2021?2022學(xué)年新教材高中化學(xué)模塊綜合測評﹙含解析﹚選擇性必修第一冊

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1、模塊綜合測評 (時間:90分鐘　分值:100分) 一、選擇題(本題包括10小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個選項符合題意) 1.如圖所示的日常生活裝置中,與手機充電時的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是(　　) 答案A 解析手機充電過程為電解過程,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電解水為電解過程,與手機充電的能量轉(zhuǎn)化形式相同,A正確;水力發(fā)電為機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程,B錯誤;太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,C錯誤;干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D錯誤。 2.(2019浙江4月選考)高溫高壓液態(tài)水具有接近常溫下弱酸的c(H+)或弱堿的c(OH-),油脂在其中能以較快的反應(yīng)速率水解。與常溫常壓水相比,下列

2、說法不正確的是(　　) A.高溫高壓液態(tài)水中,體系溫度升高,油脂水解反應(yīng)速率加快 B.高溫高壓液態(tài)水中,油脂與水的互溶能力增強,油脂水解反應(yīng)速率加快 C.高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反應(yīng),且產(chǎn)生的酸進(jìn)一步催化水解 D.高溫高壓液態(tài)水中的油脂水解,相當(dāng)于常溫下在體系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的堿的水解 答案D 解析對于任何化學(xué)反應(yīng),體系溫度升高,均可加快反應(yīng)速率,A項正確;由于高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)和c(OH-)增大,油脂水解向右移動的傾向變大,因而油脂與水的互溶能力增強,反應(yīng)速率加快,B項正確;油脂在酸性條件下水解,以H+做催化劑,加快水

3、解速率,因而高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反應(yīng),且產(chǎn)生的酸進(jìn)一步催化水解,C項正確;高溫高壓液態(tài)水中的油脂水解,其水環(huán)境仍呈中性,因而不能理解成相當(dāng)于常溫下在體系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的堿的水解,D項不正確。 3.下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是(　　) A.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ mol-1,則含40.0 g NaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出小于57.3 kJ的熱量 B.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ mol-1,則氫氣的燃燒熱

4、為241.8 kJ mol-1 C.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)　ΔH=a;2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=b,則a>b D.已知P(白磷,s)P(紅磷,s)　ΔH<0,則白磷比紅磷穩(wěn)定 答案A 解析醋酸是弱酸,其電離過程是吸熱過程,故含40.0g即1molNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出的熱量小于57.3kJ,故A正確;氫氣的燃燒熱必須是生成液態(tài)水所放出的熱量,液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水是吸熱的,故氫氣的燃燒熱大于241.8kJmol-1,B錯誤;等量的焦炭完全燃燒放出的熱量高于不完全燃燒放出的熱量,因兩反應(yīng)的ΔH<0,即a

5、s)　ΔH<0,所以紅磷的能量低于白磷的能量,所以白磷不如紅磷穩(wěn)定,故D錯誤。 4.(2019浙江溫州“十五校聯(lián)合體”期中)一定溫度下,等體積、pH相等的鹽酸和醋酸溶液,下列說法正確的是(　　) A.兩溶液中,所含溶質(zhì)的分子數(shù)相等 B.與等體積等濃度NaHCO3溶液混合,開始產(chǎn)生CO2速率相等,后來鹽酸快 C.等體積、pH相等的鹽酸和醋酸溶液分別與足量的Zn完全反應(yīng),鹽酸產(chǎn)生的H2多 D.用同濃度的NaOH溶液分別與兩溶液恰好反應(yīng)完全,根據(jù)消耗的NaOH溶液體積的多少可以判斷醋酸是弱電解質(zhì) 答案D 解析HCl是強電解質(zhì),溶液中不存在溶質(zhì)的分子,A錯誤;與等體積等濃度NaHCO3溶

6、液混合,開始產(chǎn)生CO2速率相等,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,未電離的醋酸繼續(xù)電離出H+,反應(yīng)速率快,B錯誤;等體積、pH相等的鹽酸和醋酸溶液分別與足量的Zn完全反應(yīng),由于醋酸的濃度較大,則醋酸產(chǎn)生的H2多,C錯誤;同濃度的NaOH溶液分別與等體積、pH相等的鹽酸和醋酸溶液恰好反應(yīng)完全,由于醋酸是弱電解質(zhì),濃度大于鹽酸,則醋酸消耗的NaOH溶液體積多,故D正確。 5.(2019湖南長沙中學(xué)月考)已知:反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ(g)　ΔH<0,m+n>q,在密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時,下列說法不正確的是(　　) A.恒容時通入稀有氣體使壓強增大,平衡不移動 B.增大壓強,反應(yīng)速率加快且可以提高Z的產(chǎn)

