浙江省2023年高考化学模拟题汇编-03化学反应原理
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一、单选题
1.(2023·浙江温州·统考二模)利用废料制备的工作原理如图,下列说法不正确的是
A.电极b为阴极,发生还原反应
B.电解总方程式:
C.离子交换膜为阴离子交换膜
D.X可以是溶液
2.(2023·浙江·校联考模拟预测)下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象和结论
A
常温下,用计测得饱和溶液的,饱和溶液的
若,则金属性:
B
向溶液中滴加溶液
若出现白色沉淀,则酸性:
C
向溶液中滴加几滴溶液,再加入过量的氯水
若溶液先变红色,后褪色,则证明氯水能漂白硫氰化铁溶液
D
将固体溶于水,加入足量浓溶液,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验产生的气体
若试纸变红,则固体中存在铵盐
A.A B.B C.C D.D
3.(2023·浙江·校联考模拟预测)某反应分两步进行,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应①的活化能
B.该反应过程中,反应速率由反应②决定
C.总反应的热化学方程式为
D.增大的浓度,可以增大活化分子百分数,提高化学反应速率
4.(2023·浙江·校联考模拟预测)-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化,某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程,装置如图。下列说法不正确的是
A.b膜为阴离子交换膜
B.乙池中总反应的离子方程式为
C.当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时,M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽䅂不计)
D.在标准状况下,若甲池有参加反应,则乙池中处理废气(和)的总体积为15.68L
5.(2023·浙江·校联考模拟预测)25℃时,用调节二元弱酸溶液的,假设不同下均有。使用数字传感器测得溶液中含R微粒的物质的量浓度随的变化如图所示。下列分析不正确的是
A.25℃时,溶液的
B.溶液和溶液中:前者大于后者
C.的溶液中,
D.25℃时的,在足量的溶液中滴加少量溶液,发生反应:
6.(2023·浙江·校联考模拟预测)下列说法不正确的是
A.相同温度下,相等的氨水、溶液中,相等
B.的醋酸溶液的物质的量浓度大于的醋酸溶液的10倍
C.均为4的盐酸和氯化铵溶液等体积混合后,所得溶液的
D.用同浓度的溶液分别与等体积、等的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,盐酸消耗溶液的体积更大
7.(2023·浙江温州·统考二模)分离废水中的和,对节约资源和环境保护有着重要意义,已知:当溶液中离子浓度小于时,该离子沉淀完全。25℃时,的电离常数,,有关物质的如下表:
物质
物质下列说法正确的是A.溶液与废水混合,生成的沉淀成分为、
B.25℃时,反应达到平衡,则溶液中
C.25℃时,用溶液调节废水的pH至8.0,能沉淀完全
D.将溶液逐滴加入浓度均为的和混合溶液中,当完全沉淀生成时,
8.(2023·浙江温州·统考二模)工业上利用和制备,相关化学键的键能如下表所示:
键
键能/
745
436
462.8
413.4
351
已知:①温度为时,;
②实验测得:,、为速率常数。
下列说法不正确的是A.反应的
B.T1℃时,密闭容器充入浓度均为的、,反应至平衡,则体积分数为
C.T1℃时,
D.若温度为T2℃时,,则T2℃>T1℃
9.(2023·浙江温州·统考二模)探究的性质,根据实验方案和现象,下列结论不正确的是
实验方案
现象
结论
A
测定均为离子化合物的和
的熔点更高
中离子键强于中离子键
B
常温下,测定溶液的
发生了水解
C
向溶液中滴加1滴酸性溶液
紫色褪去,溶液澄清
将氧化为
D
向溶液中加入
产生淡黄色沉淀
将氧化为
A.A B.B C.C D.D
10.(2023·浙江温州·统考二模)在一定温度下,氨气溶于水的过程及其平衡常数为:,,,其中为的平衡压强,为在水溶液中的平衡浓度,下列说法正确的是
A.氨水中
B.氨水中,
C.相同条件下,浓氨水中的大于稀氨水中的
D.在该温度下,氨气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)
11.(2023·浙江温州·统考二模)碳酸钠应用广泛,下列说法不正确的是
A.碳酸钠受热易分解 B.碳酸钠属于强电解质
C.碳酸钠溶液呈碱性 D.Na元素位于周期表s区
12.(2023·浙江温州·统考二模)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.石墨能导电,可用作电极材料
B.溶液能腐蚀Cu,可制作印刷电路板
C.硬铝密度小强度高,可用作飞机外壳材料
D.氨气极易溶于水,可用作制冷剂
13.(2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测)25℃时,将HCl气体缓慢通入0.1mol•L-1的氨水中,溶液的pH、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的量之比t=的关系如图所示。若忽略溶液体积变化,下列有关说法不正确的是
A.P2所示溶液:c(NH)>100c(NH3•H2O)
B.25℃时,NH的水解平衡常数为10-9.25
C.t=0.5时,c(NH)+c(H+)
