文档文本内容
2026 年高考第二次模拟考试
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 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题:本题共13 小题,每小题3 分,共39 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.【新科技】化学助力科技。下列说法正确的是
A.“北斗卫星导航系统”中的星载铷钟所用Rb 元素位于元素周期表中的ds 区
B.“碲化镉薄膜太阳能电池”使用的原料碲化镉属于合金
C.“复兴号”高铁车厢连接处使用的聚四氟乙烯属于烃类
D.“祝融号”火星车上使用的新型碳化硅材料属于无机非金属材料
【答案】D
【解析】A.铷(Rb)是碱金属元素,位于元素周期表第IA 族,属于s 区,而非ds 区,A 错误;
B.碲化镉(CdTe)是由镉和碲形成的化合物,属于半导体材料,而合金是金属与金属(或非金属)的混合物,
B 错误;
C.聚四氟乙烯(PTFE)由碳、氟元素组成(结构为
),含氟原子,属于含氟高分子化合物;
烃类仅含碳、氢元素,C 错误;
D.碳化硅(SiC)由硅和碳通过共价键形成,具有高硬度、耐高温等特性,属于新型陶瓷材料,归类为无
机非金属材料,D 正确;
故答案选D.
2.【改编】反应
获得高活性的
。下列说法正确的是
A.
分子的价层电子对互斥模型为V 形
B.O 的原子结构示意图为
C.
中只含有极性共价键
D.
的电子式为
【答案】B
【解析】A.H2O 分子的中心O 原子价层电子对数为4(2 对σ 键电子对+2 对孤电子对),因此价层电
子对互斥模型为四面体形,而非V 形,A 错误;
B.O 原子的核电荷数为8,核外电子排布为2、6,B 正确;
C.H2O2的结构式为
,其中既含有O-H 极性共价键,也含有O-O 非极性共价键,C 错误;
D.羟基自由基中O 原子最外层有7 个电子(含1 个未成对电子),与H 原子形成1 对共用电子对,电
子式为
,D 错误;
故答案选B。
3.
易水解、易升华,是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量
。下列说
法正确的是
A.实验开始,先点燃酒精灯,再滴加浓盐酸
B.实验时若Cl2不足量,则可能生成
C.装置丙的作用是收集
D.装置丁中
的作用是吸收未反应的
【答案】C
【解析】A.实验开始,先滴加浓盐酸,利用生成的氯气排尽装置内的空气,以免铁粉与氧气发生反应,
故A 错误;
B.铁与氯气只能生成氯化铁,即使少量氯气也不能生成氯化亚铁,故B 错误;
C.装置丙的作用是收集冷凝后的固体氯化铁,故C 正确;
D.
与氯气不能反应,其目的是防止NaOH 溶液中的水蒸气进入丙中使
水解,故D 错误;
故选:C。
4.【新情境】我国科研人员设计并合成了一种可检测
的化合物
,其结合
时发出荧光,所得产物
结构如图所示。下列说法不正确的是
A.电离能:
B.电负性:
C.发出荧光可能与电子从高能级跃迁至低能级有关
D.M 中C、N 的杂化方式只有一种
【答案】D
【解析】A.同周期元素第一电离能从左到右总体增大,N 的2p 轨道为半充满稳定结构,其第一电离能
大于O。C、N、O 的第一电离能顺序为
,A 正确;
B.同周期元素电负性从左到右逐渐增大,N 的原子序数小于O,故电负性
,B 正确;
C.荧光产生的原理是电子吸收能量跃迁至高能级激发态,不稳定的激发态电子跃迁到低能级时释放能
量,以光的形式发出,C 正确;
D.化合物M 中含碳碳双键的碳原子(C 为
杂化)和饱和碳原子(C 为
杂化),同时存在形成双
