2025年高考押题预测卷：化学02（上海卷）（解析版）

2025年高考押题预测卷02

高三化学

(考试时间：60分钟试卷满分：100分)

考生注意：

1.试卷满分100分，考试时间60分钟。

2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、座位号(考号)，并将核对后的

条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。

3.选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不给分，

有2个正确选项的，漏选1个给一半分，错选不给分；未特别标注的试题，每小题只有1个正确选项。

相对原子质量：H-lB-llC-12N-140-16S-32Cl-35.5Fe-56As-75

一、铁的化合物(23分)

六水合硫酸亚铁锈(NH4)2Fe(SO4)2-6H2O,俗称莫尔盐，易溶于水，难溶于乙醇。其晶体的部分结构如

图所示。

(1)和Fe2+价电子排布相同的是。

A.Co3+B.Mn2+C.Cr3+D.Cu2+

(2)下列说法正确的是。

A.第一电离能：O>N>S

B.镂根和硫酸根微粒的空间结构不同

C.晶体中Fe2+配位数为6

D.晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键

(3)制备莫尔盐时，从溶液中结晶析出晶体，过滤，洗涤，干燥。通常用乙醇洗涤除去莫尔盐晶体表面

杂质。说明使用乙醇洗涤的其他目的：。

(4)写出检验晶体中Fe2+离子的实验方案：o

【答案】(1)A(2分)

(2)C(2分)

(3)莫尔盐难溶于乙醇，减少莫尔盐溶解损失；乙醇易挥发，便于更快干燥(2分)

(4)取样溶于水，滴入几滴KSCN溶液，无明显变化；再滴入少量氯水(或过氧化氢酸性溶液)，溶液变

为血红色，则含Fe2+(2分)

【解析】(l)Fe2+价电子排布为3d6,Co3+的价电子排布为3d6,Mn2+的价电子排布为3d5,CB的价电子

排布为3d3,Ci?+的价电子排布为3d%故选A；

(2)A项，同•周期元素的第电离能，从左到右增大,N处于半充满的稳定状态，其第■电离能大于0,

同族元素第一电离能从上到下减小，故第一电离能：N>O>S,A错误；B项，镂根的价层电子对数

1

4+--—=4,空间结构为正四面体，硫酸根微粒的价层电子对数4+^+2—2义4=4,空间结构为

22

正四面体，二者的空间结构相同，B错误；C项，由图可知，晶体中Fe2+的配位数为6,C正确；D项，晶

体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键，还有分子间作用力、氢键，D错误；故选C；

(3)因莫尔盐难溶于乙醇，使用乙醇洗涤的其他目的：莫尔盐难溶于乙醇，减少莫尔盐溶解损失；乙醇

易挥发，便于更快干燥；

(4)取样溶于水，滴入几滴KSCN溶液，无明显变化；再滴入少量氯水(或过氧化氢酸性溶液)，亚铁离

子被氧化成铁离子，溶液变为血红色，则含Fe2+。

(5)现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如下图所示：

写出反应m的平衡常数表达式______0写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：

/(CO)re3U4

【答案】K=(1分)C(s)+HO(g)CO(g)+H(g)(2分)

c(C°2)2高温2

c2(CO)

【解析】(5)由图可知反应m的化学方程式为：C(s)+C02(g)02co(g),其平衡常数表达式K=-^—

c(CO2)

Fe3O4

由图可知,C和H20是反应物,H2、CO是生成物,Fe3O4是催化剂，总反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。

高温

(6)现需除去CM+溶液中的Fe3+o甲同学想通过调整溶液至pH=4达到除去Fe3+而不损失的目的，

乙同学认为可以通过计算确定，他们查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0x10-38,

Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.Oxl(T2o(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0x10-5mol/L时就认为沉淀完全)。

常温下，若溶液中CuSCU的浓度为3.0mol/L,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为,Fe3+恰好完

全沉淀(即c(Fe3+)<LOxlO-5)时溶液的pH为o

【答案】4(2分)3(2分)

【解析】Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0xl0-2。，溶液中CuSCU的浓度为3.0mol-LT,c(Cu2+)=3.0mol-LT；依

30x]O-20

据溶度积常数c(Cu2+)xc2(OH-)=3.0xl0-2。；c2(OH)=-------------=10-。；得到c(OH-)=l()T0mol/L,依据水溶

3.0

液中的离子积c(H+)xc(OH-)=10T4；求的c(H+)=10-4mol/L,溶液pH=4,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH

