資源簡介

滾動檢測四　化學反應原理綜合
一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.電化學原理在生產生活中的用途十分廣泛，下列說法正確的是(　　)
A.鋼鐵發生電化學腐蝕時，鐵失去電子生成Fe3＋
B.鉛蓄電池在放電時，正極與負極質量均增加
C.利用外加電流法保護閘門時，閘門與電源正極相連
D.工業上用離子交換膜電解飽和食鹽水時，陽極區pH升高
答案　B
解析　鋼鐵發生電化學腐蝕時，鐵失去電子生成Fe2＋，故A錯誤；鉛蓄電池在放電時，正極與負極均生成硫酸鉛，質量均增加，故B正確；利用外加電流法保護閘門時，閘門與電源負極相連，故C錯誤；工業上用離子交換膜電解飽和食鹽水時，陰極發生反應2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-，陰極區pH升高，故D錯誤。
2.我國科學家實現了在銅催化條件下將DMF[(CH3)2NCHO]轉化為三甲胺[N(CH3)3]。計算機模擬單個DMF分子在銅催化劑表面的反應歷程如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.由圖可以判斷DMF轉化為三甲胺的反應屬于放熱反應
B.N(CH3)3＋OH*＋H*===N(CH3)3(g)＋H2O(g)是該反應歷程的決速步驟
C.使用銅作催化劑可以降低反應的活化能，從而改變反應的焓變
D.該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.19 eV
答案　C
解析　根據圖示，(CH3)2NCHO (g)＋2H2(g)的能量大于N(CH3)3(g)＋H2O(g)的能量，所以DMF轉化為三甲胺的反應是放熱反應，A正確；化學反應速率與反應的活化能密切相關，活化能越低反應速率越快，由圖可知N(CH3)3＋OH*＋H*轉化為N(CH3)3(g)＋H2O(g)對應的活化能[E正＝(-1.02 eV)-(-2.21 eV)＝1.19 eV]最大，是該反應歷程的決速步驟，B、D正確；催化劑加快反應速率的機理就是改變反應的歷程，降低反應所需的活化能，但由于不能改變反應物、生成物的能量，因此不改變反應的焓變，C錯誤。
3.(2024·長沙高三模擬)向恒容密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2混合氣體，分別在不同的溫度和催化劑下進行反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 　ΔH＝-92.4 kJ·mol-1，保持其他初始實驗條件不變，經10 min測得N2轉化率如圖所示。T2溫度下兩曲線相交，下列說法正確的是(　　)
A.A點時反應達到平衡狀態
B.C點時v正>v逆
C.相同條件下，催化劑2比催化劑1效率高
D.C點時反應放出熱量小于18.48 kJ
答案　B
解析　該反應為放熱反應，若A點達到平衡，升高溫度，平衡逆向移動，N2轉化率減小，則B點平衡轉化率應小于A點，但B點轉化率大于A點，所以A點時反應一定未達到平衡，A錯誤；在催化劑2下，大于C點的溫度后N2轉化率還可以繼續增大，說明C點也未達到平衡，反應正向移動，所以v正>v逆，B正確；溫度低于T2時，催化劑1的效率高，溫度高于T2時，催化劑2的效率高，因此溫度不同時，催化劑的效率不同，則相同條件下，催化劑2不一定比催化劑1效率高，C錯誤；C點時N2轉化率為20%，消耗n(N2)＝1 mol×20%＝0.2 mol，放出的熱量為0.2 mol×92.4 kJ·mol-1＝18.48 kJ，D錯誤。
4.(2024·山西大同高三模擬)BHMF()在聚氨酯泡沫塑料、樹脂、人造纖維的合成方面應用廣泛，利用電催化反應可將生物質產品HMF()和GLY(甘油：C3H8O3)轉化為高附加值的化學品，電催化裝置如圖所示。在電解過程中，下列說法正確的是(　　)
A.電子移動方向：a→X→Y→b
B.X電極的電極反應式為HMF-2e-===BHMF＋2H＋
C.H＋透過質子交換膜從右向左移動
D.當生成1 mol HCOOH時，理論上外電路轉移3 mol電子
答案　C
解析　由圖可知電解過程中，HMF(C6H6O3)加氫發生還原反應轉化為BHMF(C6H8O3)，故a是負極、X是陰極、Y是陽極、b是正極，電子移動方向：Y→b→a→X，A項錯誤；X是陰極得電子發生還原反應，電極反應式為HMF＋2e-＋2H＋===BHMF，B項錯誤；電解過程中，陽離子透過質子交換膜向陰極移動，即H＋透過質子交換膜從右向左移動，C項正確；Y電極的電極反應式為C3H8O3-8e-＋3H2O===3HCOOH＋8H＋，當生成1 mol HCOOH時，理論上外電路轉移 mol電子，D項錯誤。
5.(2024·江蘇揚州高三模擬)從煉鋼粉塵(主要含ZnO、ZnFe2O4)中回收鋅的過程如圖所示。“浸取”過程ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2＋，并有少量鐵元素浸出。已知：25 ℃時Kb(NH3·H2O)＝2×10-5，Ksp(ZnS)＝1×10-23。下列說法正確的是(　　)
A.25 ℃，pH＝9的NH3·H2O/NH4Cl溶液中：＝2×104
B.0.1 mol·L-1(NH4)2S溶液中：c(H＋)＋c(HS-)＋2c(H2S)＝c(NH3·H2O)＋c(OH-)
C.“沉鋅”過程中，溶液的pH減小
D.“沉鋅”后的溶液中：c(Zn2＋)·c(S2-)<1×10-23
答案　B
解析　25 ℃，pH＝9的NH3·H2O/NH4Cl溶液中：＝2，A錯誤；0.1 mol·L-1 (NH4)2S溶液中根據電荷守恒可知：c(H＋)＋c(N)＝2c(S2-)＋c(HS-)＋c(OH-)，根據元素守恒可知： c(N)＋c(NH3·H2O)＝2c(S2-)＋2c(HS-)＋2c(H2S)，結合上述兩個等式可得c(H＋)＋c(HS-)＋2c(H2S)＝c(NH3·H2O)＋c(OH-)，B正確；“沉鋅”過程發生反應為[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2-===ZnS↓＋4NH3·H2O，故“沉鋅”過程中，溶液的pH增大，C錯誤；“沉鋅”后的溶液中達到ZnS的沉淀溶解平衡，則有c(Zn2＋)·c(S2-)＝1×10-23，D錯誤。
6.已知HNO自由基與O2的反應：
①HNO＋O2―→H—O—O—N==O(產物a)
②HNO＋O2―→(產物b)
反應進程中能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.ΔH大小關系：①<②
B.升高溫度①和②的反應速率都加快，有利于提高反應物的轉化率
C.產物b比產物a更穩定，故中間產物Z生成b的反應更容易發生
D.該歷程中最大正反應的活化能E正＝186.19 kJ·mol-1
答案　D
解析　由圖可知反應①和②都是放熱反應，ΔH大小關系：①>②，A項錯誤；反應①和②都是放熱反應，升高溫度①和②的反應速率都加快，反應逆向移動，反應物的轉化率降低，B項錯誤；根據相對能量可知，產物b比產物a更穩定，但中間產物Z生成a的反應更容易發生，C項錯誤。
7.CH4/CO2催化重整的反應為
①CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
其中，積碳是導致催化劑失活的主要原因。產生積碳的反應有：
②CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH2＝＋74.6 kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝-172.5 kJ·mol-1