键的N 原子(sp2杂化)和形成单键的N 原子(sp3杂化),C、N 的杂化方式不止一种,D 错误;
故选D。
阅读下列材料,完成下面小题。
第Ⅳ A 族元素及其化合物应用广泛。甲烷是常见燃料,25℃、101 kPa 时,甲烷的燃烧热
;金刚石、C60、碳纳米管和石墨是碳元素的常见单质;二氧化硅又称硅石,与氢
氧化钠反应可生成硅酸钠,硅酸钠的水溶液俗称水玻璃;铅和二氧化铅是铅蓄电池的电极材料。
5.下列说法错误的是
A.硅胶颗粒可用作催化剂载体、食品包装袋的干燥剂
B.水玻璃是一种电解质,具有黏结力强、耐高温等特性,可以用作黏合剂和防火剂
C.碳纳米管的比表面积大,有优良的电学性能,故可用于生产电池和传感器
D.干冰中分子的堆积比冰的紧密,因此干冰的密度比冰的大
【答案】B
【解析】A.硅胶多孔,吸湿性强,常用作干燥剂和催化剂载体,A 正确;
B.水玻璃是硅酸钠的水溶液,是混合物,而电解质是化合物,故水玻璃不是电解质,B 错误;
C.碳纳米管比表面积大、导电性好,适用于电池和传感器,C 正确;
D.由于冰中存在氢键,分子堆积存在较大空隙,密度较小,而干冰中分子堆积相对紧密,密度比冰大,D
正确;
故选B。
6.下列化学方程式或离子方程式表示错误的是
A.Na2SiO3溶液中通入过量CO2:
B.甲烷燃烧的热化学方程式:
C.焦炭与石英砂制备粗硅反应:
D.铅蓄电池的正极反应式:
【答案】A
【解析】A.硅酸钠溶液中通入过量CO2应生成硅酸沉淀和碳酸氢根,正确方程式为:
,A 错误;
B.甲烷燃烧热方程式符合燃烧热定义(生成液态水),焓变数值正确,B 正确;
C.焦炭与石英砂高温反应生成粗硅和CO,方程式正确,C 正确;
D.铅蓄电池正极反应式为PbO2还原为PbSO4,电极方程式正确,D 正确;
故选A。
7.下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A.晶体的熔点:金刚石<C60
B.键能:石墨中C-C 键>金刚石中C-C 键
C.导电性:金刚石>石墨
D.键角:CO2<SiO2
【答案】B
【解析】A.金刚石为共价晶体,C60为分子晶体。共价晶体熔点高于分子晶体,故熔点:金刚石 >
C60,A 错误;
B.金刚石中C 原子为sp3杂化,C-C 键是单键,键长较长;石墨中层内 C 原子为sp2杂化,C-C 键是介
于单键与双键之间的特殊键,键长较短。键长越短,键能越大,故石墨中C-C 键能 > 金刚石中C-C 键
能,B 正确;
C.石墨层状结构含离域电子,导电性好;金刚石无自由电子,不导电,C 错误。
D. CO2中C 为sp 杂化,键角为180°;SiO2中Si 为sp3杂化,键角约为109.5°。显然,CO2的键角大于
SiO2,D 错误。
故选B。
8. 以
催化的
反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.反应过程中有非极性共价键断裂和形成
B.反应过程中
的化合价没有改变
C.催化剂参加了反应并降低了反应焓变
D.
反应的化学方程式:
【答案】A
【解析】A.反应中有氧气参与反应,且生成了氮气,所以反应过程中有非极性共价键断裂和形成,A
正确;
B.在题给的反应历程中,
的成键数发生了改变,即
的化合价发生了变化,B 错误;
C.催化剂只能改变化学反应速率,不能影响焓变,C 错误;
D.流程中有氧气的参与,
反应的化学方程式:
,
D 错误;
故答案选A。
9. 化合物
是合成非诺洛芬的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.
反应中的
可以用
代替
B.
与足量
的加成产物中含3 个手性碳原子
C.
