文档文本内容
2026 年高考第一次模拟考试
高三化学
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮
擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Ni 59 Cu 64
一、选择题:本题共10 小题,每小题4 分,共40 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.化学知识在生活中有广泛的应用,下列有关说法错误的是
A.采用电点火的氢气-空气发动机在工作中会产生污染环境的氮氧化物
B.卤水能使豆浆中的蛋白质聚沉,是制作豆腐常用的凝固剂
C.节日燃放的烟花所呈现的艳丽色彩,是利用了钠、铜等金属元素的焰色试验
D.“尿不湿”中的高吸水性树脂,其主要成分聚丙烯酸钠属于天然有机高分子
【答案】D
【详解】A.该发动机工作时,需要高温高压,在此条件下,空气中的
和
会部分发生反应生成氮氧
化物而污染空气,A 正确;
B.豆浆的分散系属于胶体,往豆浆中加入卤水相当于在胶体加入电解质,会使豆浆中的蛋白质聚沉最终
转化成豆腐,所以卤水可以作为制作豆腐常用的凝固剂,B 正确;
C.烟花是利用了一些金属产生特殊火焰颜色的焰色反应,C 正确;
D.聚丙烯酸钠属于人工合成的高分子聚合物,D 错误;
故答案为:D。
2.【改编】工业上,用纯碱溶液提取溴单质发生如下转化,设
为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确
的是
A.标准状况下,
含孤电子总数为
B.
溶液含氧原子数为
C.反应(1)中,
含
键数为
D.反应(2)中生成
还原产物转移电子数为
【答案】C
【详解】工业上用纯碱溶液提取溴单质的流程为:将
通入纯碱溶液,发生反应
,然后再挥发掉
后剩余的溶液中加入硫酸酸化,又重新得到
:
,据此分析解答。
A.在标准状态下,溴单质呈液态,不能用气体摩尔体积数据来计算,A 错误;
B.在
溶液中除
含O 原子外,还有作为溶剂的
分子中也含
原子,则含
有的氧原子数远大于
,B 错误;
C.在反应(1)中,
相当于
,
的结构为
,1 个
分子含2 个
键,C 正
确;
D.在反应(2)中,根据得失电子守恒发生反应的离子方程式为
,生成
还原产物
时转移
,则生成
还原产物时转移
,D 错误;
故答案为:C。
3.对于下列过程中发生的化学反应,相应反应方程式正确的是
A.黑火药爆炸:
B.未密封的绿矾溶液中出现絮状沉淀:
C.用稀盐酸浸泡氧化银:
D.少量氯化铁溶液滴入氢硫酸溶液中:
【答案】B
【详解】A.黑火药爆炸的正确产物应为K2S、N2和CO2,而非K2CO3和SO2,正确为
,A 错误;
B.绿矾(
)溶液中的
被
氧化为
,
水解生成
沉淀。反应式满足电子守恒、
电荷守恒和原子守恒,B 正确;
C.
与稀盐酸反应应生成
沉淀,应为:
,C 错误;
D.