科研人員研究壓強對催化劑活性的影響：在1 073 K時，將恒定組成的CO2、CH4混合氣體，以恒定流速通過反應器，測得數據如圖。
注：Ra是以CH4的轉化率表示的催化劑活性保留分率，即反應進行到某一時刻的催化劑活性與反應初始催化劑活性之比
下列分析不正確的是(　　)
A.ΔH1＝＋247.1 kJ·mol-1
B.保持其他條件不變，適當增大投料時，可減緩Ra的衰減
C.研究表明“通入適量O2有利于重整反應”，因為O2能與C反應并放出熱量
D.壓強越大，Ra降低越快，其主要原因是反應①平衡逆向移動
答案　D
解析　根據蓋斯定律，①＝②-③，ΔH1＝ΔH2-ΔH3＝＋247.1 kJ·mol-1，A正確；保持其他條件不變，適當增大投料時，增大CO2濃度，使反應③平衡逆向移動，減少積碳，可減緩Ra的衰減，B正確；反應①為吸熱反應，通入適量O2，O2能與C反應并放出大量的熱，可減少積碳，減緩Ra的衰減，同時O2與C反應放出的熱使得反應①正向移動，有利于重整反應，C正確；壓強越大，Ra降低越快，說明催化劑活性降低越快，積碳越多，其主要原因是反應③為氣體體積減小的反應，加壓平衡正向移動，使得積碳增多，D錯誤。
8.(2025·河南高三模擬)硫化氫是一種有臭雞蛋氣味的劇毒氣體，在生產、生活及科研中均有重要應用，工業上H2S是制取H2的原料，發生反應：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)。向某密閉容器中通入一定量H2S，平衡時相關物質的物質的量隨溫度的變化關系如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.曲線甲、乙、丙分別代表H2S、S2、H2
B.溫度越高，H2S分解速率越慢
C.a點H2S的轉化率為20%
D.圖中b點的縱坐標x＝
答案　D
解析　根據反應方程式，結合圖像可知，曲線甲表示H2S，曲線丙為S2，曲線乙為H2，A錯誤；由圖像可知，溫度升高反應速率加快，則H2S分解速率越快，B錯誤；a點時列如下三段式，
　　　　　　2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)
起/mol　　　　n　　　　0　　　0
轉/mol　　　　8　　　　4　　　8
平/mol　　　　8　　　　4　　　8
n＝8＋8＝16，則a點H2S轉化率＝×100%＝50%，C錯誤；由C項可知，H2S的起始量為16 mol，b點時n(H2S)＝n(S2)＝x mol，即H2S的轉化量為2x mol，平衡量為x mol，起始量為(2x＋x) mol＝16 mol，x＝，D正確。
9.(2024·安徽合肥模擬)已知雙環戊二烯解聚成環戊二烯的反應為　ΔH>0。若將3 mol雙環戊二烯通入2 L恒容密閉容器中，測得T1 ℃和T2 ℃下n(雙環戊二烯或環戊二烯)隨時間的變化如圖所示，T2 ℃時反應到a點恰好達到平衡。下列有關說法錯誤的是(　　)
A.T1>T2
B.T2 ℃時，0~2 h內的平均反應速率：v(環戊二烯)＝0.6 mol·L-1·h-1
C.T2 ℃時，當容器內的氣體壓強為起始的1.5倍時：v正>v逆
D.T1 ℃時，反應恰好達到平衡時：4.8 mol答案　B
解析　由圖可知，T2 ℃時，雙環戊二烯前1 h減少1.8 mol，相當于環戊二烯增加3.6 mol，T1 ℃時，環戊二烯增加4 mol>3.6 mol，所以T1>T2，A正確；T2 ℃時，0~2 h內的平均反應速率：v(環戊二烯)＝＝1.2 mol·L-1·h-1，B錯誤；由a點可知，T2 ℃平衡時氣體總物質的量為2×(3 mol-0.6 mol)＋0.6 mol＝5.4 mol，是起始時3 mol的1.8倍，則氣體的壓強為起始時的1.5倍時，反應正向進行，v正>v逆，C正確；在T2 ℃反應達到平衡時，消耗雙環戊二烯的物質的量為(3-0.6) mol＝2.4 mol，此時生成環戊二烯的物質的量為2.4×2 mol＝4.8 mol，因為T1>T2，該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，則T1 ℃反應達到平衡時n(環戊二烯)>4.8 mol，假設雙環戊二烯全部反應，則生成環戊二烯的物質的量為6 mol，但該反應為可逆反應，不能進行到底，因此n(環戊二烯)<6 mol，D正確。
10.反應4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH，可將工業廢氣中的HCl轉化為Cl2，實現氯資源的循環利用。在n起始(HCl)∶n起始(O2)＝1∶1時，將HCl、O2混合氣分別以不同流速通過裝有催化劑的反應管，不同溫度下出口處HCl轉化率與HCl流速的關系如圖所示。流速低于0.12 mol·h-1時HCl轉化率可近似為平衡轉化率。若僅考慮該反應，下列說法正確的是(　　)
A.ΔH>0
B.減小或選用更高效的催化劑，均能提高X點HCl的平衡轉化率
C.HCl流速高于0.12 mol·h-1時，流速越大，反應速率越快
D.360 ℃時，當HCl流速為0.19 mol·h-1時，每小時約獲得4 g Cl2
答案　D
解析　由圖可知當流速為0.10 mol·h-1時，升高溫度，HCl的轉化率降低，化學平衡逆向移動，ΔH<0，故A錯誤；當流速低于0.12 mol·h-1時，減小，X點HCl的平衡轉化率增大，催化劑不影響化學平衡狀態，故選用更高效的催化劑X點HCl的轉化率不變，故B錯誤；當HCl流速高于0.12 mol·h-1時，由圖可知，流速越大，反應物分子來不及在催化劑表面發生反應，反應速率越慢，故C錯誤；由圖可知，360 ℃時，HCl流速為0.19 mol·h-1時，HCl的轉化率為60%，因此根據關系式：4HCl~2Cl2，得m(Cl2)
＝ mol×71 g·mol-1＝4.047 g，每小時約獲得4 g Cl2，故D正確。
11.TiO2是制取航天工業材料——鈦合金的重要原料。為測定純度，稱取上述TiO2試樣 0.2 g，一定條件下將TiO2溶解并還原為Ti3＋，得到待測液約30 mL，再用0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2標準溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋(假設雜質不參與以上反應)。下列說法錯誤的是(　　)
A.欲配制0.1 mol·L-1NH4Fe(SO4)2標準溶液400 mL，需要NH4Fe(SO4)2固體質量為13.3 g
B.在進行滴定之前，應向錐形瓶中的待測樣品中滴加幾滴KSCN溶液作指示劑
C.滴定前仰視讀數，滴定結束后俯視讀數，將導致測定結果偏大
D.在其他滴定實驗操作均正確時，消耗標準溶液 20.00 mL，則樣品的純度為80%
答案　C
解析　實驗室沒有400 mL的容量瓶，應選用500 mL的容量瓶配制溶液，NH4Fe(SO4)2的摩爾質量為266 g·mol-1，所以需要NH4Fe(SO4)2的質量為0.1 mol·L-1×0.5 L×266 g·mol-1＝13.3 g，故A正確；本實驗采用KSCN溶液作指示劑，Fe3＋與Ti3＋反應生成Ti4＋與Fe2＋，KSCN與Fe3＋反應生成紅色Fe(SCN)3，因此當Fe3＋過量時，溶液呈紅色，故B正確；滴定前仰視讀數，滴定結束后俯視讀數導致讀取溶液體積偏小，導致最終結果偏小，故C錯誤；Fe3＋與Ti3＋反應生成Ti4＋與Fe2＋，根據得失電子守恒可知n(Fe3＋)＝n(Ti3＋)＝n(TiO2)，消耗標準溶液20.00 mL，則n(Fe3＋)＝n(TiO2)＝0.1 mol·L-1×0.02 L＝0.002 mol，因此m(TiO2)＝0.002 mol×80 g·mol-1＝0.16 g，所以樣品的純度為×100%＝80%，故D正確。