、
可用
溶液进行鉴别
D.根据
的反应可知
具有氧化性
【答案】B
【分析】
X(溴苯)与
发生取代反应生成Y 和HBr,Y 发生还原反应生成Z。
【解析】A.X→Y 反应中有HBr 的生成,K2CO3的作用是消耗生成的HBr,促进反应进行完全,不可以用
H2CO3代替,A 错误;
B.Y 与足量的H2加成产物(
)中含3 个手性碳原子,B 正确;
C.Y、Z 均不含酚羟基,均不能使FeCl3溶液显色,所以不可用FeCl3溶液进行鉴别,C 错误;
D.Y 转化成Z 发生加氢还原反应,由羰基转化为羟基,NaBH4具有还原性,D 错误;
故答案选B。
10. 【新考法】用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示,
下列说法正确的是
已知:(1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物:
(2)当溶液中离子浓度≤1×10-5mol·L-1时,视为沉淀完全。
A.“碱熔”时,Cr2O3被氧化,SiO2、Al2O3转化为可溶性盐,Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣
B.“酸化”时,产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3,加热近沸有利于形成沉淀
C.“沉铬”时,为了确保Cr3+完全沉淀,应加入过量的NaOH 溶液
D.若室温下,沉铬恰好完全时,溶液的pH=8,则Cr(OH)3的溶度积常数
【答案】B
【分析】制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程中,含铬不锈钢废渣加入氢氧化钾、通入氧气反应将Cr2O3转化为
K2CrO4 ,水浸过滤后滤液加入硫酸酸化调节pH,除去硅、铝元素,得到含K2Cr2O7滤液,加入亚硫酸
钠还原得到三价铬,加入氢氧化钠得到三价铬沉淀,最终生成Cr2O3。由流程可知,在碱性条件下,
Cr2O3 发生氧化反应生成K2CrO4,反应中氧气为氧化剂,Cr2O3 为还原剂;由流程可知,“还原”时
K2Cr2O7中加入亚硫酸钠、稀硫酸后K2Cr2O7发生还原反应生成三价铬,则亚硫酸钠发生氧化反应生成硫
酸钠,发生反应的离子方程式为
。
【解析】A.Fe2O3不反应,碱熔水浸得到的滤渣为Fe2O3,不是Fe(OH)3滤渣,A 项错误;
B.酸化除硅、铝,加热近沸有利于形成较大颗粒的沉淀,沉淀更充分,B 项正确;
C.氢氧化铬是两性氢氧化物,加入过量氢氧化钠会溶解,C 项错误;
D.沉铬完全时,若pH = 8,则 Cr(OH)3的溶度积常数为
,D 项错误;
故选B。
11.为探究
溶液与
溶液的反应,学习小组进行如下实验:
实验1:向试管中加入
溶液,再加入
溶液,溶液变为
红褐色,用激光笔照射,出现光亮的“通路”。
实验2:立即取少量实验1 反应后的溶液于试管中,加蒸馏水稀释,向其中滴加
溶液,
出现蓝色沉淀。
实验3:取少量实验1 反应后的溶液于试管中,静置1 小时,溶液红褐色逐渐变浅,最终变为浅绿色。
下列说法不正确的是
A.实验1 中有胶体生成
B.实验1 和实验2 可说明
和
能发生水解反应和氧化还原反应
C.可用酸性
溶液代替实验2 中的
溶液检验
D.实验3 所得溶液中一定存在
、
、
、
【答案】C
【解析】A.实验1 中溶液变红褐色,且用光束照射后,出现光亮通路,该现象称为丁达尔效应,证
明有胶体生成,A 正确;
B.实验1 出现胶体说明Fe3+发生水解反应,实验2 中生成蓝色沉淀,说明检测到Fe2+生成,即Fe3+与
发生氧化还原反应,B 正确;
C.酸性KMnO4溶液可被Fe2+还原褪色,但反应体系中存在的
也是还原剂,也能使酸性KMnO4溶
液褪色,会干扰Fe2+的检验,因此不能代替K3[Fe(CN)6]溶液,C 错误;
D.实验3 溶液变为浅绿色说明存在Fe2+;
被氧化生成
,由电子守恒,参与反应的
和
Fe3+之比为1:2,而初始两种离子的物质的量相等,说明体系中
过量,反应后仍有一部分
存
在,且
能发生水解,部分转化为
