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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-1C-12N-14O-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.正.确.的是()
cCl
+-
A.Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H(aq)+Cl(aq)ΔH<0,加水稀释,增大
cHClO
B.N2O4(g)2NO2(g)ΔH>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)ΔH>0,该反应在高温条件下更易自发进行
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,增大反应物浓度,单位体积内活化分子总数增大
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+KClNaCl+K↑,钠的还原性比钾弱,因此该反应正向不自发
B.对于反应:2NO2(g)N2O4(g),升温对正反应速率的影响程度大于对逆反应速率的影响
3+3-
C.在AlPO4(s)Al(aq)+PO4(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
3.【化工生产与学科知识结合】(2026·北京海淀高三期中)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
1
(g)(g)+H2(g)ΔH124.4kJmol
该反应的S0,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焓变
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
-1
4.利用碳氮化反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)∆H=-51kJ·mol,可将TiO2转化为
TiCl4,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TiCl4的速率
23
C.反应中每消耗1molTiO2,转移电子的数目约为4×6.02×10
D.将TiO2(s)与C(s)粉碎并混合均匀后反应可提高Cl2的平衡转化率
161718
5.周期表中VIA族元素及其化合物应用广泛。8O、8O、8O是氧元素的3种核素,可以形成多
O
种重要的化合物。亚硫酰氯(SOCl2)为黄色液体,其结构式为(ClCCl),遇水发生水解。工业上可电解
H2SO4与(NH4)2SO4混合溶液制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8],过二硫酸铵与双氧水中都含有过氧键(-O-
-1
O-)。硝化法制硫酸的主要反应为:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)∆H=+41.8kJ·mol。SO2和
SO3都是酸性氧化物,是制备硫酸的中间产物。下列有关NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)∆H=+41.8
kJ·mol-1,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
23
D.该反应中消耗22.4LNO2,转移电子的数目为2×6.02×10
6.如图为一种酶生物电池,可将葡萄糖(C6H12O6)转化为葡萄糖内酯(C6H10O6),两个碳纳米管电极材料由石
墨烯片层卷曲而成。下列说法不正确的是()
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=C6H10O6+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2.24LO2,可生成葡萄糖内酯0.2mol
7.【工业生产与学科知识结合】氯、溴、碘及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。氯、
溴主要存在于海水中,工业常通,过电解NaCl饱和溶液制备Cl2,Cl2可用于制取漂白粉、氯化氢(H-H、
-1-1-1-
Cl-Cl、H-Cl的键能分别为436kJ·mol、243kJ·mol、432kJ·mol)。卤水中Br可通过Cl2氧化、
Na2CO3溶液吸收,BrCl能发生水解反应。锂碘电池可供电心脏起搏器。一种Li-I2二次电池正极界面
反应机理如图所示,下列化学反应表示正确的是()
——--
A.LiI2电池正极放电时的电极反应有:I5+2e=2I+I3
2---
B.Br2(g)用Na2CO3溶液吸收:Br2+CO3=Br+BrO3+CO2
+-
C.BrCl与H2O反应:BrCl+H2O=HCl+Br+OH
-1
D.氯气制氯化氢:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=185kJ·mol
8.氨硼烷—H2O2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+3H2O2=
NH4BO2+4H2O,下列说法不.正确的是()
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:NH3•BH3+2H2O+6e=NH4+BO2+6H
23
C.放电过程中1molH2O2参与反应时,转移的电子数约为2×6.02×10
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
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FeCl2溶液和Na2CO3溶液制
备FeCO3固体,下列说法不.正.确.的是()
2
k
.Fe2aq2HOlFeOHaq2HaqKw
A22
KspFeOH2
