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文档简介
主题三化学反应原理
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-lC-12N-I40-16S-32Cl-35.5Na-23K-39Mn-55
第I卷(选择题共45分)
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的)
1.(2026•浙江省Z20联盟高三一模)下列说法不氐哪的是()
c(C\)
+
A.C12(aq)4-H2O(l)HC10(aq)+H(aq)+Cl(aq)AHVO,加水稀释,(HC1O)增大
B.N2O4(g)2NCh(g)AH>0,压缩容器体积,平衡向逆方向移动,气体颜色变浅
C.C(sg)+H2O(g)=^CO(g)+H2(g)AH>0,该反应在高温条件下更易自发进行
D.N?(g)+3H2(g)2NH4g)AH<0,增大反应物浓度,单位体积内活化分子总数增大
【答案】B
【解析】A项,加水稀释,Ch(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+gq)+Cl(aq)平衡正向移动,HC.O(aq)
c(cr)
H'(aq)+QO(aq)平衡正向移动,c(C「)减小的程度比c(HC10)的小,—J增大,A正确;B项,N2O4(g)
c(HClO)
2NCh(g)是气体体积增大的反应,压缩容器体积,压强增大,平衡向逆方向移动,但NO?的浓度
增大,气体颜色变深,B错误;C项,C(sg)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)是气体体积增大的反应,AS>
0,AII>0,△H-TASV。时反应能够白发进行,则该反应在高温条件下更易白发进行,C正说;D项,增
大反应物浓度,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子息数增大,反应速率加快,D正确;故选B。
2.(2026.浙江省天域全国名校协作体高三一模)下列说法正确的是()
A.钠置换钾:Na+KCIUNaCl+Kt,钠的还原性比钾弱,因此该反应正向不自发
B.对于反应:2NCh(g)NzOMg),升温对正反应速率的影响程度大于对逆反应速率的影响
C.在AIPO心A】3+(叫)+PO,3-(aq)的平衡体系中,加少量NaF固体对平衡无影响
D.将pH=2的盐酸和醋酸等体积混合,所得混合溶液的pH等于2
【答案】D
【解析】A项,钠的还原性弱于钾,但高温下钾气化渊增)使Na+K。高温NaCl+KT反应进行,故A错
误;B项,2NO2(g)N2CU(g)正反应放热,逆反应活化能大于正反应活化能,升温对逆反应速率影
响更大,故B错误;C项,在AIPCh(s)=^A13+(aq)+PO户(aq)的平衡体系中,加少量NaF固体,F•与
+
AF+反应生成AIF3沉淀,A仔浓度减小,A1PO4(S)AP(aq)+PO户(aq)平衡正向进行,故C错误;D
项,工(CH3coOH)=),将PH=2的盐酸和醋酸等体积混合,以CH3coeT)、c(CH£OOH)
均减半,K〃不变,所以c(H+)不变,则混合溶液的pH等于2,故D正确;故选D。
3.【化工生产与学科知识结合】(2026•北京海淀高-••期中)苯乙烯是重要的有机化工原料。工业
上用乙苯直接脱氢制备苯乙烯,反应的热化学方程式为2cH3您)=(^-€4(2%
(g)+H2(g)AH=+124.4kJmor1
该反应的ASX),实际生产时采用沸石银做催化剂、高温、常压及充入惰性气体的反应条件。下列关于
该反应的说法正确的是()
A.在任意温度下均能自发进行
B.断键吸收的总能量小于成键放出的总能量
C.使用催化剂可减小反应的熠变
D.恒压时充入惰性气体,有利于化学平衡向正反应方向移动
【答案】D
【解析】A项,AS>0,AH>0,AG=AH-TASVO才能自发,故高温下才能自发进行,A错误;B项,AH
>0,故断键吸收的总能量大于成键放出的总能量,B错误;C项,催化剂只能改变活化能,但不能改变
