A名称为分液漏斗。
【小问2详解】
H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为：。
【小问3详解】
收集二氧化碳采取排饱和碳酸氢钠溶液的方法，可降低二氧化碳在水中溶解度。
【小问4详解】
探究外界条件对化学反应速率的影响实验时，两组实验中只有一个因素不同，为不影响溶液混合导致浓度变化，则反应体系的总体相同，实验①，总体积为6mL，则V1=1mL，V2=3mL；实验②、③高锰酸钾及草酸的体积均相同，则探究温度不同时对反应速率的影响，还通过实验①、②对比试验探究浓度对化学反应速率的影响，则T1＝293K；
若t1＜8，对比实验①、②，温度相同，高锰酸钾的浓度相同，而草酸的浓度不同，且①中浓度大于②的，则①的反应时间小于②，结论为：其他条件相同，增大反应物浓度，反应速率增大；
；
以实验1为对照组，其他条件与实验1相同，添加少量MnSO4固体，记录对比褪色时间，若褪色时间更短，说明Mn2+有催化作用。
19. 燃料电池具有安全、高效的特点，请按要求回答下列问题。
I．新型甲醇(CH3OH)和O2燃料电池，装置如图a所示：
（1）b处的多孔碳电极是________(填“正极”或“负极”)；发生的电极反应式为_______。
Ⅱ．某兴趣小组的同学利用甲醇燃料电池探究氯碱工业原理等相关电化学问题，装置如图b所示，其中乙装置中X为离子交换膜。
（2）乙中X是___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
（3）利用丙装置进行粗铜的电解精炼，则要求粗铜板是图中电极___________(填图中的字母)。电解一段时间后，CuSO4溶液物质的量浓度___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅲ．乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
（4）①N电极上的电极反应式为___________。
②若有2mlH+通过质子交换膜并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为___________ml。
【答案】（1） ①. 负极 ②.
（2）阳 （3） ①. b ②. 减小
（4） ①. HOOC-COOH+2H++2e-=HOOC-CHO+H2O ②. 2
【解析】
【小问1详解】
甲醇(CH3OH)和O2燃料电池中通O2一极为正极、通CH3OH的一极为负极，所以b为负极，负极发生氧化反应，交换膜为质子交换膜，故负极反应式为：；
【小问2详解】
甲原电池通甲醇一极为负极，乙电解池中铁作阴极、C作阳极电解饱和食盐水，，阴极产生的OH-能和阳极产生的Cl2反应，所以乙中X是阳离子交换膜，阻止两者接触反应；
【小问3详解】
丙电解池中a作阴极、b作阳极电解精炼铜，应以粗铜作阳极，所以b是粗铜；电解过程中阳极除了铜溶解还有其他比铜活泼的金属也溶解以阳离子进入溶液，但在阴极得电子的阳离子只有铜离子，阴阳两极转移的电子相等，所以阳极溶解的铜小于阴极析出的铜的质量，故电解一段时间后，CuSO4溶液物质的量浓度减小；
【小问4详解】
由H+的迁移方向可知N为阴极，发生还原反应，又两极室均可产生乙醛酸，所以阴极是乙二酸生成乙醛酸，电极反应式为HOOC-COOH+2H++2e-=HOOC-CHO+H2O；2mlH+通过质子交换膜，则据阴极反应式：HOOC-COOH+2H++2e-=HOOC-CHO+H2O，即阴极生成1ml乙醛酸,阳极反应式为,生成的氯气与乙二醛反应：,当电池中转移2ml电子时，阳极也生成1ml乙醛酸，故共生成2ml乙醛酸。
20. 二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为：
①
②
③
（1）根据上述反应求：④ ___________。
（2）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上反应④的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
写出该历程中决速步骤的化学方程式：___________。
（3）在一体积可变的密闭容器中，在保持aMPa下，按照n(H2)/n(CO2)=3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示：
①图中m曲线代表的物质为___________。
②下列说法正确的是___________ (填标号)。
A．180~380℃范围内，H2的平衡转化率始终低于CO2
B．温度越高，越有利于工业生产CH3OH
C．一定时间内反应，加入选择性高的催化剂，可提高CH3OH的产率
D．150~400℃范围内，随着温度的升高，CO2的反应速率先减小后增大
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，270℃时反应①的分压平衡常数为___________ (保留2位有效数字)。
（4）为了提高甲醇选择性，CH3OH的选择性是指转化的CO2中生成CH3OH的百分比，某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，原理如图所示。
保持压强为3MPa，温度为260℃，向密闭容器中按投料比n(H2)/n(CO2)=3投入一定量CO2和H2，不同反应模式下CO2的平衡化率和CH3OH的选择性的相关实验数据如下表所示。