7、率 C.恒壓時,增加一定量Z(g),平移時,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大 D.恒容時增加X的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率增大 答案C 解析恒容時通入稀有氣體,體系的壓強增大,但反應(yīng)物的濃度不變,則平衡不移動,A正確。由于m+n>q,增大壓強,平衡正向移動,則Z的產(chǎn)率提高,B正確。恒壓時,增加一定量Z(g),達(dá)到的新平衡與原平衡等效,各物質(zhì)的濃度不變,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,C錯誤。恒容時增大X(g)的物質(zhì)的量,平衡正向移動,則Y的轉(zhuǎn)化率增大,D正確。 6.H2與ICl的反應(yīng)分①②兩步進(jìn)行,其能量曲線如圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為放熱反應(yīng) B

8、.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為氧化還原反應(yīng) C.反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率慢,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無關(guān) D.反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和為ΔH=-218 kJ mol-1 答案C 解析根據(jù)圖像,反應(yīng)①②中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,均是放熱反應(yīng),故A說法正確;反應(yīng)①中H的化合價由0→+1,部分I的化合價降低,屬于氧化還原反應(yīng),反應(yīng)②中,I的化合價發(fā)生變化,屬于氧化還原反應(yīng),故B說法正確;反應(yīng)①比反應(yīng)②慢,說明反應(yīng)①中正反應(yīng)的活化能較大,反應(yīng)②中正反應(yīng)的活化能較小,故C說法錯誤;根據(jù)蓋斯定律知,反應(yīng)的焓變只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)的途徑無關(guān),因此反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和ΔH=-218kJmol-1,故

9、D說法正確。 7.常溫常壓下,微生物燃料電池可凈化廢水,同時還能獲得能源或有價值的化學(xué)產(chǎn)品,下圖1為一種微生物燃料電池的工作原理,圖2為廢水中Cr2O72-的濃度與去除率的關(guān)系。下列說法正確的是(　　) 圖1 圖2 A.M為電池負(fù)極,CH3COOH被還原 B.外電路轉(zhuǎn)移4 mol電子時,M極產(chǎn)生22.4 L CO2 C.反應(yīng)一段時間后,N極附近溶液pH下降 D.Cr2O72-濃度較大時,可能會造成還原菌失活 答案D 解析電子由M極流出,M為電池負(fù)極,CH3COOH被氧化為二氧化碳,故A錯誤;負(fù)極的電極反應(yīng)是CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+,外電路轉(zhuǎn)移

10、4mol電子時,M極產(chǎn)生1molCO2,非標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2的體積不一定是22.4L,故B錯誤;N極為正極,電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+2H2O、Cr2O72-+6e-+8H+2Cr(OH)3+H2O,根據(jù)電子守恒,外電路轉(zhuǎn)移8mol電子時,有8molH+由M移向N,N極消耗H+大于8mol,所以反應(yīng)一段時間后,N極附近溶液pH升高,故C錯誤;Cr2O72-能使蛋白質(zhì)變性,根據(jù)圖示,Cr2O72-的濃度較大時,Cr2O72-的去除率明顯降低,可能是Cr2O72-的濃度較大造成還原菌失活,故D正確。 8.常溫時,將V1 mL c1 molL-1的氨水滴加到V2 mL c2 molL-1的鹽酸中

11、,下列結(jié)論正確的是(　　) A.若混合溶液的pH=7,則c1V1>c2V2 B.若V1=V2,c1=c2,則混合液中c(NH4+)=c(Cl-) C.若混合溶液的pH=7,則溶液中c(NH4+)>c(Cl-) D.若V1=V2,且混合液的pH<7,則一定有c1=c2 答案A 解析常溫下氨水與鹽酸恰好中和(即c1V1=c2V2)生成的氯化銨溶液為強酸弱堿鹽溶液,常溫下溶液呈酸性,pH<7,若混合溶液的pH=7,則說明氨水相對過量,即c1V1>c2V2,A正確;V1=V2,c1=c2,即c1V1=c2V2,兩者恰好中和,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),則另兩離子c(NH4+)