B.Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸,当cHCO32cH2CO3cCl时,溶液呈中性(不考虑CO2逸出)
2K
2cNaCOwmolL1
C.当Na2CO3溶液中CO3水解率达50%时,23
Ka2H2CO3
2
KspFeCO3kw
D.FeCOs2HOlFeOHsHCOaq,K
32223KHCOKHCOKFeOH
a123a223sp2
10.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∆S<0
44
c(NH3)·c(NO)·c(O2)
B.该反应的平衡常数K=
46
c(N2)·c(H2O)
C.步骤Ⅰ可描述为NH3吸附到MnO2表面与表面吸附氧反应生成-NH2和H2O,同时MnO2被还原为
Mn2O3;烟气中的NO和-NH2反应生成N2和H2O
23
D.该反应中每消耗1molO2,转移电子的数目约为4×6.02×10
11.实验室用如下方案测定Na2CO3和NaHCO3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V1mL;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、酚酞
+2--
B.样品溶解后的溶液中:2c(Na)=3c(CO3)+3c(HCO3)+3c(H2CO3)
++--2-
C.滴定至第一次终点时的溶液中:c(H)+c(Na)=c(OH)+c(HCO3)+2c(CO3)
V1
D.样品中Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为
V2-V1
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C2H4、H2按一定流速进入
装有催化剂的恒容容器(入口压强为100kPa)发生反应:
−1
ⅰ.2C2H4(g)C4H8(g)ΔH1=−104.7kJ·mol
−1
ⅱ.2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g)ΔH2=−230.7kJ·mol
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是()
A.根据图示,反应*C2H5+*C2H4→*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
13.【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CO2
捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集CO2,捕集了CO2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Cu2+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。
下列说法错误的是()
A.乙二胺吸收CO2的反应为加成反应
2+
B.乙二胺与Cu的结合能力高于其与CO2的结合能力
C.阴极的电极反应为
D.CO2的捕获富集是熵增的过程,故而会消耗电能
14.铁质锅炉水垢的主要成分有CaCO3、CaSO4、Fe2O3、Mg(OH)2等,清洗水垢流程如下:
I.加入Na2CO3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Na2SO3溶液;
IV.清洗达标,用NaNO2溶液钝化锅炉,使其表面覆盖一层致密的Fe3O4保护膜。
-7-11
已知:①25℃时,H2CO3的Ka1=4.5×10,Ka2=4.7×10;
②几种难溶物的溶度积常数如下表。
难溶电解质CaCO3CaSO4Mg(OH)2MgCO3
-9-5-12-6
溶度积常数Ksp3.5×104.9×105.6×106.8×10
下列说法不.正.确.的是()
224
A.步骤I保持溶液中c(SO4):c(CO3)1.410,可使水垢中的CaSO4转化为CaCO3
B.步骤IV中NaNO2体现氧化性
C.清洗过程中,溶解的Fe2O3会加速锅炉腐蚀,须向洗液中加入Na2SO3溶液
2-2--
D.忽略CO3的第二步水解,pH10的Na2CO3溶液中:cCO3>cHCO3
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δ(例如,
c(H2S)
δ(H2S)2)随pH的变化如图所示:
c(H2S)c(HS)c(S)
-1-26-8
已知:H2S饱和溶液的浓度约为0.1mol·L。室温下,Ksp(CdS)=8×10,Ka(HClO)=3×10。下列说法
中正确的是()
-1-2-
A.0.1mol·LNaHS溶液中:c(HS)>c(S)>c(H2S)
2---
B.过量HClO与Na2S溶液反应:HClO+S=ClO+HS
C.以百里酚酞(变色范围为9.4~10.6)为指示剂,用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
2+-12+
D.向c(Cd)=0.01mol·L的溶液中通入H2S气体至饱和时,Cd未完全沉淀
第II卷(非选择题共55分)
二、填空题(本题共4小题,共55分)
16.【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(NOx)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NOx,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)O2(g)NH3(g)NO(g)H2O(g)NO2(g)
相对能量/kJ·mol−100-5091-24234
①计算反应(ii)的ΔH=___________kJ·mol−1。
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[CO(NH2)2]的分解作为还原剂NH3的来源,尿素可以通过如下电化学装置获得,电解过程
中生成尿素的电极反应式是___________。