由表中数据可知，在分子筛膜催化反应器模式下，CO2的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因是___________。
【答案】（1）-41 （2）或
（3） ①. CH3OH ②. AC ③. 0.015
（4）双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，平衡右移，二氧化碳的产率增大
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知。
【小问2详解】
过渡态1对应的活化能为1.59+0.32=1.91，过渡态2对应的活化能为1.86+0.16=2.02，由此可知步骤2为整个反应历程的决速步，该历程中决速步骤的化学方程式为或。
【小问3详解】
①根据反应②和③可知，其反应的产物都有CH3OH生成，且和都小于零，也就是说，温度升高，它们的平衡都会逆向移动，从而使CH3OH的产量变少，则CH3OH在含碳产物中物质的量分数减小，故符合这个规律的是曲线m，故答案为：CH3OH；
②A．起始n(CO2)：n（H2）=1：3投料，只发生反应③时，CO2、H2转化率相同，只发生反应①时，CO2的转化率大于H2的平衡转化率，当①、③都发生时H2的平衡转化率始终低于CO2，故A正确；
B．由图可知，温度越低，CH3OH的含量越高，越有利于工业生产CH3OH，故B错误；
C．一定时间内反应，加入选择性高的催化剂，可让生成CH3OH的反应快速达到平衡，而其他反应还未达到平衡，从而提高CH3OH的产率，故C正确；
D．从反应①和③可以看出，反应消耗的CO2和生成的H2O相等，图中150~ 400℃范围内，温度升高，CO2的平衡转化率先降后升，所以H2O的平衡产量也先降后升，故D错误。
故选AC。
③270℃时，设起始量n(CO2)= 1ml， n（H2）=3ml，由图可知CO2的转化率为24%，则反应的CO2为0.24ml，由于反应③=反应①+反应②，所以，只要讨论反应①和反应②，反应①生成0.24m1CO，设在反应②中消耗了x ml，则平衡时CO为(0.24-x)ml，同理，平衡时H2为（3-0.24-2x）ml，结合三段式分析如下：
由图像可知，平衡时CO和CH3OH的物质的量分数相同，即0.24-x=x，解得x=0.12，则可求得平衡时n(CO2）= 0.76ml， n(H2）=2.52ml，n(CO)=0.12ml， n(H2O)=0.24ml，则可求得反应①的平衡分压平衡常数：。
【小问4详解】
由图可知，双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生生成甲醇的反应，并且双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，促进平衡正向移动，使CO2的转化率提高。
21. 乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：。
（1）一定温度下该反应的平衡常数K=4.00.若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸的平衡转化率___________(保留3个有效数字)
（2）若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在下图中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应) ____________。
【答案】21. 0.667(66.7%)
22.
【解析】
【小问1详解】
按化学计量比投料，假设都投1ml，列出三段式如下
【小问2详解】A
B
C
D
神十一载人飞船发射
粮食酿醋
湿法炼铜
打磨磁石制司南
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后，甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后，针筒活塞向右移动
组别
温度
时间/min
0
10
20
40
50
n/ml
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
015
化学键
F−F
N−F
键能/kJ·ml-1
946
154.8
283.0
铁粉还原水体中的反应原理(已知：形成了原电池)示意图
足量铁粉还原水体中后，铁表面最终形态的示意图
初始的水体中，分别加入、(足量)、(足量)和对的去除率(％)的对比图像
实验序号
实验温度/K
有关物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/ml/L
V/mL
c/ml/L
V/mL
①
293
2
002
4
0.1
0
t1
②
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
③
313
2
0.02
V2
0.1
1
t2
实验
反应模式
CO2的平衡转化率
CH3OH的选择性
①
普通催化反应器
21.9
67.3
②
分子筛膜催化反应器
36.1
100.0
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