12、(Cl-),B錯誤;若混合溶液的pH=7,則溶液中c(H+)=c(OH-),另兩離子c(NH4+)=c(Cl-),C錯誤;若V1=V2,且混合液的pH<7,則溶液呈酸性,而當(dāng)酸過量或二者恰好中和時都滿足混合液的pH<7,故D項錯誤。 9.加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應(yīng)為 ①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g) ②N2O3(g)N2O(g)+O2(g) 在容積為2 L的密閉容器中充入8 mol N2O5,加熱到T℃,達(dá)到平衡狀態(tài)后O2的物質(zhì)的量為9 mol,N2O3的物質(zhì)的量為3.4 mol。則T℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.8.5 B.9

13、.6 C.10.2 D.10.7 答案A 解析設(shè)分解的N2O3物質(zhì)的量為xmol,反應(yīng)過程中共生成N2O3(x+3.4)mol,在①反應(yīng)中N2O5分解了(x+3.4)mol,同時生成O2(x+3.4)mol,在②反應(yīng)中生成氧氣xmol。則(x+3.4)+x=9,求得x=2.8,所以平衡后N2O5、N2O3、O2濃度依次為c(N2O5)=(8-2.8-3.4)mol2L=0.9molL-1,c(N2O3)=3.4mol2L=1.7molL-1,c(O2)=9mol2L=4.5molL-1,反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=1.74.50.9=8.5。 10.工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni

14、的原理如圖所示。下列說法不正確的是(　　) 已知:①Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解;②氧化性:Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度)。 A.石墨棒上發(fā)生的電極反應(yīng):4OH--4e-O2↑+2H2O B.電解過程中,B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減少 C.為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水的pH D.若將圖中陽離子膜去掉,將A、B兩室合并,則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變 答案B 解析A項,該裝置中石墨棒為陽極,電極反應(yīng)式為4OH--4e-2H2O+O2↑,正確;B項,由于C室中Ni2+、H+不斷減少,Cl-通過陰離子膜從C室移向B室,A室中OH-不斷減少,Na

15、+通過陽離子膜從A室移向B室,所以B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大,錯誤;C項,由于H+的氧化性大于Ni2+(低濃度)的氧化性,所以為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程需要控制廢水的pH,正確;D項,若去掉陽離子膜,Cl-在陽極放電生成Cl2,反應(yīng)總方程式發(fā)生改變,正確。 二、選擇題(本題包括5小題,每小題4分,共20分。每小題有一個或兩個選項符合題意) 11.(2018海南卷)炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧,活化過程的能量變化模擬計算結(jié)果如圖所示?；罨蹩梢钥焖傺趸趸?。下列說法正確的是(　　) A.每活化一個氧分子吸收0.29 eV的能量 B

16、.水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.42 eV C.氧分子的活化是O—O的斷裂與C—O的生成過程 D.炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑 答案CD 解析根據(jù)圖示,活化一個氧分子放出0.29eV的能量,A錯誤;圖中相對能量為0.73eV時對應(yīng)的狀態(tài)只是無水的過渡態(tài),相對能量為0.75eV時對應(yīng)的狀態(tài)才是無水的中間態(tài),因此水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.18eV,B錯誤;氧氣中存在O—O,活性氧中存在C—O,由圖示知C正確;由題給信息“活化氧可以快速氧化二氧化硫”,結(jié)合氧化二氧化硫的總反應(yīng)可知D正確。 12.(2020遼寧大連高二月考)已知25 ℃時,二元酸H2X的電離

17、平衡常數(shù)Ka1=5.010-2,Ka2=5.410-3。此溫度下用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01 molL-1的KY和K2X溶液,所得的沉淀(AgY和Ag2X)溶解平衡圖像如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A.25 ℃時,KHX的溶液pH>7 B.反應(yīng)Ag2X+2Y-2AgY+X2-的平衡常數(shù)為103.25 C.a點既可以表示AgY的不飽和溶液也可以表示Ag2X的過飽和溶液 D.向c(Y-)=c(X2-)=0.01 molL-1的混合液中滴入AgNO3溶液時,先生成AgY沉淀 答案D 解析由HX-+H2OH2X+OH-可知,其水解常數(shù)Kh=KWKa1=10-145.0

18、10-2=210-13Ksp(AgY),則a點表示AgY的過飽和溶液;a點時

19、的離子積Q(Ag2X)10-7.75molL-1,由此可知,向c(Y-)=c(X2-)=0.01molL-1的混合液中滴入AgNO3溶液時,先生成AgY沉淀,D正確。 13.(2019海南六市聯(lián)考