反应的焰变,C错误;D项,恒压条件下充入惰性气体,等效为压强减小,往气体分子数增大的方向移
动,即向正反应方向移动,D正确;故选D。
4.利用碳氮化反应TiO2(s)+2Ch(g)+2C(s)=TiC14(g)+2CO(g)AH=-51kJ-moP1,可将TiCh转化为
TiCh,再进一步还原得到金属钛,下列说法正确的是()
A.碳氯化反应在高温下不能自发进行
B.加压、降温均可增大生成TiCL的速率
C.反应中每消耗1molTiCh,转移电子数目约为4x6.02x1023
D.将TiOMs)与C(s)粉碎并混合均匀后反应可提高Ch的平衡转化率
【答案】C
AS
【解析】A项,碳氯化反应是放热反应,燧增的反应,根据任意温度[高温,则该反应在任意温度下
------——►AH
低温|非自发
能自发进行,错误;B项,加压,速率增大;降温,速率降低,因此不能增大生成TiCL的速率,错误;
C项,根据方程式分析,消耗ImolTiCh,转移4moi电子,反应中每消耗1molTiOz,转移电子的数目
约为4x6.02x1()23,正确;口项,将TiCh(s)与C⑸粉碎并混合均匀后反应可提高Ch的反应速率,是由于
增大接触面枳,但不能提高平衡转化率,错误。
5・'V新角度周期表中VIA族元素及其化合物应用广泛。‘。、1°、:°是氧元素3种核素,可以形成多
O
种重要的化合物。亚硫酰氯(S0C12)为黄色液体,其结构式为(。一2一。),遇水发生水解。工业上可电
解H2s04与(NH5SO4混合溶液制备过二硫酸钠(NH5S2cM,过二硫酸钺与双氧水中都含有过氧键(一。
-O-)o硝化法制硫酸的主要反应为:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)A//=+41.8kJ-moFLSO2
和SO3都是酸性氧化物,是制备硫酸的中间产物。下列有关NO?(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)△”=+
41.8kJ-moF',下列说法正确的是()
A.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
B,反应达平衡后,分离出少量SO3,正反应速率加快
C.其他条件不变,平衡后继续充入NO2,平衡常数将减小
D.该反应中消耗22.4LNCh,转移电子的数目为2x6.02x1()23
【答案】A
【解析】A项,根据焰变可知,该反应为吸热反应,则反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,正
确;B项,反应达平衡后,分离出少量SO3,平衡正向移动,反应物浓度开始减小,正反应速率开始减
慢,错误;C项,其他条件不变,平衡后继续充入NO2,平衡正向移动,但平衡常数不变,错误:D项,
NO?的状态未知,无法计算其物质的量,无法计算转移电子的数目,错误。
6.如图为一种陶生物电池,可将葡萄糖(C6Hl2。6)转化为葡萄糖内酯(CGHIOCM,两个碳纳米管弓极材料由石
墨烯片层卷曲而成。下列说法不正确的是()
负载
碳
纳
米
管
A.图中的离子交换膜为阳离子交换膜
B.负极区发生的电极反应主要为C6H12O6-2e-=C6Hio06+2H
C.碳纳米管有良好导电性能,且能高效吸附气体
D.理论上消耗标况下2.24L02,可生成葡萄糖内酯0.2mol
【答案】D
【解析】由图可知,右侧碳纳米管为正极,电极反应式为O2+4L+4H+=2比0,左侧碳纳米管为负极,
f
电极反应式为H2—2e.=2H+,C6H12O6-2e-=2H+C6HI0O6OA项,图中离子交换膜能让氢离子透
过,故离子交换膜为阳离子交换膜,正确:B项,由分析可知,负极区发生的电极反应主要为C6Hl2。6
-2e-=C6Hi()O6+2H+,正确;C项,碳纳米管电极材料由石墨烯片层卷曲而成,有良好导电性能,且
能高效吸附气体,正确;D项,由分析可知,理论上消耗标况下2.24L02,得到0.4mole,由于负极
区有H?和C6Hl2。6两种物质失电子,所以生成葡萄糖内酯小于0.2mol,错误。