14.(2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测)高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法不正确的是
A.放电时Zn作负极,反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH),负极区溶液pH减小
B.放电时正极反应式为:2FQ+2e-+2H2O=FQH2+2OH-
C.充电时电路中每转移2mol电子,理论上负极增重65g
D.充电时中性电解质NaCl的浓度减小
15.(2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测)科研人员提出了CO2羰基化合成甲醇的反应机理,其主要过程示意图如图(图中数字表示键长的数值,单位相同且都省略)。
下列说法不正确的是
A.该过程中,CO2被还原
B.该过程中共发生了2次加成反应
C.由图可知,化学键周围的基团会对键长产生影响
D.该过程从原子利用率的角度,不符合“绿色化学”理念
16.(2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测)由下列实验操作及现象能得出相应结论的是
实验操作
实验现象
实验结论
A
向盛有浓HNO3溶液的两支试管中分别加入除去氧化膜的镁带和铝片
加入镁带的试管中迅速产生红棕色气体。加入铝片试管中无明显现象
金属活泼性:Mg>Al
B
向BaCl2溶液中通入SO2和气体X
产生白色沉淀
气体X一定为氧化剂
C
将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到AgNO3溶液中
生成淡黄色沉淀
证明苯与液溴在Fe催化下发生取代反应
D
一块除去铁锈的铁片上滴一滴铁氰化钾溶液,静置2~3min
生成蓝色沉淀
铁片上可能发生了电化学腐蚀
A.A B.B C.C D.D
17.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)化学与人类生活、生产息息相关。下列说法错误的是
A.用纯碱溶液清洗油污,加热可增强去污力
B.可施加适量石膏降低盐碱地(含较多、)土壤的碱性
C.盛放硅酸钠溶液的试剂瓶不用玻璃塞
D.草木灰和铵态氮肥混合使用能增强肥效
18.(2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测)下列物质属于弱电解质的是
A.HCOOH B.SO3 C.NH3 D.[Cu(NH3)4](OH)2
19.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)乙烯是重要的工业原材料,中科院设计并完成了催化氧化制取的新路径,
其主要反应为:反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
一定条件下,向容积为的容器中通入和,若仅考虑上述反应,平衡转化率和平衡时的选择性随温度、压强的关系如图所示,代表不同压强下乙烷的平衡转化率。
已知:
下列说法正确的是
A.压强
B.压强为、温度为T时,反应达平衡时,混合气体中
C.一定温度下,增大可提高的平衡转化率
D.反应
20.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)已知室温下,。通过下列实验探究含硫化合物的性质。
实验1:测得溶液pH=4.1
实验2:向10mL溶液中逐滴加入5mL水,用pH计监测过程中pH变化
实验3:向10mL溶液中逐滴加入NaOH溶液,直至pH=7
实验4:向5mL中滴加10mL溶液,产生粉色沉淀,再加几滴溶液,产生黑色沉淀
下列说法不正确的是
A.由实验1可知:溶液中
B.实验2加水过程中,监测结果为溶液的pH不断减小
C.实验3所得溶液中存在:
D.由实验4可知:
21.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)是一种光催化半导体材料(其结构如图1所示)。光照时,光催化材料会产生电子()和空穴(),能实现和的资源化转化(如图2所示)。下列说法错误的是
A.该光催化材料实现了太阳能→化学能
B.图1和图2物质中碳原子的杂化方式共有2种
C.转化的反应为
D.每消耗22g,能产生1mol
22.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)下列说法不正确的是
A.棉短绒中的纤维素可在铜氨溶液中溶解,将形成的溶液压入酸中可得到质量更高的纤维
B.用纸层析法分离Fe3+和Cu2+,将滤纸上的试样点完全浸入展开剂可提高分离效果
C.实验室制备阿司匹林过程中加入饱和NaHCO3溶液的主要目的是除去水杨酸
D.将CoCl2•6H2O晶体溶于95%乙醇,逐滴滴加蒸馏水,溶液颜色由蓝色逐渐转变为粉红色
23.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮,下列叙述正确的是
A.电池工作时,H+的迁移方向:左→右
B.电池工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小
C.“好氧阴极”存在反应:-6e-+ 8OH-=+ 6H2O
D.“厌氧阳极”区质量减少28.8g时,该电极输出电子2.4mol
24.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)常温下,向的溶液中分别加入浓度均为的溶液和盐酸,混合溶液的随所加溶液体积的变化如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,的
B.溶液中,
C.N点:;P点:
D.水的电离程度
二、原理综合题
25.(2023·浙江温州·统考二模)甲醇和二甲醚是可再生能源,具有广泛的发展前景。相关的主要反应有:
制备合成气:I.
制备甲醇和二甲醚:II.