12.(2024·長沙高三模擬)離子交換法測定PbCl2的Ksp的步驟如下：
裝有鈉型陽離子交換樹脂的交換柱→轉型：40 mL 2 mol·L-1鹽酸分批次加入交換柱
→離子交換：量取25.00 mL PbCl2飽和溶液，加入離子交換柱，錐形瓶承接
→50 mL煮沸的去離子水分批次淋洗，錐形瓶承接
→合并承接液，加入指示劑，用c mol·L-1 NaOH溶液滴定終點，消耗NaOH溶液V mL
→使30 mL 2 mol·L-1的硝酸流過離子交換樹脂，用煮沸的去離子水淋洗，讓離子交換樹脂再生→數據處理
已知：離子交換時，在離子交換柱中發生的反應為2RSO3H＋PbCl2===(RSO3)2Pb＋2HCl。
下列說法正確的是(　　)
A.飽和PbCl2溶液通過交換柱時，可以通過提高液體流速來縮短實驗時間
B.PbCl2的Ksp為3.2(cV)3×10-5
C.使離子交換樹脂再生時，可以用HCl或H2SO4代替HNO3
D.第一次淋洗時，淋洗液呈明顯酸性就進行后續實驗，會導致測定結果偏大
答案　B
解析　若PbCl2飽和溶液通過交換柱時，交換液流出的速率過快，Pb2＋離子交換不充分，會使消耗氫氧化鈉溶液的體積偏小，所測結果偏低，故A錯誤；由方程式可得如下關系：PbCl2~2H＋~2NaOH，滴定消耗V mL c mol·L-1氫氧化鈉溶液，則PbCl2飽和溶液中Pb2＋和氯離子濃度分別為＝0.02cV mol·L-1和＝0.04cV mol·L-1，PbCl2的溶度積Ksp(PbCl2)＝0.02cV×(0.04cV)2＝3.2(cV)3×10-5，故B正確；由于PbCl2和PbSO4難溶，因此不能用HCl或H2SO4代替HNO3，故C錯誤；第一次淋洗時，淋洗液呈明顯酸性就進行后續實驗，部分交換后的酸不會參與到后續的中和滴定中，會導致測定結果偏低，故D錯誤。
13.(2024·重慶高三模擬)鈉硫電池作為一種高能固體電解質二次電池，廣泛應用于應急電源、風力發電等儲能領域。如圖所示為我國科學家開發的一種以Ce(NO3)4為添加劑的室溫鈉硫電池(圖b)，與傳統鈉硫電池(圖a)相比提高了電池穩定性。關于該電池，下列說法不正確的是(　　)
A.電池放電時，電子由Na電極經外電路流向S電極
B.a電池放電時的正極反應為2Na＋＋S8＋2e-===Na2Sx
C.利用a電池給鉛蓄電池充電，每消耗1 mol Na，鉛蓄電池負極減重48 g
D.b電池中Ce(NO3)4添加劑在負極區僅起增強導電性的作用
答案　D
解析　由圖可知，該原電池中，Na失去電子生成Na＋，Na電極為負極，S電極為正極，電池放電時，電子由Na電極經外電路流向S電極，A正確；由圖可知，該原電池中，Na失去電子生成Na＋，Na＋移向正極和S8反應生成Na2Sx，則a電池放電時的正極反應為2Na＋＋S8＋2e-===Na2Sx，B正確；充電時鉛蓄電池的陰極反應為PbSO4＋2e-=== Pb＋S，利用a電池給鉛蓄電池充電，每消耗1 mol Na轉移1 mol電子，有0.5 mol PbSO4轉化為Pb，鉛蓄電池負極減重0.5 mol×96 g·mol-1＝48 g，C正確；b電池中Ce(NO3)4添加劑在負極區不僅起增強導電性的作用，還可能參與其他反應以提高電池的穩定性，D錯誤。
14.(2024·重慶高三模擬)常溫下，在封閉儀器中裝有20 mL 0.1 mol·L-1 NaClO溶液，現向其中緩慢注入0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液，隨著NaHSO3溶液注入體積增加，溶液的pH變化如圖所示(HClO的電離平衡常數為4.0×10-8)，關于上述實驗，下列分析錯誤的是(　　)
A.AB段主要發生的反應為HS＋2ClO-===Cl-＋S＋HClO
B.BC段pH降低主要是因為生成強酸
C.水電離程度：A>B>D>C
D.pH＝7時，溶液中離子濃度大小順序為c(Na＋)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(S)
答案　D
解析　由圖可知，AB段主要發生的反應為2NaClO＋NaHSO3===NaCl＋HClO＋Na2SO4，反應的離子方程式為HS＋2ClO-===Cl-＋S＋HClO，故A正確；BC段主要發生的反應為HClO＋NaHSO3===NaCl＋H2SO4，則溶液pH降低主要是因為生成了完全電離的硫酸，故B正確；A點為次氯酸鈉溶液，次氯酸根離子水解促進水的電離，B點為等濃度的氯化鈉、次氯酸和硫酸鈉混合溶液，次氯酸在溶液中電離出的氫離子抑制水的電離，C點為氯化鈉、硫酸鈉和硫酸的混合溶液，硫酸在溶液中電離出的氫離子抑制水的電離，D點為氯化鈉、硫酸鈉和亞硫酸的混合溶液，亞硫酸在溶液中電離出的氫離子抑制水的電離，酸溶液中氫離子濃度越大，抑制水的電離程度越大，則水電離程度大小順序為A>B>D>C，故C正確；由得失電子守恒可知，次氯酸鈉溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應生成氯離子的物質的量與硫酸根離子的物質的量相等，則溶液pH為7時，溶液中氯離子濃度等于硫酸根離子濃度，故D錯誤。
15.(2024·杭州高三模擬)常溫下，現有含0.1 mol·L-1Cd2＋的廢液，可加入0.01 mol·L-1Na2S溶液或FeS固體生成沉淀除去Cd2＋，加入Na2S溶液或FeS固體引起溶液的pH變化，進而引起溶液中含S微粒的物質的量分數變化及Cd(OH)2濁液中Cd2＋濃度變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
已知：Ksp(FeS)＝10-17.20　Ksp(CdS)＝10-26.10
A.0.01 mol·L-1Na2S溶液中：c(Na＋)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
B.加適量Na2S固體可使廢液中Cd2＋濃度由b點變到a點
C.由圖1和圖2得知，當溶液的pH＝10，發生的反應為Cd2＋＋2HS-===CdS＋H2S
D.向廢液中加入FeS固體，可使c(Cd2＋)<10-9.9 mol·L-1
答案　D
解析　由Na2S體系中各含S粒子的物質的量分數與pH的關系可知，Ka1(H2S)＝10-7、Ka2(H2S)＝10-13，硫化鈉溶液中S2-部分水解且分步水解：S2-＋H2OHS-＋OH-、HS-＋H2OH2S＋OH-，以第一步水解為主，第一步水解平衡常數Kh1＝＝0.1，0.01 mol·L-1Na2S溶液中＝0.1，解得c(HS-)≈0.009 2 mol·L-1，c(S2-)≈0.000 8 mol·L-1，則溶液中離子濃度大小為c(Na＋)>c(OH-)>c(HS-)>c(S2-)，故A錯誤；Ksp(CdS)＝10-26.10，加入適量Na2S固體，Cd2＋與S2-形成CdS沉淀，可使廢液中Cd2＋濃度降低，不可能由b點變到a點，故B錯誤；由圖1知，隨著pH的增大， H2S濃度減小，HS-濃度先增大后減小，后面S2-濃度增大，當溶液的pH＝10時，以HS-為主，由圖2得知，含0.1 mol·L-1Cd2＋的廢液中pH>7.5時，隨pH增大Cd2＋濃度逐漸減小，故發生的反應為Cd2＋＋HS-＋OH-===CdS＋H2O，故C錯誤；向含0.1 mol·L-1Cd2＋的廢液中加入FeS固體，存在沉淀轉化：FeS(s)＋Cd2＋(aq)Fe2＋(aq)＋CdS(s)，平衡常數K＝＝108.9>105，反應進行完全，此時CdS飽和溶液中c(Cd2＋)＝ mol·L-1＝10-13.05 mol·L-1<10-9.9 mol·L-1，故D正確。
二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)