20、)世界某著名學(xué)術(shù)刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵—空氣電池,其結(jié)構(gòu)如圖所示。 下列有關(guān)該電池放電時的說法正確的是(　　) A.O2-由b極移向a極 B.正極的電極反應(yīng)式為FeOx+2xe-Fe+xO2- C.鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)+FeFeOx+xH2 D.若有22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)空氣參與反應(yīng),則電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移 答案C 解析a極空氣中氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),為正極,氫氣在b極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為負(fù)極。在原電池中,陰離子向負(fù)極移動,O2-由a極移向b極,A項錯誤;a極空氣中氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),為正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-2O2-,B項錯誤;由

21、新型中溫全瓷鐵—空氣電池的裝置圖可知,鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)+FeFeOx+xH2,C項正確;22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)空氣中氧氣的物質(zhì)的量約為0.2mol,電路中約轉(zhuǎn)移0.8mol電子,D項錯誤。 14.X、Y、Z為三種氣體,把a mol X和b mol Y充入一密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X(g)+2Y(g)2Z(g)。達(dá)到平衡時,若三者的物質(zhì)的量滿足n(X)+n(Y)=n(Z),則Y的轉(zhuǎn)化率為(　　) A.a+b5100% B.2(a+b)5b100% C.2(a+b)5100% D.a+b5b100% 答案B 解析設(shè)參加反應(yīng)的Y的物質(zhì)的量為nmol,則 　　　　　　X(g)　

22、+　2Y(g)　　2Z(g) 起始/mol a b 0 平衡/mol a-n2 b-n n 由于平衡時n(X)+n(Y)=n(Z),則有(a-n2)+(b-n)=n,解得n=2(a+b)5,所以Y的轉(zhuǎn)化率為2(a+b)5b100%=2(a+b)5b100%。 15.某溫度下,難溶物FeR的水溶液中存在平衡FeR(s)Fe2+(aq)+R2-(aq),其沉淀溶解平衡曲線如圖所示。 下列說法正確的是(　　) A.可以通過升溫實現(xiàn)由c點變到a點 B.d點可能有沉淀生成 C.a點對應(yīng)的Ksp等于b點對應(yīng)的Ksp D.該溫度下,Ksp=4.010-18 答案C 解析從圖像可以看

23、出,從c點到a點,c(R2-)不變,c(Fe2+)變小,而溫度變化時,c(R2-)與c(Fe2+)同時變化,A錯誤;沉淀溶解平衡曲線上方表示過飽和溶液,可析出沉淀,曲線以下表示不飽和溶液,所以d點沒有沉淀生成,B錯誤;溫度不變,Ksp不變,C正確;由圖知,該溫度下,Ksp=2.010-18,D錯誤。 三、非選擇題(本題共5小題,共60分) 16.(12分)毒重石的主要成分為BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì))。實驗室利用毒重石制備BaCl22H2O的流程如下: (1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是　　　　　　　　　　　　。 (2)加入NH3H2O調(diào)pH=8可除去

24、　　　　　(填離子符號),濾渣Ⅱ中含　　　　　(填化學(xué)式)。加入H2C2O4時應(yīng)避免過量,原因是　　　　　　　　　　　　　。 已知:Ksp(BaC2O4)=1.610-7,Ksp(CaC2O4)=2.310-9 離子符號 Ca2+ Mg2+ Fe3+ 開始沉淀時的pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀時的pH 13.9 11.1 3.2 (3)利用間接酸堿滴定法可測定Ba2+的含量,實驗分兩步進(jìn)行。 已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O Ba2++CrO42-BaCrO4↓ 步驟Ⅰ:移取x mL一定濃度的Na2CrO4溶液置于錐形瓶中,加入

25、酸堿指示劑,用b molL-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V0 mL。 步驟Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液置于錐形瓶中,加入x mL與步驟Ⅰ相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用b molL-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V1 mL。 滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液時應(yīng)使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的　　　　　(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為　　　　　　　 molL-1。若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出,Ba2+濃度測量值將　　　　　(填“偏大”或“偏小”)。 答案(1)增大反應(yīng)物接觸面積從而使反應(yīng)速率加快

26、 (2)Fe3+　Mg(OH)2、Ca(OH)2　H2C2O4過量會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,使產(chǎn)品產(chǎn)量減少 (3)上方　b(V0-V1)y　偏大 解析(1)把毒重石充分研磨的目的是增大反應(yīng)物接觸面積使反應(yīng)速率加快。 (2)由表中信息可知pH=8時Fe3+可完全沉淀,Mg2+、Ca2+未開始沉淀,pH=12.5時,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,由于Ksp(CaC2O4)