III.
请回答:
(1)有利于制备合成气(反应I)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)一定条件下,相关物质的相对能量与反应过程如下图:
①___________。
②在某温度下,在体积为1L的恒容容器中,投料为1molCO和2molH2,仅发生反应II和III,在时达到平衡状态,请画出之间的变化趋势___________。
(3)甲醇生成二甲醚的转化率可以根据冷凝液中的与的相对百分含量来计算(忽略副反应和各物质的挥发)。冷凝液中的质量分数为,的质量分数为,则甲醇的转化率___________。(用含和的式子表示)
(4)制备合成气(反应I)时,还存在反应,该过程可用于热化学能的储存。已知:储能效率(是通过化学反应吸收的热量,是设备的加热功率)。反应物气体流速、对转化率、储能效率()的影响,部分数据如下表:
序号
加热温度/℃
反应物气体流速/
1
800
4
1:1
79.6
52.2
2
800
6
1:1
64.2
61.9
3
800
6
1:2
81.1
41.6
①下列说法不正确的是___________。
A.反应I可以储能的原因是该反应是吸热反应,将热量储存在高热值物质CO、H2中
B.其他条件不变,反应物气体流速越小,CH4转化率越大,有利于热化学能储存
C.其他条件不变,越小,CH4转化率越大
D.反应物气体流速越大,CH4转化率越低的可能原因是反应物与催化剂未充分接触
②在实验2和3中,经过相同的时间,混合气中CO2占比越低,储能效率越高,说明其可能的原因___________。(该条件下设备的加热功率视为不变)
26.(2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测)近年来,全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有:
I.C3H8在无氧条件下直接脱氢:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124kJ•mol-1
II.逆水煤气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) △H3
已知:CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1、-285.8kJ•mol-1;
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1
(1)反应II的△H2=______。
(2)下列说法正确的是______。
A.升高温度反应I的平衡常数增大
B.选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率
C.若反应II能自发,则△S<0
D.恒温恒压下,通入水蒸气有利于提高丙烷转化率
(3)对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p•x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图(a)所示,请计算556℃反应I的平衡常数Kp=______。
(4)反应I须在高温下进行,但温度过高易发生副反应导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭使催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯,请说明原因:______。
(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图(b)所示。该工艺可有效维持催化剂活性,请结合方程式说明原因:______。
27.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)、为重要化工原料,常用于合成重要化合物。
Ⅰ.以、为原料合成涉及的反应如下:
ⅰ
ⅱ
ⅲ
回答下列问题:
(1)为分压平衡常数,各反应的随的变化如图所示。
反应ⅲ的_______,其对应的曲线为_______(填“a”或“c”)。
(2)在5MPa下,按照投料,平衡时,CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图:
①图中代表的曲线为_______(填“m”或“n”)。
②解释150~250℃范围内转化率随温度升高而降低的原因_______。
③下列说法错误的是_______(填字母)。
A.的平衡转化率始终低于的
B.温度越低,越有利于工业生产
C.加入选择性高的催化剂,可提高的平衡转化率
D.150-400℃范围内,温度升高,的平衡产量先减小后增大
④270℃时CO的分压为_______,反应ⅱ的平衡常数为_______(列出算式)。
Ⅱ.超干重整得到的CO经偶联反应可制得(草酸)。
(3)在水溶液中、和物质的量分数与pH关系如图所示,则c点溶液_______。