为4；残留在溶液中的离子浓度小于1x10-5molLT时就认为沉淀完全，Fe(OH)3的溶度积Ksp=l.OxlO-38,

10x10-38

33

c(Fe3+)xc3(OH-)=1.Ox10-38；C3(OH)=-------------=1.0xl0-；求的c(OH-)=lxlOTimol/L；水溶液中的离子积

1x105

c(H+)xc(OH)=10-14；c(H+)=lxlO-3mol/L,则pH=3。

(7)FeBn水解会生成Fe(OH)3胶体。Fe(OH)3胶体可用于净水，其原因是,已知电泳时，带电

Fe(0H)3胶体粒子向阴极移动，该胶体粒子的化学式可能是o

3+-+-3+<3x+n)+

A.[nFe(OH)3-nFe-(3n-x)BrJB.[nFe(OH)3-nBr-xFe]

-+X3+

C.[nFe(OH)3-nOH-(n-x)H]-D.[nFe(OH)3-nFe-3nBr-]

【答案】Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而使其沉降(2分)A(2分)

【解析】Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而使其沉降，所以能用于净水；用上述制得的

胶体做电泳实验时，有某种胶体粒子向阴极移动，说明该离子带正电荷，Fe(OH)3整体呈电中性，铁离子带

3个单位的正电荷、氢氧根离子带1个单位的负电荷,根据离子所带电荷排除C、D,B中所带电荷为+(3n-x),

A中粒子所带电荷为+3n+(3n-x)x(-l)=+x,符合条件。

(8)某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出Fe的位置)。立方体晶胞的边长为

380.4pm(lpm=l(yl()cm)。该铁氮化合物的密度为7.18g-cm-3。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为；

晶胞中N所处的合理位置：o

【答案】4：1（2分）体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心（2分）

【解析】已知立方体晶胞的边长为BgO/pmUpmulO-iOcm）,该铁氮化合物的密度为7.18g.cm-3,设该铁

氮化合物的化学式为FeNx,摩尔质量为（56+14x）g/mol,晶胞中Fe的个数为8义,+6x，=4,则

82

4x（56+14x）

6.02X1O23S_r、。/~3,解得X=O.25,则该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为4：1；氮原子的合

（380.4xlORm）"718g/cm

理位置应该为：体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心。

二、磷灰石制备磷酸（20分）

磷灰石中含有Ca5（PCU）3OH、Ca5（PO4）3F、Ca5（PCU）3Cl和少量SiCh,可用来制备H3Po4,以下为两种制

备方法：

方法一：用稍过量的浓H2s04与磷灰石反应，得至UH3P04溶液、少量SiF4气体、渣（主要成分为CaSO4）o

（l）SiF4的空间构型为»

（2）渣中的CaSCU是用途广泛的产品，可用于生产硫酸等一系列物质（转化关系如下）。下列说法不正确

的是o

A.工业上制硫酸时用浓硫酸吸收SO3

B.CH30H可使酸性高镒酸钾溶液褪色

C,工业上用CL和澄清石灰水反应来制取漂白粉

D.硫酸钙可用来制作石膏模具

（3）方法一所得溶液，除含有H2s04外，还含有的杂质酸为.

以方法一中所得渣为硫源，设计实验制备无水Na2s04,流程如下：

(4)NaF、Na2cCh都可沉淀溶液中Ca?+。请通过计算，说明溶液A选择Na2CO3溶液的原因___________。

(需写出计算过程)

9

已知：①25℃时，Ksp(CaCO3)=2.8xl0-9,Ksp(CaF2)=5.3xlO-o

②溶液中离子浓度小于lxlO-5mo「L-i时，即可认为沉淀反应达到完全。

(5)系列操作是过滤、加适量酸、、、过滤、洗涤。

(6)系列操作中，最适合加入的酸是0

A.硫酸B.硝酸C.盐酸D.碳酸

(7)系列操作中，判断洗涤干净的方法是o

称取制得的无水Na2sCUL500g,配制成100mL溶液，取出25mL,加入过量的氯化钢溶液，所得溶液

经过滤、洗涤、干燥,多次实验得固体平均值为0.583g。

(8)上述实验过程中，不需要的仪器有(不定项)。

A.蒸发皿B.漏斗C.日烟D.烧杯

(9)无水Na2sCU的纯度为。(保留两位小数)