16.(13分)(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一種性能優良的高辛烷值汽油調和劑。用乙醇與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM 5催化下合成ETBE，反應的化學方程式為C2H5OH(g)＋IB(g)===ETBE(g)　ΔH。回答下列問題：
C1表示先吸附乙醇，C2表示先吸附異丁烯，C3表示乙醇和異丁烯同時吸附。
反應物被催化劑HZSM 5吸附的順序與反應歷程的關系如圖1所示，該反應的ΔH＝　　　　kJ·mol-1。反應歷程的最優途徑是　　　　(填“C1”“C2”或“C3”)。
(2)開發清潔能源是當今化工研究的一個熱點問題。二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用，工業上以CO和H2為原料生產CH3OCH3。工業制備二甲醚在催化反應室中(壓強：2.0~10.0 MPa，溫度：230~280 ℃)進行下列反應：
反應ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1＝-99 kJ·mol-1
反應ⅱ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝-23.5 kJ·mol-1
反應ⅲ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝-41.2 kJ·mol-1
①在該條件下，若反應ⅰ的起始濃度分別為c(CO)＝0.6 mol·L-1，c(H2)＝1.4 mol·L-1，8 min后達到平衡，CO的轉化率為50%，則8 min內H2的平均反應速率為　　　　。
②在T ℃時，反應ⅱ的平衡常數為400，此溫度下，在1 L的密閉容器中加入一定的甲醇，反應到某時刻測得各組分的物質的量濃度如下：
物質 CH3OH CH3OCH3 H2O
c/(mol·L-1) 0.46 1.0 1.0
此時刻v正　　　　(填“>”“<”或“＝”)v逆，平衡時c(CH3OCH3)的物質的量濃度是　　　　。
③催化反應的總反應3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，CO的平衡轉化率α(CO)與溫度、壓強的關系如圖2所示，圖中X代表　　　　(填“溫度”或“壓強”)，且L1　　　　(填“>”“<”或“＝”)L2。
④在催化劑的作用下同時進行三個反應，發現隨著起始投料比的改變，二甲醚和甲醇的產率(產物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈現如圖3的變化趨勢。試解釋投料比大于1.0之后二甲醚產率和甲醇產率變化的原因：　　　 　　　　。
答案　(1)-4a　C3　(2)①0.075 mol·L-1·min-1　②>　1.2 mol·L-1　③溫度　>　④當投料比大于1時，隨著c(H2)增大，反應ⅰ被促進，而反應ⅲ被抑制，c(H2O)增大，最終抑制反應ⅱ，因此甲醇的產率繼續增大而二甲醚的產率減小
解析　(1)由圖可知，反應物的總能量為5a kJ·mol-1，生成物的總能量為a kJ·mol-1，所以反應的ΔH＝-4a kJ·mol-1。反應歷程的最優途徑是C3，活化能最小。
(2)①在該條件下，若反應ⅰ的起始濃度分別為c(CO)＝0.6 mol·L-1，c(H2)＝1.4 mol·L-1，8 min后達到平衡，CO的轉化率為50%，則8 min內H2的平均反應速率為v＝＝0.075 mol·L-1·min-1。③催化反應的總反應3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)是由反應式ⅰ×2＋ⅱ＋ⅲ而得，故總反應的ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2＋ΔH3＝-262.7 kJ·mol-1<0，該反應是放熱反應，若升溫，則CO的平衡轉化率會減小，總反應是氣體體積減小的反應，若增壓，則CO的平衡轉化率會增大，則圖2中，橫坐標X代表的是溫度，L代表的是壓強，根據壓強增大CO的平衡轉化率也增大可判斷：L1>L2。
17.(15分)實驗是化學研究的重要手段。
Ⅰ.由于亞硝酸鈉和食鹽形狀相似，曾多次發生過將NaNO2誤當食鹽食用的事件。欲測定某樣品中NaNO2的含量(樣品中只有N能被KMnO4氧化)，某同學設計如下實驗：
①稱取樣品a g，加水溶解，配制成100 mL溶液。
②取25.00 mL溶液于錐形瓶中，用0.020 00 mol·L-1 KMnO4標準溶液(酸性)進行滴定，滴定結束后消耗KMnO4溶液V mL。
(1)上述實驗①所需玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管之外還有　　　　　　　。
(2)在進行滴定操作時，KMnO4溶液盛裝在　　　　　(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。當滴入最后半滴溶液，　　　　　　　　　　　　　　　時達到滴定終點。
(3)滴定過程中發生反應的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　；測得該樣品中NaNO2的質量分數為　　　　　　　。
(4)以下操作造成測定結果偏高的是　　　　　　　(填字母)。
A.滴定管未用KMnO4標準溶液潤洗
B.錐形瓶未用待測液潤洗
C.盛裝標準溶液的滴定管，滴定前尖端有氣泡，滴定后氣泡消失
D.盛裝標準溶液的滴定管，滴定前仰視凹液面最低處，滴定后俯視讀數
Ⅱ.定量探究S2＋2I-===2S＋I2的反應速率與反應物濃度的關系。
查閱資料：該反應速率與c(S2)和c(I-)的關系：v＝kcm(S2)·cn(I-)，k為常數。
實驗任務：測定不同濃度下的反應速率確定m、n的值。
實驗方法：按下表體積用量V將各溶液混合，(NH4)2S2O8溶液最后加入，記錄開始反應至溶液出現藍色所用的時間t。實驗過程中發生如下反應：
S2＋2I-===2S＋I2(慢)
I2＋2S2===2I-＋S4(快)
實驗記錄表：
實驗編號 A B C D E
0.2 mol·L-1(NH4)2S2O8溶液/mL 10 5 2.5 10 10
0.2 mol·L-1KI溶液/mL 10 10 10 5 2.5
0.05 mol·L-1Na2S2O3溶液/mL 3 3 3 3 3
0.2 mol·L-1KNO3溶液/mL 0 V1 V2 V3 V4
0.2 mol·L-1(NH4)2SO4溶液/mL 0 V5 V6 V7 V8
0.2%淀粉溶液/mL 1 1 1 1 1
t/s t1 t2 t3 t4 t5
(5)加入KNO3、(NH4)2SO4溶液的目的是控制實驗條件，其中V1＝　　　　　，V4＝　　　　　　，V5＝　　　　　　　。
(6)當溶液中　　　　　　　(填化學式)耗盡后溶液出現藍色。
(7)實驗若測得數據t5＝2t4＝4t1，則n＝　　　　　　　。
答案　(1)100 mL容量瓶、量筒
(2)酸式　溶液變為淺紫色，且半分鐘內顏色不變化
(3)2Mn＋5N＋6H＋===2Mn2＋＋5N＋3H2O　×100%(或%)　(4)AC　(5)0　7.5　5
(6)Na2S2O3　(7)1