7.T乐丽1【工业生产与学科知识结合】氯、澳、碘及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。氯、
溪主要存在于海水中,工业常通,过电解NaCl饱和溶液制备C12,。2可用于制取漂白粉、氯化氢(H-H、
Cl-CkH—C1的键能分别为436kJmol1、243kJmol\432kJmon)。卤水中Br可通过Cb氧化、
Na2c03溶液吸收,BrO能发生水解反应。锂碘电池可供电心脏起搏器.一种Li一卜二次电池正极界面
反应机理如图所示,下列化学反应表示正确的是()
A.LiL电池正极放电时的电极反应有:Is+2e-=2「+万
B.Brz(g)用Na2c03;容液吸U攵;Rrz+COV=Bi^+BrOj+CCh
+
C.BrO与H2O反应:BrCH-H2O=HCH-Br+OH
D.氯气制氯化氢:H2(g)+Ch(g)=2HCl(g)A//=185kJ-moF1
【答案】A
【解析】A项,Lib电池正极放电时是由『得到电子生成3,然后3■继续得电子生成I,第一步放电的
电极反应为:『+2e—=2「+I:r,正确;B项,B3g)用Na2c03溶液吸收的方程式前后没有原子守恒,
正确的离子方程式为3Bn+3COF=5Br—+Br(K+3CO2,错误;C项,BrO与H?O反应类似于卤素单
质和水反应,因此反应方程式为:BrCI+H2O=HCI+HBrO,错误;D项,氯气制氯化氢反应方程式为:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),由题可知反应物和生成物化学键的键能,因此△"=反应物的健能-生成物的健
能=-185kJmo「,错误。
8.氨硼烷一比。2燃料电池装置示意如图所示,该电池在常温下即可工作,总反应为NH3・BH3+3H2()2=
NH4BO2+4H2O,下列说法不王确的是()
A.氨硼烷与水分子间可形成氢键,故易溶于水
+
B.a电极上的反应为:NH.^BIh+2H2O+6e-=NH;+BO;+6H
C.放电过程中ImolHzO?参与反应时,转移的电子数约为2x6.02x1023
D.其他条件不变,向H2O2溶液中加入适量硫酸能增大电流强度
【答案】B
【解析】由总反应方程式可知,放电时,a电极为燃料电池的负极,水分子作用下氨硼烷在负极失去电
子发生氧化反应生成偏硼酸钱和氢离子,电极反应式为NHVBH3+2H2O—6e—=NH3+BO£+6H+,b
电极为正极,酸性条件下过氧化氢在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为H2(h+2e+2H
十=2佗0。A项,氨硼烷分子中含有氮氢键,能与水分子形成分子间氢键,所以氨硼烷易溶于水,正确;
B项,由分析可知,放电时,a电极为燃料电池的负极,水分子作用下氨硼烷在负极失去目子发生氧化
+
反应生成偏硼酸钺和氢离子,电极反应式为NH3BH3+2H2O-6e-=NH:4-BOr+6H,错误;C项,
由分析可知,b电极为正极,酸性条件下过铤化氢在正极得到电子发生还原反应生成水,可极反应式为
23
H2(h+2e—+2H'=2H2O,则1mol过氧化氢参与反应时,转移的电子数约为2x6.02x|0,正确;D项,
硫酸为强电解质,加入适最的硫酸,可以增大溶液中离子浓度,增强导电能力,增大电流强度,正确。
9.(2026.浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)25℃,可利用FeCL溶液和Na2CO3溶液制
备FeCO3固体,下列说法不再碰的是()
A.Fe2+(叫)+2HQ⑴iFe(0H)*q)+2H+(aq)K=K[/句用]
B.Na2c03溶液中逐滴滴加稀盐酸,当c(HCO;)+2c(H[COj=c(Cr)时,溶液呈中性(不考虑CO?逸出)
。K
C.当Na2c03溶液中CO;水解率达50%时,°(Na2co,卜3品广“口
K/FeCOjx灯
D.FeC。⑹+2HNXFe(OH)2(s)+HWM),,=心(凡8>£(凡8;"后(。叫]
【答案】A
【解析】A项,FQ+水解生成Fe(0H)2(aq),而非Fe(0H)2(s),故与Fe(0H)2(s)的溶解平衡无关,A错误;