与
反应生成
和
,但
在酸性条件下不稳定,会被
溶解,应为
,D 错误;
故选B。
4.化合物H 是一种低能量的甜味剂,其结构简式如图所示。其中X、Y、Z、W、M 和Q 是原子序数依次
增大的前20 号元素,W 和M 位于同一主族。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.第一电离能:
C.键角:
D.简单氢化物的沸点:
【答案】C
【详解】X、Y、Z、W、M、Q 为原子序数依次增大的前20 号元素,W 和M 同主族,且W 只用2 个共价
键,而M 用6 个共价键,可知M 的最外层有6 个电子,则得到M 为S 元素,W 为O 元素;Y 形成4 个共
价键且原子序数比O 元素小,则Y 为C 元素;则介于C 元素和O 元素之间的Z 为N 元素;X 原子序数最
小且能与Y 形成
结构,则X 为H 元素;最后Q 原子序数大于S 元素且能形成
,可得到Q 为K 元
素;据此分析解答。
A.简单离子半径:M 为
,Q 为
,二者电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,则有离子
半径
,即
,A 错误;
B.第一电离能:Y 为C 原子,Z 为N 原子,W 为O 原子,同周期第一电离能从左到右依次增大,但N 原
子的2p 轨道处于半充满稳定结构,第一电离能反而比O 原子的大,则有第一电离能:
,即
,B 错误;
C.键角:
为
,
为
;
的C 原子价层电子对数2,孤电子对0,其空间结构为直线形,
键角180°;
的S 原子价层电子对数3,孤电子对1,其空间结构为V 形,键角≈120°,故
键角
键角,即
,C 正确;
D.简单氢化物沸点:Z 为
,W 为
,Y 为
,
分子间氢键数目多于
,
分子间无氢
键作用,则沸点H 2O> NH 3>CH 4,即
,D 错误;
故答案为:C。
5.【新考法】下列实验装置能达到实验目的的是
A.图1 所示装置制备少量
并在较长时间内观察到白色
B.图2 所示装置分离甲苯和苯的混合物
C.图3 所示装置制备并收集干燥的
D.图4 所示装置比较
和
的
大小
【答案】A
【详解】A.由图可知,制备少量氢氧化亚铁时,先利用稀硫酸与碳酸钠固体反应生成二氧化碳排尽装置
中的空气,然后再分别滴入氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液,氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液在无氧条件下反
应生成白色氢氧化亚铁沉淀,所以题给装置能达到制备少量氢氧化亚铁并能在较长时间观察到白色的实验
目的,A 正确;
B.由图可知,用蒸馏法分离甲苯和苯时,温度计插入溶液中,没有位于蒸馏烧瓶支管口处测定馏出物的
温度,则题给装置不能达到分离甲苯和苯的混合物的实验目的,B 错误;
C.氨气会与无水氯化钙反应生成八氨氯化钙,不能用无水氯化钙干燥氨气,则题给装置不能达到制备并
收集干燥的氨气的实验目的,C 错误;
D.向过量的硝酸银溶液中滴入氯化钠溶液后,再滴入等浓度的溴化钾溶液,实验中只存在沉淀的生成,
不存在沉淀的转化,则题给装置不能比较氯化银溶度积和溴化银溶度积大小的实验目的,D 错误;
故选A。
6.【新考法】下列说法正确的是
A.图A 中,18-冠-6 中O 原子(灰球)电负性大,带负电荷,通过离子键与
作用,体现了超分子“分
子识别”的特征
B.图B 物质相较
摩尔质量更大,具有更高的熔、沸点
C.图B 中,
该物质含有
键
D.图C 中,
表示硅氧四面体,则该硅酸盐结构的通式为
【答案】D
【详解】A.18-冠-6 中O 原子电负性大,有孤对电子,但分子整体呈中性,是通过配位键与
作用,而非
离子键,体现了超分子“分子识别”的特征,A 错误;
B.图B 物质为有机阳离子与
构成的离子化合物,NaBF4为Na+与
构成的离子化合物,离子晶体
熔、沸点取决于晶格能,图B 中阳离子基团较大,晶格能较小,离子键较弱,熔沸点较低,其熔、沸点低
于NaBF4,B 错误;
C.图B 中1 个阳离子含有19 个
键,1 个阴离子含有4 个
键,则
该物质含有
键,C 错误;
D.图C 中,
表示硅氧四面体,该硅酸盐结构的最小重复单位如图