解析　(3)KMnO4與NaNO2發生氧化還原反應，高錳酸根離子被還原為錳離子，亞硝酸根離子被氧化為硝酸根離子，根據得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒配平該反應的離子方程式為2Mn＋5N＋6H＋===2Mn2＋＋5N＋3H2O；測得該樣品中NaNO2的質量分數為×100%＝×100%＝%。(4)滴定管未用KMnO4標準溶液潤洗，則KMnO4溶液濃度偏小，消耗KMnO4溶液的體積偏大，故測定結果偏高，A符合題意；錐形瓶未用待測液潤洗，沒有影響，B不符合題意；盛裝標準溶液的滴定管，滴定前尖端有氣泡，滴定后氣泡消失，則KMnO4溶液的體積讀數偏大，故測定結果偏高，C符合題意；盛裝標準溶液的滴定管，滴定前仰視凹液面最低處，滴定后俯視讀數，則KMnO4溶液的體積讀數偏小，故測定結果偏低，故D不符合題意。(5)對照實驗探究濃度對反應速率的影響，須保證其他條件完全一致，為保證溶液總體積不變且僅改變S2和I-的濃度而其他物質的濃度不變，即每組銨根離子濃度要與鉀離子濃度相等，故V1＝0，V4＝7.5，V5＝5。(6)由于實驗過程中發生如下反應：S2＋2I-===2S＋I2(慢)，I2＋2S2===2I-＋S4(快)，則當溶液中Na2S2O3耗盡后溶液出現藍色。(7)該反應速率與c(S2)和c(I-)的關系：v＝kcm(S2)·cn(I-)，實驗若測得數據t5＝2t4＝4t1，則n＝1。
18.(16分)(2024·貴州高三模擬)乙醇廣泛應用于食品化工領域，可利用CO2和H2合成CH3CH2OH，在催化劑作用下涉及以下反應：
反應ⅰ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH1
反應ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1
反應ⅲ：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝-256.0 kJ·mol-1
(1)ΔH1＝　　　　 kJ·mol-1，反應ⅰ在　　　　(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)條件下能自發進行。
(2)在一定條件下，向密閉容器中充入一定量的CO2和H2，發生上述反應，下列說法正確的是　　　　　(填字母)。
A.當氣體的平均相對分子質量保持不變時，說明反應體系已達到平衡
B.增大CO2的濃度有利于提高CO2的轉化率
C.體系達到平衡后，若壓縮體積，則反應ⅰ平衡正向移動，反應ⅱ平衡不移動
D.選用合適的催化劑可以提高CH3CH2OH在平衡時的產量
(3)用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數Kp，反應ⅰ和反應ⅱ對應的ln Kp隨溫度的倒數()的變化關系如圖所示。(已知：分壓＝總壓×該氣體的物質的量分數，壓強的單位為 kPa)反應ⅱ的變化關系對應圖中　　　　　(填“a”或“b”)，判斷的理由是　　　　　。
(4)一定溫度下，向2 L某恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，僅發生上述反應ⅰ和反應ⅱ，測得起始壓強為p0 kPa，20 s后達到平衡，此時測得CO的物質的量為0.2 mol，H2O的物質的量為1.1 mol。
①在0~20 s內，用H2表示的平均反應速率v(H2)＝　　　　　 mol·L-1·s-1。
②該對應溫度下體系達到平衡時CO2的轉化率為　　　　　%；反應ⅰ的分壓平衡常數Kp＝　　　　　(用含p0的代數式表示) kPa-4。
(5)一定條件下，將等物質的量的CO與H2混合氣體分別通入體積均為1 L的恒溫恒容密閉容器甲和絕熱恒容密閉容器乙中，僅發生反應ⅲ，反應一段時間后兩容器內達到平衡狀態，則兩容器內混合氣體的密度ρ甲　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”，下同)ρ乙；CO的轉化率α甲　　　　　α乙。
答案　(1)-173.6　低溫　(2)A
(3)b　反應ⅱ為吸熱反應，溫度越高，越小，ln Kp越大
(4)①0.05
②80　
(5)等于　大于
解析　(1)由蓋斯定律可知，ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3＝2×41.2 kJ·mol-1-256.0 kJ·mol-1＝-173.6 kJ·mol-1；由ΔG＝ΔH-TΔS可知，ΔG<0時反應自發進行，因ΔH1<0，ΔS<0，故反應在低溫條件下能自發進行。(2)反應ⅰ、反應ⅱ、反應ⅲ中氣體的總質量不變，反應ⅰ和反應ⅲ中氣體的總物質的量變小，反應ⅱ中氣體的總物質的量不變，因此氣體的平均相對分子質量保持不變時，說明反應體系已達到平衡，A選項正確；增大CO2濃度，平衡正向移動，有利于提高H2的轉化率，而CO2的轉化率降低，B選項錯誤；反應ⅰ是氣體體積減小的反應，加壓，平衡正向移動，CO2、H2的量減少，H2O的量增加，則反應ⅱ逆向移動，C選項錯誤；選用合適的催化劑可以提高反應速率，但是不能提高CH3CH2OH在平衡時的產量，D選項錯誤。(3)反應ⅰ的正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，則平衡常數減小，而反應ⅱ的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，則平衡常數增大，即反應ⅰ的ln Kp隨著增大而增大，反應ⅱ的ln Kp隨著的增大而減小，結合圖示可知，反應ⅱ對應圖2中b。(4)設平衡時反應ⅰ和反應ⅱ中CO2轉化的物質的量分別為2x mol、y mol，根據已知條件列出三段式：
　　　　　2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)
起始/ mol　　1　　　　3　　　　0　　　　　　0
轉化/ mol　　2x　　　6x　　　　x　　　　　　3x
平衡/ mol　　1-2x　　3-6x　　　x　　　　　　3x
　　　　　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
轉化/ mol　　　y　　　y　　　　y　　　y
①由已知信息知，CO的物質的量為0.2 mol，H2O的物質的量為1.1 mol，即y＝0.2，3x＋0.2＝1.1，解得x＝0.3，v(H2)＝＝0.05 mol·L-1·s-1。②該對應溫度下體系達到平衡時CO2的轉化率為α(CO2)＝×100%＝80%；平衡時，CO2(g)、H2(g)、CH3CH2OH(g)、CO(g)、H2O(g)的物質的量分別為0.2 mol、1.0 mol、0.3 mol、0.2 mol、1.1 mol，氣體總物質的量為(0.2＋1.0＋0.3＋0.2＋1.1) mol＝2.8 mol，同溫同體積條件下，壓強之比等于氣體物質的量之比，即，解得p平＝0.7p0，故平衡時，CO2(g)、H2(g)、CH3CH2OH(g)、H2O(g)的分壓分別為×0.7p0 kPa、×0.7p0 kPa、×0.7p0 kPa、×0.7p0 kPa，將數據代入反應ⅰ的平衡常數表達式可得Kp＝ kPa-4。(5)甲、乙兩密閉容器：氣體的總質量相同，且容器體積均為1 L，因此密度相等；該反應為放熱反應，若以甲容器為基準，乙容器為絕熱裝置，相當于在甲平衡的基礎上再進行升溫，平衡向逆反應方向移動，因此CO的轉化率下降，則甲容器中CO的轉化率大于乙容器中CO的轉化率。
19.(11分)鈧是一種稀土金屬元素，在國防、航天、核能等領域具有重要應用。工業上利用固體廢料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工藝流程如圖。
已知：TiO2難溶于鹽酸；Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38。
回答下列問題：
(1)為提高“酸浸”速率，對“赤泥”的處理方式為　　　　；
濾渣 Ⅰ 的主要成分是　　　　　　　　(填化學式)。
(2)“氧化”時加入足量H2O2的目的是　　　　；
氧化后溶液中Fe3＋濃度為0.001 mol·L-1，常溫下“調pH”時，若控制pH＝3，則Fe3＋的去除率為　　　　　(忽略調pH前后溶液的體積變化)。