27、mLNa2CrO4溶液中CrO42-的物質(zhì)的量為V0b10-3mol,步驟Ⅱ中與Ba2+形成沉淀的CrO42-的物質(zhì)的量為(V0b-V1b)10-3mol,則ymLBaCl2溶液中Ba2+的物質(zhì)的量為(V0b-V1b)10-3mol,則c(BaCl2)=(V0b-V1b)10-3moly10-3L=b(V0-V1)ymolL-1;若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出,會導(dǎo)致滴加鹽酸體積V1偏小,若V1偏小,則V0b-V1b偏大,從而導(dǎo)致Ba2+濃度測量值偏大。 17.(12分)知識的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理,形成如下問題(顯示的電極

28、均為石墨)。 (1)圖1中,電解一段時間后,氣球b中的氣體是　　　　　　　(填化學(xué)式),U形管　　　(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。 (2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器,電解可制備“84”消毒液的有效成分,則c為電源的　　　極;該發(fā)生器中反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。下圖是目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。 ①陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②當(dāng)陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL氣體時,通過陽離

29、子交換膜離子的物質(zhì)的量為　　　　　。 答案(1)H2　右 (2)負(fù)　2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-、Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O (3)①Cl--5e-+2H2OClO2↑+4H+ ②0.01 mol 解析(1)圖1中,根據(jù)電子流向知,左邊電極是電解池陽極,右邊電極是電解池陰極,陽極上氯離子放電生成氯氣,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時陰極附近產(chǎn)生NaOH。 (2)要制取“84”消毒液,應(yīng)創(chuàng)造氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO的環(huán)境,為了使反應(yīng)更充分,則下面電極生成氯氣,為陽極,上面電極生成氫氣,為陰極,陰極附近有NaOH生成,則c為負(fù)極,d為正極。 (3)

30、①依據(jù)題干信息,陽極Cl-被氧化為ClO2,根據(jù)電子守恒和電荷守恒,寫出電極反應(yīng)式。②電極上得到或失去一個電子,電解質(zhì)溶液中必然有一個陽離子通過陽離子交換膜。 18.(12分)(2019北京理綜,節(jié)選)氫能源是最具有應(yīng)用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點。 甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。 ①反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為4∶1,甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是 　。 ②已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng): ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH1 ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2 ⅲ.CH4(g)

31、C(s)+2H2(g)　ΔH3 …… ⅲ為積碳反應(yīng),利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用　　　　　　　　　　　　　　反應(yīng)的ΔH。 ③反應(yīng)物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,目的是　　　　(選填字母序號)。 a.促進(jìn)CH4轉(zhuǎn)化 b.促進(jìn)CO轉(zhuǎn)化為CO2 c.減少積碳生成 ④用CaO可以去除CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時間變化關(guān)系如下圖所示。 從t1時開始,H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低,單位時間CaO消耗率　　　　(填“升高”“降低”或“不變”)。此時CaO消耗率約為35%,但已失效,結(jié)合化學(xué)方程式解釋原因:　。 答案①CH4+

32、2H2O(g)4H2+CO2 ②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g) ③abc ④降低 CaO+CO2CaCO3,CaCO3覆蓋在CaO表面,減少了CO2與CaO的接觸面積 解析①由于初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2,且其物質(zhì)的量之比為4∶1,由質(zhì)量守恒定律可寫出反應(yīng)方程式為CH4+2H2O(g)4H2+CO2。 ②反應(yīng)ⅰ+反應(yīng)ⅱ-反應(yīng)ⅲ可得:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g),所以,利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用反應(yīng)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g)的Δ

33、H。 ③增加H2O(g)的量,由ⅰ可知可提高CH4的轉(zhuǎn)化率,由ⅱ可知能促使CO轉(zhuǎn)化為CO2,由ⅰ和?？芍档头e碳反應(yīng)的發(fā)生。 ④由圖像可知,從t1時開始,H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低,單位時間CaO消耗率曲線斜率減小,原因是CaO表面被生成的碳酸鈣覆蓋,失去吸收CO2的能力。 19.(12分)霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活,汽車尾氣所排放的氮氧化物及燃煤所排放的硫氧化物是造成霧霾的重要原因。 (1)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖1所示,由圖1可知,SCR技術(shù)中的氧化劑是　　　　　　　　　,寫出SCR技術(shù)中反應(yīng)的一個化學(xué)方程式:　　　　　　　