B项,由物料守恒可得,:c(Na+)=2c(CQF)+2c(HCO3-)+2c(H2co3)①,由电荷守恒可得:c(Na+)+c(H
+)=C(OH_)+C(HCO3)+2C(CO32)+c、(C「)②,以及题给等式c(HCO3-)+2c(H2co3)=c(C「)③,将①③代
入②得,c(H')=c(OH-),B正确;C项,只考虑CO32-的第一步水解,设c(Na2co3)为xmol,则结合题
审K
目给信息与三段式可得:CO.¥+H2O=^HCO3-+OH妁Kh===6,C正确;D项,
±Ka2
2
FCCO3(S)+2H2O(1).Fe(OHj>(s)+H2CO3(aq)是由FeCO4s)Fc*(aq)+CO;(aq)、
CO:(叫)+凡0⑴HCO;(aq)+OH(叫)、HCO;(aq)+H?O(1)H2co;(叫)+OHXaq)、
Fe2+(aq)+OH(aq).'FelOHbG),4个过程耦合而成,故总反应的平衡常数
______________K/FeCOjx—.____________.
=Fe
^,(H2COjx^2(H2CO5)x^,[(OH)2],0止确;故选A°
l0.MnO2—CeO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO,反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g),
其机理如图所示。下列说法正确的是(
A.该反应ASVO
C,NH3)C4(NO)C(O2)
B.该反应的平衡常数K=
/(N2H(H2O)
C.步骤I可描述为NH3吸附到MnCh表面与表面吸附氧反应生成一NH2和H20,同时MnO?被还原为
Mn2O3;烟气中的NO和一NH2反应生成N2和H2O
D.该反应中每消耗1m消O2,转移电子的数目约为4x602x1023
【答案】C
【解析】A项,该反应是气体分子数增加的反应,故该反应AS〉。,错误:B项,化学平衡常数的表达
式为各生成物浓度的化学计量数次累的乘积与各反应物浓度的化学计量数次基的乘积,即该反应的平
衡常数*=漏黑勰*J错误;C项,如图所示,步骤I可描述为NH.)吸附到MnO?表面与表
面吸附氧反应生成一NH2和比0,同时MnO?被还原为MmCh;烟气中的NO和一NH2反应生成N2和
H2O,正确;D项,该反应中,NO、O2作氧化剂,NH3作还原剂,每消耗1mol02,就有4moiNH3
反应,转移电子的数目约为12x6.02x1()23,错误。
11.实验室用如下方案测定Na2c03和NaHCCh混合物的组成:称取一定质量样品溶解于锥形瓶中,加入2
滴指示剂M,用标准盐酸滴定至终点时消耗盐酸HmL;向锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用标
准盐酸滴定至终点,又消耗盐酸V2mL。下列说法正确的是()
A.指示剂M、N可依次选用甲基橙、酚陵
+
B.样品溶解后的溶液中:2c(Na)=3c(COr)+3c(HCOr)+3c(H2CO3)
C.滴定至第一次终点时的溶液中:c(H')+c(Na+)=c(OH)+c(HCOf)+2c(COD
y.