(3)已知25 ℃時，Kh1(C2)＝a，Kh2(C2)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c。“沉鈧”時，發生反應：2Sc3＋＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋，該反應的平衡常數K＝　　　　(用含a、b、c的代數式表示)。
(4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空氣中加熱至550 ℃時生成Sc2O3、CO2和H2O，寫出反應的化學方程式：　　　　。
答案　(1)將“赤泥”粉碎　SiO2、TiO2
(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于后續調節pH以除去Fe3＋　99%
(3)
(4)2Sc2(C2O4)3·6H2O＋3O22Sc2O3＋12CO2＋12H2O
解析　“赤泥”含有FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等，用鹽酸酸浸時，SiO2、TiO2難溶于鹽酸，FeO、Fe2O3、Sc2O3與鹽酸反應生成 Fe2＋、Fe3＋、Sc3＋，過濾的濾渣主要成分為SiO2、TiO2，濾液中加入H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋便于后續調節pH以除去Fe3＋，加氨水調節pH沉淀鐵離子，過濾得濾渣Ⅱ為Fe(OH)3，向濾液中加入草酸，得到草酸鈧晶體，過濾、洗滌、干燥后，在空氣中加熱可得Sc2O3固體。(2)當pH＝3時，溶液中c(OH-)＝10-11 mol·L-1，此時c(Fe3＋)＝ mol·L-1＝1.0×10-5 mol·L-1，則Fe3＋的去除率為×100%＝99%。(3)已知25 ℃時，Kh1(C2)＝a，Kh2(C2)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c，則反應2Sc3＋＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋的平衡常數K＝。滾動檢測四　化學反應原理綜合
一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.電化學原理在生產生活中的用途十分廣泛，下列說法正確的是(　　)
A.鋼鐵發生電化學腐蝕時，鐵失去電子生成Fe3＋
B.鉛蓄電池在放電時，正極與負極質量均增加
C.利用外加電流法保護閘門時，閘門與電源正極相連
D.工業上用離子交換膜電解飽和食鹽水時，陽極區pH升高
2.我國科學家實現了在銅催化條件下將DMF[(CH3)2NCHO]轉化為三甲胺[N(CH3)3]。計算機模擬單個DMF分子在銅催化劑表面的反應歷程如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.由圖可以判斷DMF轉化為三甲胺的反應屬于放熱反應
B.N(CH3)3＋OH*＋H*===N(CH3)3(g)＋H2O(g)是該反應歷程的決速步驟
C.使用銅作催化劑可以降低反應的活化能，從而改變反應的焓變
D.該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.19 eV
3.(2024·長沙高三模擬)向恒容密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2混合氣體，分別在不同的溫度和催化劑下進行反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 　ΔH＝-92.4 kJ·mol-1，保持其他初始實驗條件不變，經10 min測得N2轉化率如圖所示。T2溫度下兩曲線相交，下列說法正確的是(　　)
A.A點時反應達到平衡狀態
B.C點時v正>v逆
C.相同條件下，催化劑2比催化劑1效率高
D.C點時反應放出熱量小于18.48 kJ
4.(2024·山西大同高三模擬)BHMF()在聚氨酯泡沫塑料、樹脂、人造纖維的合成方面應用廣泛，利用電催化反應可將生物質產品HMF()和GLY(甘油：C3H8O3)轉化為高附加值的化學品，電催化裝置如圖所示。在電解過程中，下列說法正確的是(　　)
A.電子移動方向：a→X→Y→b
B.X電極的電極反應式為HMF-2e-===BHMF＋2H＋
C.H＋透過質子交換膜從右向左移動
D.當生成1 mol HCOOH時，理論上外電路轉移3 mol電子
5.(2024·江蘇揚州高三模擬)從煉鋼粉塵(主要含ZnO、ZnFe2O4)中回收鋅的過程如圖所示。“浸取”過程ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2＋，并有少量鐵元素浸出。已知：25 ℃時Kb(NH3·H2O)＝2×10-5，Ksp(ZnS)＝1×10-23。下列說法正確的是(　　)
A.25 ℃，pH＝9的NH3·H2O/NH4Cl溶液中：＝2×104
B.0.1 mol·L-1(NH4)2S溶液中：c(H＋)＋c(HS-)＋2c(H2S)＝c(NH3·H2O)＋c(OH-)
C.“沉鋅”過程中，溶液的pH減小
D.“沉鋅”后的溶液中：c(Zn2＋)·c(S2-)<1×10-23
6.已知HNO自由基與O2的反應：
①HNO＋O2―→H—O—O—N==O(產物a)
②HNO＋O2―→(產物b)
反應進程中能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.ΔH大小關系：①<②
B.升高溫度①和②的反應速率都加快，有利于提高反應物的轉化率
C.產物b比產物a更穩定，故中間產物Z生成b的反應更容易發生
D.該歷程中最大正反應的活化能E正＝186.19 kJ·mol-1
7.CH4/CO2催化重整的反應為
①CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
其中，積碳是導致催化劑失活的主要原因。產生積碳的反應有：
②CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH2＝＋74.6 kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝-172.5 kJ·mol-1
科研人員研究壓強對催化劑活性的影響：在1 073 K時，將恒定組成的CO2、CH4混合氣體，以恒定流速通過反應器，測得數據如圖。
注：Ra是以CH4的轉化率表示的催化劑活性保留分率，即反應進行到某一時刻的催化劑活性與反應初始催化劑活性之比
下列分析不正確的是(　　)
A.ΔH1＝＋247.1 kJ·mol-1
B.保持其他條件不變，適當增大投料時，可減緩Ra的衰減
C.研究表明“通入適量O2有利于重整反應”，因為O2能與C反應并放出熱量
D.壓強越大，Ra降低越快，其主要原因是反應①平衡逆向移動
8.(2025·河南高三模擬)硫化氫是一種有臭雞蛋氣味的劇毒氣體，在生產、生活及科研中均有重要應用，工業上H2S是制取H2的原料，發生反應：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)。向某密閉容器中通入一定量H2S，平衡時相關物質的物質的量隨溫度的變化關系如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.曲線甲、乙、丙分別代表H2S、S2、H2
B.溫度越高，H2S分解速率越慢
C.a點H2S的轉化率為20%
D.圖中b點的縱坐標x＝