Ⅲ.利用电池(工作原理如下图所示)能有效地将转化成化工原料草酸铝
已知:电池的正极反应式:(草酸根)正极反应过程中,起催化作用,催化过程可表示为:① ②……
(4)写出反应②的方程式_______。
参考答案:
1.C
【分析】由图可知,与直流电源正极相连的电极a为阳极,酸性条件下三氧化二铈在阳极失去电子发生氧化反应生成铈离子和水,电极b为阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,则X为硫酸溶液,铈离子通过阳离子交换膜由阳极室移向阴极室,电解的总反应方程式为。
【详解】A.由分析可知,电极b为阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,故A正确;
B.由分析可知,电解的总反应方程式为,故B正确;
C.由分析可知,电解时,铈离子通过阳离子交换膜由阳极室移向阴极室,故C错误;
D.由分析可知,X为硫酸溶液,故D正确;
故选C。
2.B
【详解】A.由溶液的碱性强弱推断金属性强弱时,两种碱的浓度必须相同,而、饱和溶液的浓度不同,所以不能通过比较溶液的推断、的金属性强弱,A错误;
B.向溶液中滴加溶液,出现白色沉淀,发生反应:,能说明酸性:,B正确;
C.溶液褪色也可能是因为氯水将氧化了,所以不能证明氯水能漂白硫氰化铁溶液,C错误;
D.应该用湿润的红色石惢试纸检验,D错误;
故选B。
3.B
【详解】A.由图可知,活化能,A错误;
B.慢反应控制总反应速率,反应②的活化能,故反应速率由反应②决定,B正确;
C.总反应的,热化学方程式为 ,C错误;
D.增大反应物浓度,可增大活化分子的数目,但活化能不变,活化分子百分数不变,增大浓度可加快反应速率,D错误;
故选B。
4.C
【分析】由图可知,甲为原电池,乙和丙为电解池;甲中通入NO的一极作负极,通入氧气的一极作正极;乙池中通入 SO2的电极连接电源的正极,为阳极,阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子,阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子;丙池中阳极上水放电,发生氧化反应生成氧气和氢离子,氢离子从M室通过a膜进入浓缩室,N室中氯离子向阳极移动,通过b膜进入浓缩室,最终得到较浓的盐酸;据此分析解答。
【详解】A.丙中阳极上水放电,发生氧化反应生成氧气和氢离子,氢离子从M室通过a膜进入浓缩室,N室中氯离子向阳极移动,通过b膜进入浓缩室,最终得到较浓的盐酸,故b膜为阴离子交换膜,A正确;
B.乙池中通入的电极连接电源的正极,为阳极,阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子,阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子,电池总反应的离子方程式为,B正确;
C.当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时,迁移过来的氢离子的物质的量为,,则反应掉1mol水,M室溶液的质量减小,C错误;
D.乙池中转化为硫酸根离子,转化为铵根离子,在标准状况下,若甲池有参加反应,根据电子守恒可知,、,则乙池中处理废气(和)共0.7mol,总体积为15.68L,D正确;
故选C。
5.D
【分析】用调节二元弱酸溶液的,随pH升高,H2R的浓度降低、HR-的浓度先增大后降低、R2-的浓度升高,b表示H2R的物质的量浓度随的变化,a表示HR-的物质的量浓度随的变化,c表示R2-的物质的量浓度随的变化。根据a、c曲线的交点pH=4.2,25℃时,的;b、c曲线的交点,则, 。
【详解】A.由a、c曲线的交点可知,25℃时,的,故A正确;
B.的水解常数,的,H2R电离程度大于水解程度,所以溶液和溶液中,前者大于后者,故B正确;
C.因为,所以当溶液中时, ,根据电荷守恒,,所以,故C正确;
D.25℃时的,酸性:,在足量的溶液中滴加少量溶液生成次氯酸和Na2R,发生反应:,故D错误;
选D。
6.D
【详解】A.相同温度下,水的离子积相等,相等的氨水、溶液中,相等,则溶液中相等,A正确;
B.醋酸为弱酸,不能完全电离,浓度越大,电离程度越小,的醋酸溶液的物质的量浓度为(为电离度),的醋酸溶液的物质的量浓度为(为电离度),故前者比后者的10倍还大,B正确;
C.均为4的盐酸和氯化铵溶液等体积混合的瞬间,,不发生变化,铵根离子和一水合氨的浓度瞬间变为原来的二分之一,则二者的比值不变,故所得溶液中水的电离平衡没有移动,氯化铵的水解平衡没有移动,混合溶液中,,C正确;
D.醋酸是弱酸,等体积、等的盐酸和醋酸溶液中醋酸的物质的量大于盐酸的物质的量,则用同浓度的溶液分别与等体积、等的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,醋酸消耗溶液的体积更大,D错误。
故选D。
7.A