D.样品中Nag和NaHCS物质的量之比为一;
【答案】D
【解析】由题意可知,第一次滴定滴入的指示剂为酚SL发生的反应为Na2cO3+HCl=NaHCO3+NaCI,
第二次滴定滴入的指示剂为甲基橙,发生的反应为NaHC03+HCl=NaCl+CO2T+H2O。A项,由分
析可知,指示剂M、N可依次选用酚酣、甲基橙,错误;B项,样品溶解后的溶液中,并未知此时Na2c03
和NaHCCh的物质的量浓度比值关系,无法进行判断物料守恒关系,错误;C项,第一次滴定滴入的
指示剂为酚限,发生的反应为Na2CO3+HC1=NaHCCh4-NaCl,终点时溶液中含有的溶质是NaHCCh、
NaCl,根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO,)+2c(COT)+c(C「),错误;D项,由方程
式可知,(七一U)mL为原溶液中碳酸氢钠消耗盐酸的体枳,加入的盐酸浓度是不变的,杈据方程式川
知消耗盐酸的物质的量就等于Na2c03和NaHCCh物质的量,则Na2c。3和NaHCCh物质的量之比为
■xc(HCl)5
(V2-VI)XC(HC1)=V2-VI»正确。
12.(2026.浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)一定温度下,将体积比为2:1的C2HhH2按一定流速进入
装有催化剂的恒容容器(入口玉强为100kPa)发生反应:
i.2c2H4(g)=^=C4Hs(g)A///=-104.7kJmor1
1
ii.2c2HMg)+H2(g)C4H10(g)230.7kJmor
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是()
0
-1
-4
一表示吸附在催化剂表面上的物种TS表示过渡态
反应进程
A.根据图示,反应*C2H5+*C2H4T*C4H9是生成C4H10的决速步骤
B.生成C4H8(g)的活化能大,是C4H8(g)选择性低的主要原因
C.反应ii在高温条件下自发
D.若减小入口压强,则反应速率减慢,C2H4转化率降低
【答案】C
【解析】A项,决速步骤是活化能最大的步骤,即反应进程中基元反应始态与过渡态能量差最大的一
步,生成CJHIO的路径中,*C2H计*C2H4T*CJH9对应过渡态TSII,其活化能(过渡态与前中间体能量
差)大于过渡态TSI与后续步骤,故为决速步骤,A正确;B项,由能量图可知,过渡态TSH之后(即
*C4H9中间体之后)的进程生成C4H8(g)的路径活化能(如对应的能量)高于生成CHo(g)的路径,活化能
大导致反应速率慢,故C4H8选择性低,B正确;C项,反应ii为2c2H4(g)+H2(g)=CaHioCg),AH=-230.7
kJ/mcl(放热.AH<0),反应前后气体分子数减少(3-1),AS<0,根据AG=AH-TAS.高温时-TAS(正值)
增大,AG可能变为正值,反应不自发,该反应低温自发,C错误;D项,减小压强,气体浓度降低,
反应速率减慢;2个反应均为气体分子数减少的反应,减压平衡逆向移动,C2H4转化率降低,D正确;
故选C。
13•印新思维【逻辑思维与科学建模】(2026•湖北T8联考高三模拟)电化学介导胺再生是一种新兴的CO?
捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集CO2,捕集了C(h的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室,电
化学反应器的电极采用Cu-Cu2+,通过电能特异性氧化/溶解铜来产生C#+与进入阳极室的乙二胺富液
发生竞争反应驱动CO2的释放,最后通过还原铜离子为铜单质实现乙二胺的再生。其机理和装置如图。
贫液出去获的CO?
,必+H,N^/NHCO:Cu飞蟹垫N2吹扫一►
吸收+HN^/NHCO;
3极r闪蒸罐
X^2CO
阴
2C0;负载胺阳
铜
极
极
电
电
集
集
极
贰二湍再生胺极
流
宓合胺酸5疑流
器
器
A双通道泵
阴极
(a)反应机理示意图(b)反应装置示意图
下列说法错误的是()
A.乙二胺吸收CCh的反应为加成反应
B.乙二胺与CM+的结合能力高于其与CCh的结合能力
r-12+
r~\
C.阴极的电极反应为扑①H+2e=CU+2H2N^^NH2
2\__/2
D.CO2的捕获富集是燧增的过程,故而会消耗电能
【答案】D
【解析】A项,乙二胺与CCh发生反应生成氨基甲酸盐,该过程可视为加成反应,故AE确;B项,
阳极Cu・2e-=Cu2+,CM+与负或胺反应,生成复合胺,释放出CCh,说明乙二胺与CM+的结合能力高于
其与CO?的结合能力,故B正确;C项,阴极复合胺中铜离子得电子变成铜原子,释放出乙二胺,所
r-p.