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η___________(η)。
工作电荷量
23119
[已知:电荷量q(C)电流I(A)时间(s);NA6.010mol;e1.6010C。]
(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NOx浓度(即入口NOx浓度,用
1
cinlet/μgg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,入口NOx浓度应保持在2000μg/g
B.结合图像,分析NOx的去除率的下降主要受NO去除率的影响
C.当氨氮比小于0.9时,NO2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NO2
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h1,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620650h1,请解释空速不宜过低的原因:___________。
17.【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(CH4和CO2)直接转化为合成气(CO和H2)
−1−1−1
(1)已知:CO(g)、H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为283kJ·mol、286kJ·mol、891kJ·mol,则反应I:CO2(g)
−1
+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH1=___________kJ·mol;该反应能在___________(填“高温”“低温”
或“任何温度”)自发进行。
−1
(2)已知甲烷干重整反应中存在副反应IICH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)ΔH2=+330kJ·mol。
一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入1molCH4和2molCO2,发生反应I和副反应II。
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%,CO2的转化率为60%,则反应I的CH4的选择性
S=_________%。[反应选择性S=(反应I的CH4转化率CH4的总转化率)×100%]
ii.工业上可用合成气(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH)
主反应Ⅲ:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3<0
副反应IV:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH4<0
(3)向1L恒容密闭容器中充入2molCO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时二甲醚的产率随温度变化如图所示。
①随着温度升高,二甲醚的产率先升高后下降的原因为___________。
②已知b点为平衡状态,300℃时,反应Ⅲ的平衡常数K=___________(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、H2合成甲醇反应历程如图所示(图中*表示吸附在催化剂上):
反应历程中决速步骤的反应方程式为___________。
18.【逻辑思维与科学建模】(14分)(2026·山东实验中学三诊)将产能过剩的乙酸催化加氢可制得
乙醇,涉及的反应如下:
主反应:CH3COOH(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g)ΔH1<0
副反应:CH3COOH(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+H2O(g)ΔH2<0
已知:Ⅰ.该副反应的热效应很小;
Ⅱ.S表示含碳产物的选择性:
n乙醇2n乙酸乙酯
S乙醇,S乙酸乙酯。
n乙醇2n乙酸乙酯n乙醇2n乙酸乙酯
回答下列问题:
(1)一定温度下,将0.5molCH3COOH(g)、1molH2(g)通入恒压密闭容器中,仅发生主反应。Xi表示物质
的转化率,平衡时X10%,反应放热,则1;已知主反应
iH2QkJΔH1=_______kJmol
2
v正k正cCH3COOHcH2,v逆k逆cC2H5OHcH2O,其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、
k逆为速率常数。增大体系压强,k正k逆的值将_______(填“增大”“减小”或“不变”,下同);随着温度升
k正
高,的值将_______。
k逆
(2)一定温度下,恒压密闭容器中发生上述两个反应,改变投料比[n(H2):n(CH3COOH)],在相同时间内,
测得X乙酸、S乙醇、S乙酸乙酯的变化如图甲所示。该条件下的最佳投料比=_______;投料比=20时,
X,乙醇产率。
H2_______%=_______%
(3)当投料比=10时,在不同条件下达到平衡,体系中副反应程度较小。在压强p2Mpa下的S乙醇、
S乙酸乙酯随温度t的变化、在温度t200℃下的S乙醇、S乙酸乙酯随压强p的变化如图乙所示。
①2MPa时,S乙醇随t变化的曲线是_______(填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
②A、B、C、D、E五个点中,处于完全相同化学平衡状态的点有_______;C、D、E三点对应的CH3COOH
的转化率由大到小的顺序为_______。
19.【结合有机合成考查反应原理】(15分)(2026·河北部分学校高三联考)丙烯腈(CH2=CH-CN)
是合成纤维、树脂和橡胶的重要单体。传统工业采用丙烯氨氧化法(SOHIO
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