【详解】A.假设等体积混合,的水解平衡常数为,推出c(OH-)=2.06×10-2mol/L。若Co2+以CoCO3沉淀加入Na2CO3后溶液中的Co2+为。若以Co(OH)2沉淀溶液中,以上计算得知CoCO3和NiCO3在此溶液中更难溶。以CoCO3、NiCO3沉淀,A项正确;
B.,B项错误;
C.由得,Co2+无法完全沉淀,C项错误;
D.Co2+以CoS完全沉淀即。由,Q(NiS)=0.10.1mol/L×4.0×10-16=4.0×10-17
8.D
【分析】T1℃时,反应达到平衡时,正逆反应速率相等,则=,反应的平衡常数K==,设平衡时生成甲酸的浓度为amol/L,由题意可建立如下三段式:
由平衡常数可得:=2,解得a=0.5,反应的平衡常数K===2。
【详解】A.由反应热与反应物的键能之和和生成物的键能之和的差值相等可知,反应△H=(745kJ/mol×2+436kJ/mol)—(745kJ/mol+426kJ/mol+413.4 kJ/mol+351 kJ/mol) <0,故A正确;
B.由分析可知,甲酸的体积分数为=,故B正确;
C.由分析可知,反应的平衡常数K==2,则,故C正确;
D.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,由温度为T2℃时,可知,反应的平衡常数K'==2.1>K,则反应温度T2℃<T1℃,故D错误;
故选D。
9.C
【详解】A.离子化合物的熔点和离子化合物的晶格能有关,钠离子半径比钾离子半径更小,硫化钠的晶格能更大,中离子键强于中离子键,故的熔点更高,A正确;
B.硫离子水解导致溶液显碱性,pH大于7,B正确;
C.硫离子具有还原性、高锰酸钾具有强氧化性,反应中硫化钠过量,高锰酸钾不足,反应生成硫单质,生成的硫单质溶于硫化钠溶液而显黄色,C错误;
D.过氧化氢将硫离子氧化为硫单质,产生淡黄色沉淀,D正确;
故选C。
10.D
【详解】A.氨水中存在平衡:和,,A项错误;
B.氮在溶液中总浓度为0.1mol/L,所以,B项错误;
C.溶液中均在电荷守恒为,则,代入得。浓氨水中碱性强,则c(OH-)更大,则更小,C项错误;
D.由于,c(NH3)=K1p。且,代入得。NH3在水中的溶解度S= c(NH3)+ ,D项正确;
故选D。
11.A
【详解】A.碳酸钠性质稳定,受热不易分解,故A错误;
B.碳酸钠在溶液中能完全电离出自由移动的离子,属于强电解质,故B正确;
C.碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,故C正确;
D.钠元素的原子序数为11,价电子排布式为3s1,位于元素周期表s区,故D正确;
故选A。
12.D
【详解】A.石墨具有良好的导电性,且性质稳定,可用作惰性电极材料,A不选;
B.FeCl3和Cu发生反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,即FeCl3溶液能腐蚀Cu,利用这一原理可制作印刷电路板,B不选;
C.硬铝中含Mg、S等合金元素,因其密度小、强度高且耐腐蚀,常用作飞机外壳材料,C不选;
D.液氨气化时,吸收大量的热,使周围环境温度降低,因而常用作制冷剂,D选;
故选D。
13.C
【分析】由图可知,P1时铵根离子和一水合氨的浓度相等,P2时溶液显中性,氢离子和氢氧根离子浓度相等;
【详解】A.P2时溶液显中性,c(OH-)=10-7mol/L,则,故c()>100c(NH3⋅H2O),故A正确;
B.由图可知,P1时铵根离子和一水合氨的浓度相等,pH=9.25,c(OH-)=10-4.75mol/L,NH3⋅H2O的电离平衡常数=c(OH-)=10-4.75,的水解平衡常数为,故B正确;
C.x=0.5时,溶液中的溶质为等物质的量的NH3•H2O和NH4Cl,溶液中存在电荷守恒:c( )+c(H+)=c(OH−)+c(Cl−),存在物料守恒2c(Cl−)=c(NH3•H2O)+c(),联立可得2c(H+)+c( )=c(NH3•H2O)+2c(OH−),故C错误;
D.P3所示溶液,t==1,n(HCl)=n(NH3•H2O),溶质为NH4Cl,因发生水解反应其浓度小于氢离子,溶液呈酸性,c(Cl-)>c()>c(H+)>c(NH3•H2O)>c(OH-),故D正确;
故选:C。
14.B
【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为:放电时为原电池,金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+,为负极,则FQ所在电极为正极,正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=;充电时电解池,原电池的正负极连接电源的正负极,阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反,电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,据此分析解答。