2+2E
以阴极的电极反应为H^><NH'=CU+2H2N-^NH2,故C正确;D项,C02的捕获富集
2\_/2
是峭减的过程,是非自发的,故而会消耗电能,故D错误:选D。
14.铁质锅炉水垢的主要成分有CaCCh、CaSO4>FezCh、Mg(0H)2等,清洗水垢流程如下:
I.加入Na2cCh溶液,加热,浸泡数小时;
II.放出洗涤废液,清水冲洗锅炉,加入稀盐酸,浸泡;
III.向洗液中加入NazSOa溶液;
IV.清洗达标,用NaNO?溶液钝化锅炉,使其表面覆盖一层致密的Fe3(\保护膜。
已知:①25℃时,H2c03的Kai=4.5xl0-7,Ka2=4.7xlW;
②几种难溶物的溶度积常数如下表。
难溶电解质
CaCO3CaSO4Mg(OHhMgC03
溶度枳常数Kp3.5x10-94.9x10-55.6xl0«26.8x1g
卜.列说法不氐砸的是()
A.步骤I保持溶液中c(S0;):c(C0;-)<L4x。,可使水垢中的CaSCh转化为CaCCh
B.步骤IV中NaNO?体现氧化性
C.清洗过程中,溶解的Fe2(h会加速锅炉腐蚀,须向洗液中加入Na2so3溶液
2
D.忽略COF的第二步水解,pH=10的Na2cCh溶液中:c(CO3-)>c(HCO.r)
【答案】D
【解析】A项,步骤【中,是将CaSCh转化为CaCCh,条件是溶液中SOF与CCh?-的浓度比小于两者
KgSOj
的溶度积比值(=l-4xl04)当比值小于此值时,CCV-浓度足够高,促使CaSQi转化为溶度
KjCaCOjo
积更小的CaCO3,A正确;B项,步骤IV中,NaNCh使Fe表面生成Fe3(X,Fe被氧化,NaNCh作为
氧化剂体现氧化性,B正确;C项,FezCh溶于盐酸生成F*,Fe"会加速金属Fe的腐蚀。加入Na2sCh
可将Fe3+还原为Fe?+,抑制腐蚀,C正确:D项,pH=10时,CCh?•水解生成HCCh-,水解常数
勺=K工=1五0x1所0*”2八1此此c时(HCO曷j=c(%H')2=小1X10萍“°"2』3,故其。3-浓度大于8产,
D错误:故选D。
15.(2025•浙江省六校联考高三模拟预测)室温下,H2s水溶液中各含硫微粒物质的量分数3(例如,
3(")=c.S)+赞后)+c(S"))随pH的变化如图所小:
已知:H2s饱和溶液的浓度约为O.lmolLL室温下,Ksp(CdS)=8xl()-26,尤田。0)=3*103下列说法
中正确的是()
A.0.ImolUNaHS溶液中:r(HS)>r(S2)>r(H?S)
B.过量HQO与Na2s溶液反应:HC10+S2=CI0+HS-
C.以百里酚配(变色范围为9.470.6)为指示剂,用NaOH标准溶液可滴定H2s水溶液的浓度
D.向c(Cd2+)=0.01molL」的溶液中通入H2s气体至饱和时,Cd?+未完全沉淀
【答案】C
【解析】在H2s溶液中存在电离平衡:H2s=^H++HS-、HS-=^H++S%随着pH的增大,H2s
的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,S2-的物质的量分数逐渐增大,图中线①、
②、③依次代表H?S、HS-、S?-的物质的量分数随pH的变化,由①和②交点的pH=7可知:
RHC(H(S)13
KJ-);HS)》107,由②和③交点的PH=13.0可知:KJ2=^~=c(H-)=10。A项,
c(H,S)c(HS)
O.lmolLNaHS溶液中水解平衡常数:&(HS)=。吗巴了)=?二]()彳>《,故HS的水解程度大
于电离程度,故c(HS-)>c(H[S)>c(S2-),A错误;B项,次氯酸具有强氧化性,过量HC1O与Na2s溶
液发生氧化还原反应:2HQO+S2-+2H,=Sl+CbT+2H?0,B错误;C项,百里酚酰的变色范围为9.470.6,
若以百里酚秋为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2s水溶液,由图可知当酚献发生明显颜色变化时,
达到第一滴定终点(溶质为NaHS),能用百里酚酸作指示剂,C正确;D项,H2s饱和溶液的浓度约为
O.lmolL-1,在H2s溶液中存在电离平衡:H2s=^H++HS,HS-H++S'第二步电离微弱,忽
+7