,最小重复单位中
原子个数为
,O 原子个数为
,
元素化合价为
价,O 元
素化合价为
价,则
的整体化合价为
,所以该硅酸盐结构的通式为
,D 正确;
故选D。
7.辣椒素是辣椒辣味的来源,其结构简式如下。下列有关辣椒素的说法正确的是
A.分子式为
B.该分子能与
溶液反应生成
C.1 mol 辣椒素与
反应最多能消耗5 mol
D.酸性条件下该分子的水解产物均能与浓溴水发生反应
【答案】D
【详解】A.辣椒素分子中含18 个C、27 个H、1 个N、3 个O,分子式应为C18H27NO3,A 错误;
B.辣椒素含酚羟基,酚羟基酸性弱于碳酸,与Na2CO3反应生成NaHCO3,不能生成CO2,B 错误;
C.能与H2加成的官能团为苯环(3 mol)和1 个碳碳双键(1 mol),酰胺羰基不与H2加成,共消耗4 mol H2,
C 错误;
D.酸性条件下酰胺基水解生成羧酸(含碳碳双键,可与溴水加成)和酚类(含酚羟基,可与溴水发生取代反
应),两产物均能与浓溴水反应,D 正确;
8.一种用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)为原料生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺
流程如图。
工艺流程中的部分反应如下:
①焙烧:
②酸化:
下列有关叙述正确的是
A.滤渣1 的主要成分为SiO2
B.中和的目的是除铁和铝
C.酸化过程中pH=4.5 时,若
,
的转化率为50%
D.“转化”温度下溶解度:
【答案】D
【详解】由流程图已知信息①可知,铬铁矿粉(主要成分是FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)与
Na2CO3、KClO3、NaOH 进行焙烧,SiO2转化为Na2SiO3,Al2O3转化为Na[Al(OH)4],FeO·Cr2O3转化为
Fe2O3和Na2CrO4;加入H2O 进行浸取,得到的滤渣1 为Fe2O3;在滤液中加入H2SO4调节pH=7~8,Na2SiO3
转化为H2SiO3,Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀;再加入H2SO4进行酸化,由已知信息②可知,
转
化为
,加入KCl 进行转化,最后经一系列操作得到K2Cr2O7晶体。
A.由分析可知,滤渣1 为Fe2O3,A 错误;
B.由分析可知,中和的目的是除去硅和铝的化合物,B 错误;
C.由信息②可得酸化反应的
,当pH=4.5 时,
,若
,代入K=1014,可求出
,根据Cr 元素守恒,转化率=
,不是50%,C 错误;
D.加入KCl,Na2Cr2O7会转化为K2Cr2O7,根据复分解反应原理,溶解度小的物质会析出,所以溶解度:
Na2Cr2O7>K2Cr2O7,D 正确;
故选D。
9.氨燃料电池是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光
:
催化合成绿
氨联合氨燃料电池的装置如图,在光照作用下光催化剂被激发产生电子
和空穴
。下列说法错误的
是
A.
极电势低于
极电势
B.光催化剂表面发生反应:
C.
极的电极反应式是
D.每产生
(标准状况)
,光催化装置生成
【答案】D
【详解】N2在光催化剂表面转化为NH3,碱性介质条件下,NH3转化为N2,化合价,发生氧化反应,则电
极X 为负极,电极反应式为:
;H2O 转化为O2,化合价降低,发生还原反
应,则电极Y 为正极,电极反应式为:2H2O+4e-=H2+4OH-,据此分析回答。
A.由分析可知,电极X 为负极,电极Y 为正极,则X 极电势低于Y 极电势,A 正确;
B.光催化剂表面H2O 转化为O2,发生反应为:
,B 正确;
C.电极X 为负极,电极反应式为:
,C 正确;
D.N2在光催化剂表面转化为NH3,生成2molNH3,转移6mole-,则每产生5.6L (标准状况)NH3,转移电子
0.75molh+,D 错误;
故答案为:D。
10.
为二元弱酸,在
时,溶液中
及
浓度的负对数
随溶液
变化的关系如图所示[已
知:溶液中始终保持
]。下列有关叙述错误的是
A.曲线
表示
随
变化的关系
B.