9.(2024·安徽合肥模擬)已知雙環戊二烯解聚成環戊二烯的反應為　ΔH>0。若將3 mol雙環戊二烯通入2 L恒容密閉容器中，測得T1 ℃和T2 ℃下n(雙環戊二烯或環戊二烯)隨時間的變化如圖所示，T2 ℃時反應到a點恰好達到平衡。下列有關說法錯誤的是(　　)
A.T1>T2
B.T2 ℃時，0~2 h內的平均反應速率：v(環戊二烯)＝0.6 mol·L-1·h-1
C.T2 ℃時，當容器內的氣體壓強為起始的1.5倍時：v正>v逆
D.T1 ℃時，反應恰好達到平衡時：4.8 mol10.反應4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH，可將工業廢氣中的HCl轉化為Cl2，實現氯資源的循環利用。在n起始(HCl)∶n起始(O2)＝1∶1時，將HCl、O2混合氣分別以不同流速通過裝有催化劑的反應管，不同溫度下出口處HCl轉化率與HCl流速的關系如圖所示。流速低于0.12 mol·h-1時HCl轉化率可近似為平衡轉化率。若僅考慮該反應，下列說法正確的是(　　)
A.ΔH>0
B.減小或選用更高效的催化劑，均能提高X點HCl的平衡轉化率
C.HCl流速高于0.12 mol·h-1時，流速越大，反應速率越快
D.360 ℃時，當HCl流速為0.19 mol·h-1時，每小時約獲得4 g Cl2
11.TiO2是制取航天工業材料——鈦合金的重要原料。為測定純度，稱取上述TiO2試樣 0.2 g，一定條件下將TiO2溶解并還原為Ti3＋，得到待測液約30 mL，再用0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2標準溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋(假設雜質不參與以上反應)。下列說法錯誤的是(　　)
A.欲配制0.1 mol·L-1NH4Fe(SO4)2標準溶液400 mL，需要NH4Fe(SO4)2固體質量為13.3 g
B.在進行滴定之前，應向錐形瓶中的待測樣品中滴加幾滴KSCN溶液作指示劑
C.滴定前仰視讀數，滴定結束后俯視讀數，將導致測定結果偏大
D.在其他滴定實驗操作均正確時，消耗標準溶液 20.00 mL，則樣品的純度為80%
12.(2024·長沙高三模擬)離子交換法測定PbCl2的Ksp的步驟如下：
裝有鈉型陽離子交換樹脂的交換柱→轉型：40 mL 2 mol·L-1鹽酸分批次加入交換柱
→離子交換：量取25.00 mL PbCl2飽和溶液，加入離子交換柱，錐形瓶承接
→50 mL煮沸的去離子水分批次淋洗，錐形瓶承接
→合并承接液，加入指示劑，用c mol·L-1 NaOH溶液滴定終點，消耗NaOH溶液V mL
→使30 mL 2 mol·L-1的硝酸流過離子交換樹脂，用煮沸的去離子水淋洗，讓離子交換樹脂再生→數據處理
已知：離子交換時，在離子交換柱中發生的反應為2RSO3H＋PbCl2===(RSO3)2Pb＋2HCl。
下列說法正確的是(　　)
A.飽和PbCl2溶液通過交換柱時，可以通過提高液體流速來縮短實驗時間
B.PbCl2的Ksp為3.2(cV)3×10-5
C.使離子交換樹脂再生時，可以用HCl或H2SO4代替HNO3
D.第一次淋洗時，淋洗液呈明顯酸性就進行后續實驗，會導致測定結果偏大
13.(2024·重慶高三模擬)鈉硫電池作為一種高能固體電解質二次電池，廣泛應用于應急電源、風力發電等儲能領域。如圖所示為我國科學家開發的一種以Ce(NO3)4為添加劑的室溫鈉硫電池(圖b)，與傳統鈉硫電池(圖a)相比提高了電池穩定性。關于該電池，下列說法不正確的是(　　)
A.電池放電時，電子由Na電極經外電路流向S電極
B.a電池放電時的正極反應為2Na＋＋S8＋2e-===Na2Sx
C.利用a電池給鉛蓄電池充電，每消耗1 mol Na，鉛蓄電池負極減重48 g
D.b電池中Ce(NO3)4添加劑在負極區僅起增強導電性的作用
14.(2024·重慶高三模擬)常溫下，在封閉儀器中裝有20 mL 0.1 mol·L-1 NaClO溶液，現向其中緩慢注入0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液，隨著NaHSO3溶液注入體積增加，溶液的pH變化如圖所示(HClO的電離平衡常數為4.0×10-8)，關于上述實驗，下列分析錯誤的是(　　)
A.AB段主要發生的反應為HS＋2ClO-===Cl-＋S＋HClO
B.BC段pH降低主要是因為生成強酸
C.水電離程度：A>B>D>C
D.pH＝7時，溶液中離子濃度大小順序為c(Na＋)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(S)
15.(2024·杭州高三模擬)常溫下，現有含0.1 mol·L-1Cd2＋的廢液，可加入0.01 mol·L-1Na2S溶液或FeS固體生成沉淀除去Cd2＋，加入Na2S溶液或FeS固體引起溶液的pH變化，進而引起溶液中含S微粒的物質的量分數變化及Cd(OH)2濁液中Cd2＋濃度變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
已知：Ksp(FeS)＝10-17.20　Ksp(CdS)＝10-26.10
A.0.01 mol·L-1Na2S溶液中：c(Na＋)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
B.加適量Na2S固體可使廢液中Cd2＋濃度由b點變到a點
C.由圖1和圖2得知，當溶液的pH＝10，發生的反應為Cd2＋＋2HS-===CdS＋H2S
D.向廢液中加入FeS固體，可使c(Cd2＋)<10-9.9 mol·L-1
二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)
16.(13分)(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一種性能優良的高辛烷值汽油調和劑。用乙醇與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM 5催化下合成ETBE，反應的化學方程式為C2H5OH(g)＋IB(g)===ETBE(g)　ΔH。回答下列問題：
C1表示先吸附乙醇，C2表示先吸附異丁烯，C3表示乙醇和異丁烯同時吸附。
反應物被催化劑HZSM 5吸附的順序與反應歷程的關系如圖1所示，該反應的ΔH＝　　　　kJ·mol-1。反應歷程的最優途徑是　　　　(填“C1”“C2”或“C3”)。
(2)開發清潔能源是當今化工研究的一個熱點問題。二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用，工業上以CO和H2為原料生產CH3OCH3。工業制備二甲醚在催化反應室中(壓強：2.0~10.0 MPa，溫度：230~280 ℃)進行下列反應：
反應ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1＝-99 kJ·mol-1
反應ⅱ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝-23.5 kJ·mol-1
反應ⅲ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝-41.2 kJ·mol-1
①在該條件下，若反應ⅰ的起始濃度分別為c(CO)＝0.6 mol·L-1，c(H2)＝1.4 mol·L-1，8 min后達到平衡，CO的轉化率為50%，則8 min內H2的平均反應速率為　　　　。
②在T ℃時，反應ⅱ的平衡常數為400，此溫度下，在1 L的密閉容器中加入一定的甲醇，反應到某時刻測得各組分的物質的量濃度如下：
物質 CH3OH CH3OCH3 H2O