方法二：将磷灰石脱水、还原，将得到的白磷(P4)燃烧后与水反应制得H3Po4。

(1。)方法二中，脱水得到的Caio(P04)60(足量)与炭(C)、SiCh高温下反应，生成白磷(P。、一种可燃性气

体和一种硅酸盐，该反应的化学方程式是。

【答案】(1)正四面体(1分)

(2)C(2分)

(3)盐酸、氢氟酸(2分)

522415

(4)KSp(CaCO3)=1.5xl0-xc(CO3)=2.8xl0-9,c(CO3)=2.8xl0mol-L,Ksp(CaF2)=1.5xlOxc(F>5.3xl0-9,

c(F-)=2.3xlO-2mol-L-1,Ca?+完全沉淀时，所需的CO32-浓度远小于F浓度(3分)

(5)蒸发浓缩(1分)冷却结晶(1分)

(6)A(2分)

(7)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸和BaCL溶液，若无白色沉淀产生，则说明洗涤干净(2

(8)AC(2分)

(9)0.95(2分)

(10)2Caio(P04)60+30C+20SiO220CaSiO3+3P4+30COf(2分)

4—4x1

【解析】(l)SiF4中Si原子的价层电子对数=4+----------=4,且不含孤电子对，根据价层电子对互斥

2

理论，其空间构型为正四面体；

(2)A项，工业上制硫酸时，用浓硫酸吸收SO3,可防止形成酸雾，提高吸收效率，A正确；B项，CH30H

具有还原性，能被酸性高锯酸钾溶液氧化，使酸性高镒酸钾溶液褪色，B正确；C项，工业上用Cb和石灰

乳反应来制取漂白粉，澄清石灰水中Ca(OH)2浓度较低，不适合用于制取漂白粉，C错误；D项，硫酸钙

在加水后可以形成石膏浆，具有良好的流动性和可塑性，能够填充模具的各个细节部分，成型后能够保持

形状，因此可用来制作石膏模具，D正确；故选C；

(3)磷灰石中含有Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl,与浓H2sO4反应时,F>Cf会与H+结合,生成HF、HC1,

所以除H2s04外，杂质酸为盐酸、氢氟酸；

5292159

(4)由Ksp(CaCO3)=1.5xiaxc(CO3)=s2.8x1O-,c(CO3-)=2.8xl(Hmol-L-,Ksp(CaF2)=1.5xl(yxc(F-)=5.3xlO-,

c(F-)=2.3xlO-2molL1,Ca?+完全沉淀时，所需的CO32-浓度远小于F浓度，故选择碳酸钠；

(5)从溶液中获得含结晶水的晶体，一般经过过滤、加适量酸(除去杂质离子)、蒸发浓缩、冷却结晶、过

滤、洗涤等操作；

(6)要制备Na2s04,为不引入新杂质，最适合加入的酸是硫酸，硝酸会引入NO0盐酸会引入Cl,碳

酸酸性弱且不稳定，A正确；故选A；

(7)沉淀表面可能附着SO42-,检验SCU2-是否存在可判断洗涤是否干净，用稀盐酸酸化的BaCb溶液检验，

取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸和BaCL溶液，若无白色沉淀产生，则说明洗涤干净；

(8)称取制得的无水Na2so41.500g,配制成100mL溶液，取出25mL,加入过量的氯化/溶液，所得溶

液经过滤、洗涤、干燥，多次实验得固体平均值为0.583g,该实验过程中，过滤需要漏斗、烧杯等，不需

要用烟和蒸发皿，用烟一般用于灼烧固体，蒸发皿一般用于蒸发液体，故选AC；

(9)由称取制得的无水Na2so41.500g,配制成100mL溶液，取出25mL,加入过量的氯化钢溶液，所得

溶液经过滤、洗涤、干燥，多次实验得固体平均值为0.583g,得n(BaSOD=富警7=0.0025mol,

233g/mol

则25mL溶液中n(Na2SO4)=n(BaSO4)=0.0025mol,100mL溶液中

100mL

n(Na2SO4)=0.0025molx=0.01mol,m(Na2SO4)=0.01molx142g/mol=l.42g,无水Na2sCU

25mL

L42g

的纯度=。0.95

1.500g

(10)根据元素守恒和得失电子守恒，Caio(P04)60与C、SiCh高温下反应，P元素化合价从+5价降低到0

价，C元素化合价从。价升高到+2价，生成白磷P4、可燃性气体CO和硅酸盐CaSiCh,配平可得上述化学

方程式为2Caio(P04)6。+30C+20SiO2置遢20CaSiO3+3P4+30co

三、过氧化物消毒剂(20分)