C.c 点:
D.由a 点到c 点的过程中,水的电离程度一直增大
【答案】C
【详解】pH 为0 时,溶液中主要是H2X,以H2A 的一级电离为主,故c(HX-)=10-4mol/L,则曲线
表示
随
变化的关系,则曲线
表示
随
变化的关系,据此分析回答。
A.pH 为0 时,溶液中主要是H2X,以H2A 的一级电离为主,故c(HX-)=10-4mol/L,则曲线
表示
随
变化的关系,A 正确;
B.起点
为0 时,溶液中主要是
,以
的一级电离为主,
近似为
,
,故
,c 点时
时,
,则
,
B 正确;
C.向
溶液中加入某碱调节溶液
,因此c 点溶液中①电荷守恒:
c(某阳离子)×阳离子所带
电荷数
,②元素守恒:
,③
,三式联立:
(某阳离子)×阳离子所带电荷数
,C 错误;
D.由a 点经b 点到c 点的过程中,溶液一直呈酸性,且酸性越来越弱,酸抑制水电离程度越来越弱,故水
的电离程度一直增大,D 正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4 小题,共60 分。
11.(15 分)一种以含钨废渣(主要成分有
、
、
,还含有少量
、
)为原料,提取
部分高附加值化工原料的工艺流程如图甲所示:
已知:
①常温下,钨酸
不溶于水和酸。
②“焙烧Ⅱ”控制温度为
左右,该温度下,
、
不与
反应。
回答下列问题:
(1)基态镍原子的价电子轨道表示式为 。
(2)“焙烧Ⅰ”逸出的“气体混合物”中含有毒气体,写出“焙烧Ⅰ”中发生的主要反应的化学方程式:
;“焙烧Ⅱ”的主要目的是 。
(3)“浸取”前,将“焙烧Ⅱ”的固体粉碎的目的是
;“滤渣a”的主要成分是
(写化学式)。
(4)该流程中,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的
如表所示:
金属离子
开始沉淀的
6.9
1.5
3.4
完全沉淀的
8.9
2.8
4.7
应“调节
”的范围为 ;常温下,
,溶液
时,
。
(5)“加热浓缩、冷却……”时控制温度为
,得到产品
(
,假设不含杂
质),称取
产品进行热重分析,含
物种的质量变化如图乙所示。则在
时所得固体的化学式
为 。
(6)“沉钨”后所得沉淀须进行洗涤,设计实验检验沉淀是否已洗涤干净: 。
【答案】
(1)
(2 分)
(2)
(2 分) 使
转化为可溶性盐(1 分)
(3)增大接触面积,提高浸取效率,增大反应速率(合理即可)(1 分)
(1 分)
(4)
(2 分)
(2 分)
(5)
(2 分)
(6)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入
溶液,若无沉淀产生,则表明沉淀已洗涤干净(2 分)
【详解】含钨废渣中含NiS、FeS,二者焙烧时被空气中的氧气氧化,产生的有毒气体是
,“焙烧Ⅱ”
中
、
不与
反应, “酸浸”时
与
不反应,则“滤渣a”的主要成分为
,
“沉钨”时加入硫酸,钨酸盐转化为钨酸沉淀,故“焙烧Ⅱ”的目的是使
转化为可溶性盐,分析工艺
流程可知,“调节
”的目的是除去
、
。
(1)
为28 号元素,价电子排布式为
,故其价电子轨道表示式为
。
(2)含钨废渣中含NiS、FeS,二者焙烧时被空气中的氧气氧化,产生的有毒气体是
,“焙烧Ⅰ”中
发生的主要反应的化学方程式为
。结合流程图及已知信息①可知,“沉钨”
时加入硫酸,钨酸盐转化为钨酸沉淀,故“焙烧Ⅱ”的目的是使
转化为可溶性盐。
(3)固体粉碎后表面积增大,浸取时的反应速率增大,浸取效率提高;由已知信息②可知,“焙烧Ⅱ”
中
、
不与
反应,“酸浸”时
与
不反应,则“滤渣a”的主要成分为
。
(4)分析工艺流程可知,“调节
”的目的是除去
、
,由表中数据可知,调节
的范围为
。常温下,溶液
时,
,故溶液中
。
(5)
,在
时,含
物种的质量为