【详解】A.放电时为原电池,金属Zn为负极,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=,负极区消耗氢氧根离子则溶液pH减小,故A正确;
B.放电时为原电池,正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2,故B错误;
C.负极反应式为Zn-2e-+4OH-=,每转移2mol电子,理论上负极增重1molZn,质量为m=n∙M=1mol×65g/mol=65g,故C正确;
D.充电时电解池,电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动,即电解质NaCl的浓度减小,故D正确;
故选:B。
15.B
【详解】A.该过程中,碳元素化合价由中+4价降低到中价,被还原,选项A正确;
B.由图可知,该过程中中的C=O双键发生了2次加成反应,中间产物甲醛中的C=O双键发生了1次加成反应,所以共发生3次加成反应,选项B不正确;
C.由图可知,中的C=O双键的键长为1.161,发生一次加成后,C=O双键的键长变为1.199,键长发生了改变,即化学键的键长会受到周围基团的影响,选项C正确;
D.由图可知,该反应过程中还生成了水,原子利用率未达到100%,不符合“绿色化学”理念,选项D正确;
答案选B。
16.D
【详解】A.常温下,浓硝酸和铝发生钝化,不能说明实验结论,故A错误;
B.向BaCl2溶液中通入SO2和气体X,气体X可以是氧化性气体Cl2、NO2等,此时白色沉淀是硫酸钡,气体X也可以是碱性气体氨气,此时白色沉淀是亚硫酸钡,故B错误;
C.溴单质易挥发,遇水反应生成溴化氢,溴离子可与硝酸银反应生成淡黄色沉淀,故不能证明取代反应的发生,故C错误;
D.滴加铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀说明有亚铁离子生成,铁片上可能发生了电化学腐蚀,故D正确;
故答案选D。
17.D
【详解】A.纯碱是碳酸钠的水溶液,碳酸根离子水解显示碱性,加热促进碳酸根的水解,碱性增强,去污效果增强,A正确;
B.石膏是主要成分是CaSO42H2O,与碳酸钠反应生成难溶性的碳酸钙,同时生成强酸强碱盐硫酸钠,则其溶液呈中性,所以石膏能降低其碱性,B正确;
C.不可以用带玻璃塞的玻璃瓶存放硅酸钠,虽然二氧化硅不与硅酸钠反应,但空气中的CO2可以和硅酸钠反应生成硅酸,硅酸会与玻璃塞(有磨砂部分)粘在一起,C正确;
D.草木灰主要成分是碳酸钾,K2CO3水解显碱性,铵盐水解显酸性,二者发生相互促进的水解反应生成氨气,会降低肥效,D错误;
故答案为:D。
18.A
【详解】A.甲酸在水溶液中发生部分电离,属于弱电解质,A符合题意;
B.三氧化硫在水溶液中生成硫酸,不是本身电离的离子,所以属于非电解质,B不符合题意;
C.NH3在水溶液中不能导电,属于非电解质,C不符合题意;
D.[Cu(NH3)4](OH)2属于配合物,是强电解质,D不符合题意;
故选A。
19.B
【分析】根据图像可知,L1和L2是乙烷转化率随温度变化的等压线,结合两个方程式的气体分子数变化可推断L1和L2的压强大小;根据图像中温度为T时,L1等压线乙烷转化率为50%,其中乙烯的选择性为80%,列出两个选择性反应的三段式可进行相关计算。
【详解】A.Ⅰ和Ⅱ反应前后气体分子数都增大,相同温度下,压强越大都有利于Ⅰ和Ⅱ反应的平衡逆移,乙烷的转化率减小,由图像可知,L2压强大乙烷转化率低,A错误;
B.根据题意和分析,Ⅰ和Ⅱ反应的三段式为:,,平衡时混合气体中,B正确;
C.一定温度下,增大 ,C2H6的平衡转化率下降,C错误;
D.反应 ΔH=2ΔH1-ΔH2,D错误;
答案选B。
【点睛】选择性的两个反应的平衡三段式要注意:相同物质的平衡量唯一且相同,按选择性比例列出相应反应的转变量,相同反应物的平衡量是起始量减去两次的消耗量,相同生成物的平衡量是起始量加上两次的生成量。
20.C
【详解】A. pH=4.1,则,,的电离以一级电离为主,所以,根据二级电离常数,可得,故A正确;
B.存在的电离和水解,其中,其电离常数小于水解常数,可知以水解为主,溶液显碱性,稀释过程中溶液pH减小,故B正确;
C.若与NaOH刚好反应生成,则溶液呈碱性,所以向10mL溶液中逐滴加入NaOH溶液,直至pH=7,则加入的NaOH体积小于10mL,其反应后的溶质为和,溶液中,根据电荷守恒,可得,设加入的NaOH溶液体积为VmL,消耗的物质的量为,生成的物质的量为,其浓度为,剩余的浓度为,则由物料守恒,即,因为,所以,V在数值上大于0,小于10,所以,故C错误;
D.向5mL中滴加10mL溶液,产生粉色沉淀,其中溶液过量,再加几滴溶液,产生黑色沉淀,说明粉色沉淀转化成黑色沉淀,即,由难溶向更难溶转化,故D正确;
故选C。
21.B
【详解】A.光照时,光催化材料会产生电子()和空穴(),能实现和的资源化转化,A正确;
B.图1和图2物质中碳原子的杂化方式共有3种,甲烷中的碳采用sp3杂化,二氧化碳中是sp杂化,中碳采用sp2杂化,B错误;