略,故由)制O'可得c(H)=7Kalc(H2S)=VlxlO-x().lmol/L=10<mol/L,
%KX石野2二叫户二叱,班月。.、瓯,此时溶液中的
C(H2S)().1
C(Cd2^)=K^S)=mol/L=8x10-'3mol/L<1O-5mol/L,已沉淀完全,D错误;故选C。
第II卷(非选择题共55分)
二、填空题(本题共4小题,共55分)
16.%情境|【结合烟气处理考查反应原理】(12分)(2026•浙江省名校协作体高三返校联考)工业生产催
化剂的过程会产生含大量高浓度氮氧化物(NOJ的烟气,对环境造成严重破坏。某工艺通过选择性催化
还原法(SCR)治理去除烟气中的NO、,使其达到排放标准,且无需二次处理。
SCR主反应:
NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)(i)
2NO2(g)+4NH3(g)+O2(g)=3N2(g)+6H2O(g)(ii)
SCR副反应
2NO(g)+O2(g)-2NO2(g)(iii)
请回答:
(1)标准状态下,一些物质的相对能量如表所示:
物质
N2(g)Oz(g)NH3(g)NO(g)H2O(g)NO2(g)
相对能量/kJ-mo「00-5091-24234
①计算反应(ii)的AH=kJmor1o
②判断反应(ii)在什么条件下自发进行(填“任意温度”“高温”或“低温”)。
(2)已知尿素[C0(NH*2]的分解作为还原剂NM的来源,尿素可以通过如下电化学装置获得,电解过程
电解过程中需控制合适的电流,否则阴极会产生H2导致电解效率下降。若外电路以8A恒定电流工作
生成目标产物的电荷量
20分钟,产生尿素0.005mol,则该电解装置的电解效率n二(n-工作电荷量
[已知:电荷量q(C)=电流I(A)x时间(s);NA=6.0xl0"moL;e=l.60xl()T9c。]
(3)NOx的去除率(用R表示)受投料的氨氮比(n)、进入混合器中烟气的NO、浓度(即入口NOx浓度,用
cinlet/JiggT)表示)等因素的影响,结果如图a、b所示。
下列有关说法中正确的是___________。
A.为取得最优氮氧化物的去除效果,入IINOx浓度应保持在2000ng/g
B.结合图像,分析NOx的去除率的卜.降主要受NO去除率的影响
C.当氨氮比小于0.9时,NO?去除率为负值,NH3主要用于满足NO的转化,且部分NO被氧化成NO?
D.由图可知,应尽量提高氨氮比,以提高NOx去除率
(4)空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的气体流量,单位为h",它反映气体与催化剂的接触时间,
该脱硝工艺中空速控制在620-650hT,请解释空速不宜过低的原因:o
【答案】(1)-1320(2分)任意温度(2分)
⑵CO2+2NO3+I8H'+16e=CO(NH2)2+7H2O(2分)80%(2分)
(3)AC(2分)
(4)低空速不利于反应后生成物N2、H2O从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应
速率过长的停留时间,还会促使NH3发生氧化反应,反而使NOx去除率
下降(2分)
【解析】AH=生成物总能量-反应物总能量,反应自发进行的判断依据是
AG=AH-TAS,当AHVO,AS>0,则在任意温度下,AG<0,反应都能自发
进行。
⑴①四=牛.成物总能量-反应物总能量,对于反应2NO2(g)+4NHKg)+
O2(g)=3N2(g)+6H2O(g:生成物总能量为
[3xO+6x(-242)]kJ?,反应物总能量为
[痴B4+4单灼?冰甸kJ?,则该反应的AH=
[-岫12-(-U3药啊?•'=>-';②反应自发进行的判断依据是
△G=AH-TAS,由反应(ii)可知,反应后气体分子数增加,所以AS>0,又因
为AH=-1320KJ・mo『<0,根据AG=AH-TAS,AH<0,AS>0,则在任意温
度下,AGCO,反应都能自发进行;
(2)生成尿素的那一极是a极,在a极NCh-得到电子,结合H+生成CO(NH2)2
和H2O,根据氧化还原反应中得失电子守恒配平得电极反应式为CO2+
2NO3+18H++16c-CO(NH2)2+7H2O:已知电流I=8A,时间t=20min=1200s,