1.过氧化氢(氏。2)是一种无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性，医疗上用作外科消毒剂。

(1汨2。2的电子式为o

A.H：O：：O：HBH+［：d：d：］2-H+C.H+［：d：：O：］2-H+D.H：d：O：H

(2)过氧化氢的沸点比水高，但受热容易分解。某试剂厂先制得7%—8%的过氧化氢溶液，再浓缩成30%

溶液时，可采用的适宜方法是o

A.常压蒸储B.减压蒸储C.加生石灰常压蒸储D,加压蒸储

(3)水电离生成H3O+和OH?叫做水的自偶电离。同水一样，H2O2也有极微弱的自偶电离，其自偶电离的

方程式为：。

(4)向H2O2溶液中加入不同物质时发生反应的离子方程式正确的是(不定项)。

2++3+

A.酸性FeCb溶液：2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O

+2

B.SO2气体：H2O2+SO2=2H+SO4-

C.氢碘酸溶液：2I-+H2O2+2H+=L+O2T+2H2。

+2+

D.酸性高镒酸钾溶液：2MnO4-+4H2O2+8H=2Mn+4O2T+8H2O

(5)某厂工业废水中含有一定量氯气，为了除去氯气，常加入H2O2作脱氯剂，写出该反应的化学方程式

(6)据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以氏和02为原料制

取过氧化氢的新工艺。原理如图所示：

请写出甲电极的电极反应式：

【答案】(1)D(2分)(2)B(2分)

。分)

(3)H2O2+H2O2H3O2++HO2

(4)AB(2分)

(5)C12+H2O2=2HC1+O2Q分)

+

(6)O2+2H+2e-=H2O2(2分)

【解析】(DH2O2是共价化合物，其电子式为：H：0：0：H,故选D；

(2)把7%~8%的过氧化氢溶液浓缩成30%的溶液时,需要蒸发掉部分水分,虽然过氧化氢的沸点比水高，

但受热容易分解，所以不能常压蒸储。如果降低压强，水的沸点会降低。所以可以采取减压蒸储的方法，

使水在达到过氧化氢分解温度之前就挥发出去，从而达到浓缩过氧化氢溶液的目的，故选B；

(3)水发生自偶电离生成H3O+和OH-,也就是一个分子电离出的一个H+与另一个分子结合，则H2O2发

生自偶电离生成H3O2+和HOr,其自偶电离的方程式为：H2O2+H2O2H3O2++HO2-；

2++3+

(4)A项，二价铁可以被过氧化氢氧化为三价铁，离子方程式为：2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O,A正确；

B项，二氧化硫有还原性，其中+4价硫可以被过氧化氢氧化为+6价的硫酸根离子，离子方程式为：

+

H2O2+SO2=2H+SO?-,B正确；C项，过氧化氢可以将碘离子氧化为单质碘，离子方程式为：

+

2I+H2O2+2H=I2+2H2O,C错误；D项，电荷不守恒，酸性高锦酸钾和过氧化氢反应的离子方程式为：

+2+

2MnO4+5H2O2+6H-2Mn+5O2T+8H2O,D错误；故选AB；

(5汨2。2作脱氯剂时，H2O2作还原剂，将C12还原为HC1,本身被氧化为02：H2O2+C12=2HC1+O2；

+

(6)由图可知，甲电极通入氧气，得到电子生成过氧化氢，电极反应式为：O2+2H+2e=H2O2o

2.CO(NH2)2・H2O2(俗称过氧化胭)也是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取：CO(NH2)2+

H2O2=CO(NH2)2-H2O2,相关制备、溶液的配制、浓度的测定如下：

⑴在烧杯中分别加入25mL30%H2O2(p=l.llg-cnr3)、40mL蒸储水和12.0g尿素，搅拌溶解。30℃下反

应40min,冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4g。则过氧化胭产率为。

(2)溶液配制：容量瓶使用前检查是否漏水的方法是：①向容量瓶中加入水，塞紧瓶塞，一只手的食指

顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立观察瓶塞周围是否漏水；②如果不漏水，把瓶正立；③,

再把瓶倒立观察瓶塞周围是否漏水；称取一定量产品，用蒸储水溶解后配制成100mL溶液。下图为“溶液配

制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是。

(3)滴定分析：量取25.00mL过氧化版溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2so4,用标准浓度的KMnCU溶