C.空穴()可得电子,可视为氧化剂,转化的反应为,C正确;
D.22g二氧化碳得到变成CH4,得失电子守恒可知H2O中的-2价氧元素失去4mol电子生成1molO2,D正确;
故选B。
22.B
【详解】A.将脱脂棉加入深蓝色的铜氨溶液中可以制备铜氨纤维,纤维素溶解在铜氨溶液中形成黏稠液,将黏稠液注入稀盐酸中,可生成铜氨纤维,铜氨纤维耐磨性、吸湿性好,极具悬垂感,故A正确;
B.用纸层析法分离Fe3+和Cu2+时,滤纸上的试样点不能浸入展开剂中,试样点浸入展开剂会溶解在展开剂中无法分离,B错误;
C.羧酸能够与碳酸氢钠反应,将阿司匹林粗产品置于烧杯中,搅拌并缓慢加入饱和NaHCO3溶液,目的是除去粗产品中的水杨酸,C正确;
D.CoCl2在水溶液中存在平衡[Co(H2O)6]2+(粉红色)+4Cl-[CoCl4]2-(蓝色)+6H2O,95%乙醇中水很少,CoCl2·6H2O晶体溶于95%乙醇得到的溶液中主要含[CoCl4]2-,溶液呈蓝色,加水稀释,平衡逆向移动,得到主要含[Co(H2O)6]2+的粉红色溶液,D正确;
故选B。
23.D
【分析】如图所示,“厌氧阳极”上,C6H12O6失去电子生成CO2和H+,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+;“缺氧阴极”上,得到电子生成NO2,NO2再转化为N2,电极反应式分别为:+e-+2H+=NO2↑+H2O,2NO2+8e-+8H+=N2↑+4H2O;“好氧阴极”上,O2得到电子生成H2O,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,同时O2还能氧化生成,还可以被O2氧化为,反应方程式分别为2+3O2=2+2H2O+4H+,2+O2=2。
【详解】A.由分析可知,电池工作时,“厌氧阳极”失去的电子沿外电路流向“缺氧阴极”和“好氧阴极”,则“厌氧阳极”产生的H+通过质子交换膜向“缺氧阴极”和“好氧阴极”迁移,故H+的迁移方向既有左(“厌氧阳极”)→右(“好氧阴极”),又有右(“厌氧阳极”)→左(“缺氧阴极”),A错误;
B.由分析可知,电池工作时,“缺氧阴极”上消耗H+,其附近的溶液pH增大,B错误;
C.由分析可知,“好氧阴极”上的反应有O2+4H++4e-=2H2O,2+3O2=2+2H2O+4H+,2+O2=2,C错误;
D.“厌氧阳极”的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+,每1mol C6H12O6反应,消耗6mol H2O,转移24mol电子,“厌氧阳极”区质量减少288g,故“厌氧阳极”区质量减少28.8g时,该电极输出电子2.4mol,D正确;
故选D。
24.B
【分析】溶液中加入盐酸后,pH值会下降,可确定 pH值下降的线为加入盐酸的线,溶液中加入氢氧化钾后pH值会上升,可确定pH值上升的线为加入氢氧化钾的线,可根据所加的酸碱的量确定出P点和N点溶液的成分。
【详解】A.P点为和物质的量之比=1:1的混合液,根据,可知;由于P点B元素的物质的量不变溶液体积加倍,,代入;N点为溶液,根据,可知,则;由于N点B元素的物质的量不变溶液体积加倍,,代入的水解常数表达式,因此,的,A正确;
B.起始时溶液显酸性,推测溶液由于HB-的电离程度大于水解程度使溶液显酸性,其离子浓度大小顺序为,,B错误;
C.N点为溶液,其质子守恒式为:;P点为和物质的量之比的混合液,其物料守恒式为:,C正确;
D.N点为溶液,发生水解而促进水的电离;M点为和的混合液,由水电离出的;P点为和的混合液,抑制水的电离,故水的电离程度:,D正确;
故选B。
25.(1)C
(2) 205.4kJ⋅moL-1
(3)
(4) B CO2占比低时以反应Ⅰ为主,储能效率高,而CO2高时以反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ⋅mol−1为主储能效率低
【详解】(1)该反应为吸热且气体增加的反应,升温或减小压强均能使平衡正向移动。故选C。
(2)E1未2molCO和4molH2的总能量,E3为1molCH3OCH3和1molH2O的总E1-E3为能量。由反应2Ⅱ+Ⅲ得到: 2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-181.4 kJ⋅moL-1+(−24.0kJ⋅moL-1)=-205.4 kJ⋅moL-1=E生成物-E反应物=E3-E1,E1-E3=205.4 kJ⋅moL-1。由于K2>K3,CH3OH的变化由反应Ⅱ决定,CH3OH在反应Ⅱ中作为产物浓度不断增加,而t1-t2达平衡浓度不发生改变。答案为205.4kJ⋅moL-1;
;
(3)冷凝液中有CH3OH、CH3OCH3、H2O,已知冷凝液中H2O的质量分数为w1,CH3OH的质量分数为w2,则CH3OCH3的质量分数为1- w1 -w2。设冷凝液的总质量为m总则CH3OH、CH3OCH3的物质的量分别为、。由,则反应甲醇的转化率为。答案为;