,由图可知低于
未分解,故
为失去结晶水的质量,
,故
时所得固体的化学式为
。
(6)因析出
沉淀的溶液中溶质为
,故可通过检验洗涤液中是否含
来确认沉淀是否已
洗涤干净,操作为取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入
溶液,若无沉淀产生,则证明沉淀已洗涤
干净。
12.(15 分)四水甲酸铜(II)
常用作催化剂、化学试剂,应用于电镀等领域。实验室
可以用碱式碳酸铜
与甲酸反应来制备。
已知:①四水甲酸铜(II)为蓝色晶体,易溶于水,难溶于醇及大多数有机物。
②碱式碳酸铜和碳酸氢钠在水溶液中比固态时更易分解。
实验室制备四水甲酸铜(II)的步骤如下:
I.称取一定量
和
,充分研细并混合均匀。
II.将I 中所得混合物加入到100mL 接近沸腾的蒸馏水中,继续加热至接近沸腾状态数分钟。
III.静置溶液澄清后,用倾析法分离得到沉淀,用蒸馏水洗涤,干燥。
IV.将III 中所得产品放入如图装置的三颈烧瓶中,加入约20mL 蒸馏水,加热搅拌至50℃左右。
V.向三颈烧瓶中加入甲酸,反应结束后趁热过滤。
VI.经过一系列操作得到四水甲酸铜(II)产品。
回答下列问题:
(1)仪器a 的名称为 。
(2)步骤II 中发生反应的化学方程式为 。
实际取用的硫酸铜和碳酸氢钠的物质的量之比小于1:2,原因一是过量的碳酸氢钠用于保持溶液呈碱性,
二是 。
(3)步骤III 中检验沉淀已洗净的方法是 。
(4)步骤VI 中的一系列操作中减压过滤的优点是 。
(5)测定产品中四水甲酸铜(II)(M=226g/mol)的含量:准确称取ag 产品配成100mL 溶液,取25.00mL 于锥形
瓶中,消除干扰离子后,用
标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA 溶液bmL。
(已知滴定反应为:
)则产品中四水甲酸铜(II)的质量分数为 (用含
a、b、c 的代数式表示)。
(6)如果将甲酸铜(II)
、对苯二甲酸(
)、乙醇混合溶液长时间放置,将析出一种
晶体X(晶胞结构如图),甲酸根全部被交换到溶液中。
1 个X 晶胞中含有Cu 的数目为 ;若1mol X 晶胞的质量为456g,实验表明,91.2mg 晶体X 可
吸收
,所得晶体中Cu:N 个数比为1: 。
【答案】
(1)球形冷凝管(2 分)
(2)
(2 分) 碳酸氢钠易分解损失
(2 分)
(3)取最后一次洗涤液少量于试管中,先加盐酸酸化,再加
溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已洗
净。(2 分)
(4)加快过滤速度,得到较为干燥的沉淀(2 分)
(5)
(2 分)
(6)2(1 分) 1.2(2 分)
【详解】实验室制备四水甲酸铜(II)
,先用
和
反应制备碱式碳酸
铜
,反应液静置澄清后,用倾析法分离得到沉淀,用蒸馏水洗涤,干燥得干燥碱式碳酸
铜;碱式碳酸铜放入三颈烧瓶中,加入约20mL 蒸馏水,加热搅拌至50℃左右,加入甲酸,反应结束后趁
热减压过滤得甲酸铜(II)
。
(1)根据装置图,仪器a 的名称为球形冷凝管;
(2)步骤II 中硫酸铜和碳酸氢钠发生反应生成碱式碳酸铜、二氧化碳、硫酸钠,反应的化学方程式为
。
实际取用的硫酸铜和碳酸氢钠的物质的量之比小于1:2,原因一是过量的碳酸氢钠用于保持溶液呈碱性,
二是碳酸氢钠易分解损失。
(3)步骤III 中检验可能含有的杂质是硫酸钠,若洗涤液中不含硫酸根离子说明沉淀已洗净,检验的方法
是:取最后一次洗涤液少量于试管中,先加盐酸酸化,再加
溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已
洗净。
(4)步骤VI 中的一系列操作中减压过滤的优点是:加快过滤速度,得到较为干燥的沉淀;