液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。以下操作导致过氧化版纯度测定结果偏低的是o

A.量取过氧化版溶液的滴定管仅用蒸储水润洗

B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗

C.摇动锥形瓶时KMnCU溶液滴到锥形瓶外

D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失

【答案】⑴50%(2分)

(2)瓶塞旋转180。后塞紧(2分)避免溶质损失，确保配制精准(2分)

(3)A(2分)

【解析】过氧化氢、尿素在水溶液中反应生成过氧化JR晶体，制备后配制成一定物质的量浓度溶液，通

过滴定进行浓度分析。

2g

（1）n（H,O2）=25mLxLllg/cm3><30%X024moi,n[CO（NH,）,]=J；°=0.20mol,二者

V2°）34g/molL\〃2」60g/mol

等物质的量发生反应，H2O2过量，依据尿素的物质的量进行计算，

n[C0（NH2）2-H2O2]=n[CO（NH2）2]=0.20mol,

m[C0(NH2),■H2O2]=0.20molx94g/mol=18.8g,产率：2^x100%=50%；

18.8g

(2)容量瓶使用前需验漏，向容量瓶中加入水，塞紧瓶塞，一只手的食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，

把瓶倒立观察瓶塞周围是否漏水，如果不漏水，把瓶正立，瓶塞旋转180。后塞紧，再把瓶倒立观察瓶塞周

围是否漏水；移液时，重复洗涤玻璃棒和烧杯可避免溶质损失，以免配制的溶液物质的量浓度偏小；

(3)A项，量取过氧化胭溶液的滴定管仅用蒸储水润洗，会使过氧化厥溶液浓度偏低，则滴定过程中

KMnCU溶液消耗体积偏小，测定结果偏低，A符合题意；B项，滴定管水洗后未用KMnCU溶液润洗，使

KMnO4溶液的浓度偏小，所用体积偏大，导致过氧化纯度测定结果偏高，B不符合题意；C项，摇动锥

形瓶时KMnCU溶液滴到锥形瓶外，则消耗KMnCU溶液的体积偏大，导致过氧化厥纯度测定结果偏高，C

不符合题意；D项，滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，则读取消耗KMnCU溶液的体积偏大,

导致过氧化胭纯度测定结果偏高，D不符合题意；故选A。

四、解热镇痛药布洛芬(19分)

布洛芬是生活中常用的退烧药，其一种合成路线如下:

OC1

Cl—C—CH—CH3

A1C13

C18H27O2CI

G

CH2OHCH2OH

H

CH—c—CHO2CHCCHOH

CH3—CH—CHO------------»33——2

稀NaOH催化剂

CH

3CH3CH3

DEF

O0-CH

曰知+R\2

IICH2OHH;

已知：R—C—R'+Ic+H2O

CHOHRf/

2O—CH2

回答下列问题:

(l)C中所含官能团的名称为O

(2)D的名称为,D—E的反应类型为。

(3)B—C反应方程式为o

(4)A中最多个原子共平面。C分子中含有个手性碳原子。

(5)已知G中含有两个六元环，其结构简式为o

(6)满足下列条件的布洛芬的同分异构体有种。

①苯环上有三个取代基，苯环上的一氯代物有两种；

②能发生水解反应，且水解产物之一能与FeCb溶液发生显色反应；

③能发生银镜反应

其中核磁共振氢谱有五组峰的结构简式为(写出1种即可)。

（7）结合已有知识和题中信息，写出以苯、乙烯和乙酸为原料制图

CH3的合成路线（无

机试剂任用）.

【答案】（1）堤基和碳氯键（或氯原子）（1分）

（2）2-甲基丙醛（1分）加成反应（1分）

C1

+HC1（2分）

CH—CH3

^

)