34、　　　　　　　　　　。圖2是不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應(yīng)的脫氮率,由圖可知工業(yè)應(yīng)使用的最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度分別為　　　　、　　　　　。 圖1 圖2 (2)改善能源結(jié)構(gòu)是治理霧霾問題的最直接有效途徑。二甲醚是一種清潔能源,可用合成氣在催化劑存在下制備二甲醚,其反應(yīng)原理為2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH,已知在一定條件下,該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度、投料比的變化曲線如圖所示。 ①a、b、c按由大到小的順序為　　　　　;ΔH　　　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 ②對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡分壓p(B)代替物質(zhì)的量

35、濃度c(B)也可以表示平衡常數(shù)(記作Kp),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式Kp=　　　　。 ③在恒容密閉容器里按體積比為1∶2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動的是　　　　　。 A.一氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小 B.容器的壓強增大 C.化學(xué)平衡常數(shù)K值減小 D.逆反應(yīng)速率先增大后減小 E.混合氣體的密度減小 答案(1)NO、NO2　6NO+4NH35N2+6H2O或6NO2+8NH37N2+12H2O　Mn　200 ℃左右 (2)①a>b>c　

36、D 解析(1)由圖1可知氮氧化物中的氮元素價態(tài)降低,故NO、NO2是氧化劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為6NO+4NH35N2+6H2O,6NO2+8NH37N2+12H2O。反應(yīng)溫度越低,脫氮效率越高,對應(yīng)脫氮率的反應(yīng)條件越好。由圖可知工業(yè)應(yīng)使用的最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度分別為Mn、200℃左右。 (2)①對于反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH,增大H2的濃度,平衡右移,CO的轉(zhuǎn)化率增大,即投料比增大,CO的轉(zhuǎn)化率增大,故a>b>c。由圖可知,在同一投料比時,溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越低,則該反應(yīng)的ΔH<0,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②由題目信息可知,用分壓表示的平衡

37、常數(shù)Kp=p(CH3OCH3)p(H2O)p2(CO)p4(H2)。③若增大一氧化碳的物質(zhì)的量,平衡正向移動,但一氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小,故A錯誤;若充入與反應(yīng)無關(guān)的氣體使容器的壓強增大,平衡不移動,故B錯誤;化學(xué)平衡常數(shù)K值減小,說明平衡逆向移動,故C正確;逆反應(yīng)速率先增大后減小,說明平衡逆向移動,故D正確;移走生成物的量,平衡正向移動,混合氣體總質(zhì)量減小,容器容積不變,混合氣體密度減小,故E錯誤。 20.(12分)CO可用于合成甲醇,化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 圖1 (1)圖1是反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化

38、的曲線。 ①該反應(yīng)的焓變ΔH　　　(填“>”“<”或“=”)0。 ②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1　　　　(填“>”“<”或“=”)K2。在T1溫度下,往容積為1 L的密閉容器中,充入 1 mol CO和2 mol H2,經(jīng)測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示。則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為　。 圖2 ③若容器容積不變,下列措施可提升CO轉(zhuǎn)化率的是　　　　(填字母)。 a.升高溫度 b.將CH3OH(g)從體系中分離 c.使用合適的催化劑 d.充入He,使體系總壓強增大 (2)在容積為1 L的恒容容器中,分別研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三種溫度

39、下合成甲醇的規(guī)律。如圖3是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,則曲線z對應(yīng)的溫度是　　　　℃,該溫度下上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為　　　　。曲線上a、b、c點對應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3的大小關(guān)系為　　　　。 圖3 答案(1)①<　②>　12?、踒 (2)270　4　K1=K2T1,由T1→T2升高溫度時CO的轉(zhuǎn)化率降低,平衡向左移動,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。②K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.750.25(2-2

40、0.75)2=12。③升高溫度,平衡向左移動;分離出CH3OH(g),平衡向右移動;使用催化劑,平衡不移動;充入He,反應(yīng)混合物各物質(zhì)濃度不變,平衡不移動,故選b。 (2)CO和H2合成甲醇反應(yīng)的ΔH<0,n(H2)n(CO)相同時,升高溫度,平衡向左移動,K減小,CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,由圖像可知曲線z表示的溫度為270℃。a點:起始濃度c(CO)=1molL-1,c(H2)=1.5molL-1;平衡濃度c(CO)=0.5molL-1,c(CH3OH)=0.5molL-1,c(H2)=1.5molL-1-1molL-1=0.5molL-1,所以270℃時K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.50.50.52=4。溫度相同時K為定值,該反應(yīng)ΔH<0,溫度越高K值越小,所以K1=K2