(5)根据滴定反应方程式
,可知n(
)=n(EDTA)=
,则产品中四水甲酸铜(II)的质量分数为
。
(6)如果将甲酸铜(II)
、对苯二甲酸(
)、乙醇混合溶液长时间放置,析出晶
体X,甲酸根全部被交换到溶液中,则X 为
;根据均摊原则,苯环的数目为
,1 个X 晶胞中含有Cu 的数目为2;若1molX 晶胞的质量为456g,91.2mg 晶体中晶胞的物质的量
为
,含有Cu 的物质的量为
,
中N 原子的物质的量为
,所得晶体中Cu:N 个数比为1:1.2。
13.(15 分)奥达特罗适用于慢性阻塞性肺病患者,具体合成路线如下:
已知:Bn 为
,Et 为
-。
(1)G 中的官能团有羟基、醚键、 、 。
(2)E→F 的反应类型是 。
(3)D→E 的化学方程式为 ;该步骤要用到
,其目的是 。
(4)A→B 的目的是 。
(5)A 有多种同分异构体,其中
的化学名称是 ;写出两种满足下列条件A 的同分异构体
的结构简式 、 。
a.既能发生水解反应,也能与
溶液发生显色反应
b.核磁共振氢谱有4 组峰,峰面积之比为3:2:2:1
(6)参考上述合成路线,M、N 的结构简式为 、 。
【答案】
(1)酰胺基(1 分) 羰基(或酮羰基)(1 分)
(2)氧化反应(1 分)
(3)
(2 分) 吸收生成HCl,提高产品产率(2 分)
(4)保护(酮)羰基间位的(酚)羟基(2 分)
(5)邻羟甲基苯甲酸(或2-羟甲基苯甲酸)(2 分)
(1 分)
(1 分)
(6)
(1 分)
(1 分)
【详解】A 发生取代反应生成B 和溴化氢,B 发生硝化反应生成C,C 发生还原反应将硝基还原为氨基生
成D,D 发生取代反应生成E,E 发生氧化反应生成F,F 发生取代反应生成G,G 先发生取代反应再发生
还原反应得到奥达特罗,据此解答。
(1)由G 的结构简式可知,G 中的官能团有羟基、醚键、酰胺基、羰基(或酮羰基),故答案为:酰胺基;
羰基(或酮羰基);
(2)由分析可知,E 生成F 为加氧的反应,加氧去氢为氧化反应,故答案为:氧化反应;
(3)D 生成E 发生取代反应,方程式为
;反应生成了氯化
氢,用碳酸钾的目的是吸收生成HCl,提高产品产率,故答案为:
;吸收生成HCl,提高产品产率;
(4)由最后的奥达特罗含(酚)羟基可知,A→B 的目的是保护(酮)羰基间位的(酚)羟基,故答案为:保护
(酮)羰基间位的(酚)羟基;
(5)
的名称为邻羟甲基苯甲酸(或
羟甲基苯甲酸);结合元素及原子个数,由A 的同分异构体
既能发生水解反应,也能与
溶液发生显色反应可知含有苯环、酯基和酚羟基;由核磁共振氢谱有4
组峰,峰面积之比为
,可知含有一个甲基且结构对称,符合条件的结构简式为
、
,故答案为:邻羟甲基苯甲酸(或2-羟甲基苯甲酸);
;
;
(6)根据E 生成F 可知,M 为
,N 为
,N 再发生酯化反应可以得到
,故答案为:
;
。
14.(15 分)I.将二氧化碳转化为能源是缓解温室效应和能源问题的方案之一,
和
在一定条件下
可转化为
,转化过程中发生的反应如下:
反应i(主反应):
;
反应ii(副反应):
甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为
回答下列问题:
(1)
;有利于反应i 自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。
(2)
催化加氢合成
的过程中,
活化的可能途径如图1 所示(“*”表示物质吸附在催化剂表面),
CO 是
活化的优势中间体,原因是 。
(3)在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应,下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标
号)。
A.