根据电荷量公式Q=It可得Q=8Axl200s=9600C,根据电极反应式CO2+
1
2NO3+I8H十16e-CO(NH2)2+7H2O可知,生成Imol尿素转移16moi电子,
现在生成0.005inol尿素,则转移0.08mol电子,根据法拉第常数
:3,l9
F=NAxc=6.0xl0mol~x1.60x10C=96000C.mor',则理论电荷量
Q即=n(e)xF=0.08molx96000C・mo『=7680C,
生成目标产物的电荷量7680c
n=x100%=80%
工作电荷显9600C
(3)A项,由图b可以看出当入口NO、浓度应保持在2000Ng/g时,氮氧化物
的去除效果最好,故A正确:B项,NO、的去除率的下降时,NO的去除率
并没有明显变化,所以由图中无法得出NQ、的去除率的下降主要受NO去
除率的影响的结论,故B错误;C项,由图a可以看出,当氨氮比小于0.9
时,NO?去除率为负值,此时N%主要用于满足NO的转化,目.部分NO
被氧化成NO2,故C正确;D项,由图a可知,氨氮比并非越高越好,当
氨氮比达到一定值后,NO,去除率不再明显提高,甚至可能出现其他情况,
所以不应尽量提高氨氮比来提高NO,的去除率,故D错误;故选AC。
(4)不宜过低的原因为:低空速不利于反应后生成物N2、H20从催化剂表面
脱附,减慢脱硝反应速率过长的停留时间,还会促使NH3发生氧化反应,
反而使NQ、去除率下降。
17-新角度【环境保护】(14分)(2026•河北沧州高三期中)全球变暖已成
为21世纪最严峻的环境挑战之一,CO2、CH4,N2O均为主要的温室
气体,用其制备的合成气(CO和H2的混合物)是一种多功能平台化学品,
可通过费托合成转化为多种燃料和化学品,为石油衍生产品提供了可
持续替代方案。回答下列问题:
i.甲烷干重整反应可以将两种温室气体(CHi和CO?)直接转化为合成气(CO和H2)
(1)己知:CO(g)、H2(g)>CH4(g)的燃烧热分别为283kJmo「C286kJmo「、891kJ・moll则反应I:CO2(g)
+CH"g)2co(g)+2HXg)的AH)=kJmoH;该反应能在___________(填“高温”“低温”
或“任何温度”)自发进行。
,
(2)已知甲烷干重整反应中存在副反应IICH4(g)+3CO2(g)4CO(g)4-2H2O(g)AH2=+330kJmoro
一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入ImolCFh和2moicCh,发生反应I和副反应H。
①下列描述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.容器内混合气体的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.CH4和H2的物质的量之比保持不变
e.CO的生成速率等于H2的消耗速率
②若反应达平衡时,CH4的转化率为80%,CO?的转化率为60%,则反应I的CFh的选择性
S=%o[反应选择性S=(反应I的CH4转化率CH4的总转化率)X100%]
ii.工业上可用合成气(CO和H»合成二甲醛(CH.QCH)
主反应HI:2CO(g)4-4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g)AH3<0
副反应IV:CO(g)+2H2(g)CH30H(g)AH4Vo
(3)向IL恒容密闭容器中充入2moicO和4molH2,在催化剂的作用下发生反应CO的平衡转化率和反应
10min时二甲隧的产率随温度变化如图所示.
0o1O
0o0
8o8o%
、产率
7o梅—o-
6o6忙一平衡转化率
oH
4o4u
3OOo
2OH
20
00
260280300320340
温度aC
①随着温度升高,二甲雄的产率先升高后下降的原因为
②已知b点为平衡状态,30(度时,反应川的平衡常数K二(列出计算式即可)。
iii.利用合成气(CO和H2)合成甲醇反应
(4)在某催化剂作用下,CO、比合成甲醇反应历程如图所示(图中*表示吸附在催化剂上):
®
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