CH2CH

I3

C

„CH3

口//,通过B的结构简式及反应条件的试剂判断A的结构简式为：人、；通过已知反

U

应进行类比，C和F在氢离子的条件下反应生成G,G的结构简式为：

二°\\H2。

CH21

^C-CH3

CH3

(1)根据C的结构式判断含有蝶基和碳氯键(或氯原子)；

(2)D的官能团是醛基，根据系统命名法判断D的名称为2-甲基丙醛；D+HCHO—E,发生了加成反

应；

(13)根据C的结构简式与条件中的试剂判断B的结构简式为：_〈一则B-C的反应方

=\>C1

程式为：L…Ai%\一Z+HC1：

___1V_'JC1—C———

CH3

(4)A的结构简式为：/人，苯环12原子共面

0,单键可以旋转，饱和碳3原子共面，故最多13原

子共面；手性碳原子连接4个各不相同的原子或基团，C分子中含有1个手性碳原子，与氯原子相连的碳原

子为手性碳:(一《/=‘\一《；

cHr

2

(5)根据分析，G的结构简式为:u

e”H

-3

I

cI

ZH2

(6)根据已知条件能发生银镜可能含有醛基或者甲酸某酯基,根据水解及水解产物能使FeCh溶液发生显

色反应，说明水解后生成酚类，故说明是甲酸某酯的异构体，根据苯环上有三个取代基，且苯环上的一氯

(7)根据已知条件，乙烯与氯气加成变为1,2-二氯乙烷，再在氢氧化钠水溶液条件下发生取代反应生成

1,2-乙二醇，乙酸在SOCL加热条件下反应生成CH3coe1,再与苯环在三氯化铝条件下发生反应，最后与乙

二醇合成产物，流程如下：

Cl,

CH2=CH2-CH2cleH2cl

SOC1

CHCOOH2

3加热

五、二氧化碳的综合利用(18分)

为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，CO2的资源化利用已成为研究的热点。

I.【资源化一：利用C02制水煤气】

在容积为1L的恒容密闭容器中进行反应，方程式为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)AH=

1

+247.1kJ-moro当投料比空悬I=L0时，CO2的平衡转化率(①与温度T、初始压强(。)的关系如图所示。

n(CO2)

TiT2T3TATsTsT/℃

(1)在恒温恒容条件下，关于以上反应下列表述能说明反应已经达到化学平衡状态的是。(不

定项)

A.v逆(CCh)=2v正(CO)B.气体的平均相对分子质量不再变化

C.气体的密度不再变化D.CH4和CO2的物质的量之比不再改变

(2)初始压强P1P2(填或“="，下同)；当温度为13℃、初始压强为P2时，a点时的v逆

___________V正。

(3)起始时向容器中加入lmolCH4和ImolCCh,在温度为时反应，此时初始压强为p2,该反应平

衡常数K=,温度和体积不变的情况下，继续力口入lmolCH4和ImolCCh,再次达到平衡后，CO2

的转化率。(填“增大”“减小”或“不变”)

II.【资源化二：利用CO2制天然气】

二氧化碳加氢制甲烷过程中主要发生反应：

反应I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)AHi

1

反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=+41.2kJ-mor

在密闭容器中，压强恒为1.01xl05pa、%始(CO?)：%始(凡)=1:4时，CO?平衡转化率、在催化剂作用

下反应相同时间所测得的co2实际转化率随温度的变化如图所示。

CO2平衡

~转化率

%

>、

?CO2实际

«转化率

300400500600

温传7。。

(4)结合【资源化一】中信息，反应I的AHi=kJ-mor1,该反应在___________条件下能自

发进行。

A.高温B.低温C.任意温度

(5)CO2平衡转化率后升高的主要原因是o

(6)CC)2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径有两种，如图所示。请从反应速率和反应方向两个角度

分析说明CO*是CO2活化的优势中间体的原因是o

L

.O

S.50.55

.O.5/GF\

y~\\0Q4

O.CCV+2H*\HCOO*+H*

-O..0*

-1.\-0.82

CO'+O，+2H,

反应进程

【答案】(1)B(2分)

(2)<(2分)>(2分)

(3)4(2分)减小(2分)

(4)-164.7(2分)B(2分)

(5)600℃左右以后升高温度，反应I平衡向左移动的程度小于反应II平衡向右移动的程度(2分)

(6)得到CO*中间体的反应活化能较低，反应速率较快，而且AH较小，反应容易自发进行(2分)

【解析】⑴A项，对于反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),根据化学反应速率之比等于化学

计量数之比，平衡时应满足2V逆(CO2)=v正(CO),而该选项中v逆(CO2)=2V正(CO),正逆反应速率不相等，反

应未达到平衡状态，A错误；B项，反应前后气体的总质量不变，但气体的物质的量在反应过程中发生变

化(反应前气体计量数之和为1+1=2,反应后气体计量数之和为2+2=4)。根据M=—(M为平均相对分子质