的分压保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.
保持不变
D.密闭容器中温度保持不变
(4)在恒容条件下,按
的投料比进行反应i 和反应ii,平衡时
、
和CO 在含碳物
质中的体积分数
[
]随温度T 的变化如图2 所示。
①曲线b 表示的含碳物质的名称为 。
M
②
点时反应ⅱ的
(以分压表示,分压=总压×该物质的物质的量分数,结果保留至小数点
后两位)。
Ⅱ.电还原制备高附加值的有机物
已知:Sn、In、Bi 的活性位点对O 的连接能力较强,Au、Cu 的活性位点对C 的连接能力较强,Cu 对CO
的吸附能力远强于Au,且Cu 吸附CO 后不易脱离。
(5)
电还原可能的反应机理如图所示(*CO 表示吸附态的CO)。
①参照机理图画出A 的结构: 。
②若还原产物主要为HCOOH,应选择 (填“Sn”“Au”或“Cu”)做催化剂。
【答案】
(1)
(2 分) 低温(1 分)
(2)生成中间体CO 的反应的活化能小、反应速率快,且产物能量低、稳定,有利于生成(2 分)
(3)AD(2 分)
(4)甲烷(2 分) 0.39(2 分)
(5)
(2 分)
(2 分)
【详解】(1)利用已知的甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为
与反应ii(副反应):
配合,即
可求得
故答案为:
;
由于该反应既放热又使总气体物质的量减少(ΔS<0),故根据ΔG=ΔH−TΔS 判断,“低温”更有利于反
应 i 自发进行,故答案为:低温;
(2)由题给机理图可知,先生成CO 这一路径所需的活化能更低,且在催化剂表面上更稳定、后续加氢更
容易,因此“CO 是CO₂ 活化的优势中间体”的原因可表述为“生成CO 的能垒更低、后续转化更容
易”,故答案为:生成中间体CO 的反应的活化能小、反应速率快,且产物能量低、稳定,有利于生成;
(3)在“绝热、恒容”的密闭体系中,反应的吸热、放热会引起体系温度变化,一旦到达化学平衡,体
系不再有净热效应且各组分的分压不再发生变化。选项A(“CO2 的分压保持不变”)和D(“密闭容器中温度
保持不变”)都能说明体系已达平衡,故答案为A、D;
(4)图 2 中,a、b、c 三条曲线分别表示CO2、CH4、CO 在含碳物质中的体积分数随温度的变化。曲
线 b 为CH4,“M(540,15)”可知:在此温度下,
,由此可知,
,
,对副反应 ii
,根据原子守
恒法可得:O 原子守恒法:
H 原子守恒
法:
,由此可知平衡后总气体为
,设平衡后总压为
;
于是
;
(5)参照机理图,A 通常是“CO2经单电子还原”生成的自由基阴离子,写作
;
若主要产物是HCOOH,则宜选对“O”有较强结合能力的金属(如Sn、In、Bi)作催化剂。题干所述“Sn 对
O 的连接能力较强”正有利于生成HCOO-中间体,故应填“Sn”。