c/(mol·L-1) 0.46 1.0 1.0
此時刻v正　　　　(填“>”“<”或“＝”)v逆，平衡時c(CH3OCH3)的物質的量濃度是　　　　。
③催化反應的總反應3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，CO的平衡轉化率α(CO)與溫度、壓強的關系如圖2所示，圖中X代表　　　　(填“溫度”或“壓強”)，且L1　　　　(填“>”“<”或“＝”)L2。
④在催化劑的作用下同時進行三個反應，發現隨著起始投料比的改變，二甲醚和甲醇的產率(產物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈現如圖3的變化趨勢。試解釋投料比大于1.0之后二甲醚產率和甲醇產率變化的原因：　　　 　　　　。
17.(15分)實驗是化學研究的重要手段。
Ⅰ.由于亞硝酸鈉和食鹽形狀相似，曾多次發生過將NaNO2誤當食鹽食用的事件。欲測定某樣品中NaNO2的含量(樣品中只有N能被KMnO4氧化)，某同學設計如下實驗：
①稱取樣品a g，加水溶解，配制成100 mL溶液。
②取25.00 mL溶液于錐形瓶中，用0.020 00 mol·L-1 KMnO4標準溶液(酸性)進行滴定，滴定結束后消耗KMnO4溶液V mL。
(1)上述實驗①所需玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管之外還有　　　　　　　。
(2)在進行滴定操作時，KMnO4溶液盛裝在　　　　　(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。當滴入最后半滴溶液，　　　　　　　　　　　　　　　時達到滴定終點。
(3)滴定過程中發生反應的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　；測得該樣品中NaNO2的質量分數為　　　　　　　。
(4)以下操作造成測定結果偏高的是　　　　　　　(填字母)。
A.滴定管未用KMnO4標準溶液潤洗
B.錐形瓶未用待測液潤洗
C.盛裝標準溶液的滴定管，滴定前尖端有氣泡，滴定后氣泡消失
D.盛裝標準溶液的滴定管，滴定前仰視凹液面最低處，滴定后俯視讀數
Ⅱ.定量探究S2＋2I-===2S＋I2的反應速率與反應物濃度的關系。
查閱資料：該反應速率與c(S2)和c(I-)的關系：v＝kcm(S2)·cn(I-)，k為常數。
實驗任務：測定不同濃度下的反應速率確定m、n的值。
實驗方法：按下表體積用量V將各溶液混合，(NH4)2S2O8溶液最后加入，記錄開始反應至溶液出現藍色所用的時間t。實驗過程中發生如下反應：
S2＋2I-===2S＋I2(慢)
I2＋2S2===2I-＋S4(快)
實驗記錄表：
實驗編號 A B C D E
0.2 mol·L-1(NH4)2S2O8溶液/mL 10 5 2.5 10 10
0.2 mol·L-1KI溶液/mL 10 10 10 5 2.5
0.05 mol·L-1Na2S2O3溶液/mL 3 3 3 3 3
0.2 mol·L-1KNO3溶液/mL 0 V1 V2 V3 V4
0.2 mol·L-1(NH4)2SO4溶液/mL 0 V5 V6 V7 V8
0.2%淀粉溶液/mL 1 1 1 1 1
t/s t1 t2 t3 t4 t5
(5)加入KNO3、(NH4)2SO4溶液的目的是控制實驗條件，其中V1＝　　　　　，V4＝　　　　　　，V5＝　　　　　　　。
(6)當溶液中　　　　　　　(填化學式)耗盡后溶液出現藍色。
(7)實驗若測得數據t5＝2t4＝4t1，則n＝　　　　　　　。
18.(16分)(2024·貴州高三模擬)乙醇廣泛應用于食品化工領域，可利用CO2和H2合成CH3CH2OH，在催化劑作用下涉及以下反應：
反應ⅰ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH1
反應ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1
反應ⅲ：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝-256.0 kJ·mol-1
(1)ΔH1＝　　　　 kJ·mol-1，反應ⅰ在　　　　(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)條件下能自發進行。
(2)在一定條件下，向密閉容器中充入一定量的CO2和H2，發生上述反應，下列說法正確的是　　　　　(填字母)。
A.當氣體的平均相對分子質量保持不變時，說明反應體系已達到平衡
B.增大CO2的濃度有利于提高CO2的轉化率
C.體系達到平衡后，若壓縮體積，則反應ⅰ平衡正向移動，反應ⅱ平衡不移動
D.選用合適的催化劑可以提高CH3CH2OH在平衡時的產量
(3)用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數Kp，反應ⅰ和反應ⅱ對應的ln Kp隨溫度的倒數()的變化關系如圖所示。(已知：分壓＝總壓×該氣體的物質的量分數，壓強的單位為 kPa)反應ⅱ的變化關系對應圖中　　　　　(填“a”或“b”)，判斷的理由是　　　　　。
(4)一定溫度下，向2 L某恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，僅發生上述反應ⅰ和反應ⅱ，測得起始壓強為p0 kPa，20 s后達到平衡，此時測得CO的物質的量為0.2 mol，H2O的物質的量為1.1 mol。
①在0~20 s內，用H2表示的平均反應速率v(H2)＝　　　　　 mol·L-1·s-1。
②該對應溫度下體系達到平衡時CO2的轉化率為　　　　　%；反應ⅰ的分壓平衡常數Kp＝　　　　　(用含p0的代數式表示) kPa-4。
(5)一定條件下，將等物質的量的CO與H2混合氣體分別通入體積均為1 L的恒溫恒容密閉容器甲和絕熱恒容密閉容器乙中，僅發生反應ⅲ，反應一段時間后兩容器內達到平衡狀態，則兩容器內混合氣體的密度ρ甲　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”，下同)ρ乙；CO的轉化率α甲　　　　　α乙。
19.(11分)鈧是一種稀土金屬元素，在國防、航天、核能等領域具有重要應用。工業上利用固體廢料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工藝流程如圖。
已知：TiO2難溶于鹽酸；Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38。
回答下列問題：
(1)為提高“酸浸”速率，對“赤泥”的處理方式為　　　　；
濾渣 Ⅰ 的主要成分是　　　　　　　　(填化學式)。
(2)“氧化”時加入足量H2O2的目的是　　　　；
氧化后溶液中Fe3＋濃度為0.001 mol·L-1，常溫下“調pH”時，若控制pH＝3，則Fe3＋的去除率為　　　　　(忽略調pH前后溶液的體積變化)。
(3)已知25 ℃時，Kh1(C2)＝a，Kh2(C2)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c。“沉鈧”時，發生反應：2Sc3＋＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋，該反應的平衡常數K＝　　　　(用含a、b、c的代數式表示)。
(4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空氣中加熱至550 ℃時生成Sc2O3、CO2和H2O，寫出反應的化學方程式：　　　　。

展開更多......

收起↑