(4)A.反应吸热反应,即产物CO+H2的总能量高于CO2+CH4,反应体系储能是由于高能的CO和H2,A项正确;
B.由表格知气流速度快比值为1:1储能效率最高,而1、2实验对比,CH4的转化率高储能效率低,B项错误;
C.由实验2、3对比,实验3的转化率高,即比值小转化率高(相当于增加CO2平衡正向,CH4的转化率增大),C项正确;
D.气流太快,CH4未及时参与反应,没法与催化剂充分接触,D项正确;
故选B。
对比反应Ⅰ和CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ⋅mol−1,反应Ⅰ储能效果更好。若CO2量增加以反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ⋅mol−1为主,导致储能效率降低。而CO2含量少时以反应Ⅰ为主,储能效率更高。答案为CO2占比低时以反应Ⅰ为主,储能效率高,而CO2高时以反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ⋅mol−1为主储能效率低。
26.(1)+41.2kJ•mol-1
(2)A
(3)0.0125MPa
(4)CO2能与H2发生反应II使反应I平衡正移,提高丙烯产率
(5)CO2+C=2CO,可以消除催化剂表面的积炭
【详解】(1)CO和的燃烧热分别为可得:①
,②,③,根据盖斯定律将②-①-③,整理可得;
(2)A.反应I的正反应是吸热反应,升高温度,反应|的化学平衡正向移动,使其化学平衡常数增大,A项正确;
B.选择合适的催化剂只能改变反应速率,但不能使化学平衡发生移动,因此不能提高丙烷平衡转化率,B项错误;
C.根据(1)计算可知反应|I热化学方程式为该反应的正反应是吸热反应,若△S < 0则△G=△H - T△S> 0,反应不能自发进行,C项错误;
D.该反应的正反应是气体体积增大的反应,在恒温恒压下通入水蒸气,体系的体积增大,化学平衡逆向移动,不利于提高丙烷转化率,D项错误;
答案选A。
(3)反应I的正反应是气体体积增大的吸热反应,在压强不变时,升温,化学平衡正向移动,的物质的量分数减小;在温度不变时,加压,化学平衡逆向移动, 的物质的量分数增大,所以A点表示0.1 MPa、556 ℃时平衡时的物质的量分数,则平衡时物质的量分数均为25%,;
(4)工业上常用氧化,脱氢制取丙烯,这是由于能与发生反应,使反应I平衡正向移动,从而提高丙烯产率。
(5)该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,这是由于C能够与反应生成CO,使C脱离催化剂表面;
27.(1) -90 a
(2) m 150~250℃范围内随着温度升高反应ⅰ逆向移动的程度大于反应ⅱ正向移动的程度 BC
(3)2.7
(4)
【详解】(1)由盖斯定律可知,ⅰ-ⅱ得反应ⅲ:;反应ⅰ和ⅲ为放热反应,随增大,也就是随着温度的降低,平衡正向移动,平衡常数变大,反应ⅱ平衡常数减小,故反应ⅱ对应c,Kp2=,故降低温度,应减小,则反应ⅲ对应的曲线为a;
(2)①反应ⅰ、ⅲ均为放热反应,随着温度升高平衡逆向移动,甲醇的含量会一直下降,而反应ⅲ中一氧化碳含量增加,且ⅱ为吸热反应,温度升高平衡正向移动,一氧化碳的含量也会增加,结合图像可知:图中代表的曲线为m、代表CO的曲线为n;
②反应ⅰ为放热反应、ⅱ为吸热反应;150~250℃范围内随着温度升高反应ⅰ逆向移动的程度大于反应ⅱ正向移动的程度,导致转化率随温度升高而降低;
③A.按照投料,投料比等于反应ⅰ的系数比,两者的转化率相同,由于还会发生反应ⅱ,导致二氧化碳的转化率高于氢气,故只要有反应ⅱ发生,就会导致H2的平衡转化率始终低于的,A正确;
B.温度越低,越有利于平衡向生成甲醇的方向移动,但是工业生产中需要一定的温度加快反应速率提高的单位时间产率,故不是温度越低越好,B错误;
C.加入选择性高的催化剂,可提高的平衡转化速率,但是不会改变物质的平衡转化率,C错误;
D.由图像可知,150-400℃范围内,温度升高,二氧化碳的转化率先降低后升高,根据二氧化碳的转化率可知,的平衡产量先减小后增大,D正确;
故选BC;
④270℃时,在5MPa下,按照投料,设二氧化碳、氢气分别为1mol、3mol,由图可知,此时CO和的分数相同,二氧化碳转化率为24%;
则,a=0.12mol,则反应后二氧化碳、氢气、甲醇、一氧化碳、水的物质的量分别为0.76mol、2.52mol、0.12mol、0.12mol、0.24mol,总的物质的量为3.76mol,反应后总压强为,CO的分压为,反应ⅱ为的平衡常数为;
(3)随着pH增加,物质的量分数减小、物质的量分数先增加后减小、物质的量分数一直增加,ab点说明的电离常数Ka1=10-1.2、Ka2=10-4.2,c点,则Ka1×Ka2=,故,pH=2.7;
(4))正极反应过程中,起催化作用,所以在反应②中二氧化碳和又会生成氧气,反应为。
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