,D 正确;
故答案选C。
12. 【改变试题】草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究草酸的性质:
实验1:向10 mL
溶液中加入一定量
溶液。
实验2:向10 mL
溶液中加入10 mL
溶液。
25℃时,已知
的
,
,
,混合后溶液体积变化忽略不
计。下列说法正确的是
A.实验1,当溶液中
时,
B.实验1,当加入10 mLKOH 溶液时:
C.实验2,过滤后的上层清液中存在
D.实验2 的上层清液中存在:
【答案】A
【解析】A.25℃时,
的
,
,
,当溶液中
时,求出
,pH=2.5,A 正确;
B.实验1,向10 mL
溶液中加入10 mL
溶液时,
,发生反应为
,则反应后为
溶液,该
溶液中的电荷守恒为
,物料守恒为
,则质子守恒=电荷守恒物料守恒
,即
,则有
,则
即
,B 错误;
C.滤液为
的饱和溶液,则Q =
=
=
,C 错误;
D.实验2 的上层清液中存在的离子有
、
、
,及
水解产生的
,
则该溶液中的电荷守恒为
,D 错误;
故答案选A。
13.向2L 的密闭容器中加入1molH2和1molCO2,发生如下两个反应:
反应Ⅰ:
;
反应Ⅱ:
。
不同温度下CO2的平衡转化率、CO 的选择性和CH3OH 的选择性如图所示(选择性指生成CO 或CH3OH 占
CO2消耗总量的百分比)。下列相关说法正确的是
A.曲线a 表示CO2的平衡转化率
B.选择适宜的催化剂可以提高平衡体系中CH3OH 的选择性
C.300℃时,反应Ⅱ的平衡常数K≈0.173
D.280~360℃,随着温度的升高,容器内发生的主要反应为反应Ⅰ
【答案】C
【解析】A.反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,反应Ⅱ为吸热反应,升温平衡正向移动,则题
图中曲线a 表示CO 的选择性,c 表示CH3OH 的选择性,则曲线b 表示CO2的平衡转化率,A 项错误;
B.催化剂只影响反应速率,不能使平衡发生移动,不能提高平衡体系中CH3OH 的选择性,B 项错误;
C.300℃时,CO2的平衡转化率为30%,CO 的选择性为70%,CH3OH 的选择性为30%,结合化学计量
数可知,此时n(CO)=1×30%×70%=0.21 mol,n(CH3OH)=1×30%×30%=0.09 mol,n(H2)=1mol-0.09mol×3-
0.21mol=0.52 mol,n(CO2)=1mol-1mol×30%=0.7 mol,n(H2O)=0.21 mol+0.09 mol=0.3 mol,反应Ⅱ反应前
后气体的化学计量数之和不变,故可以用物质的量代替浓度计算化学平衡常数,则反应Ⅱ的平衡常数
,C 项正确;
D.升高温度,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅱ正向移动,280~360℃,随着温度的升高,CO2的平衡转化率
增大,容器内发生的主要反应为反应Ⅱ,D 项错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4 小题,共61 分。
14.(16 分)【新考法】资源化利用电解锰工业废盐(含
、
、
的硫酸盐)的流程如下:
已知:常温下,
,
,
。
(1)“沉锰Ⅰ”时,加入氨水并不断鼓入
,获得的
可用于生产软磁铁氧体。
①写出“沉锰I”中由
转化为
的离子方程式:_______。
②废盐溶液中,
。若仅加入氨水,当
将要开始沉淀时,溶液中剩余
浓
度为_______
。
(2)“沉锰Ⅱ”获得的
常作催化剂。“沉锰Ⅱ”完成后加热,过量的
水解生成
和
,
进一步分解释放出
,从而去除
。
①写出
的结构式:_______。
②结合流程分析,氧化性:
_______(填“>”或“<”)
。
(3)
的某种氧化物
的晶胞及其在
平面的投影如图所示,该氧化物的化学式为_______。当
该晶体脱出部分
原子产生氧空位时,晶体会具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获得
半导体性质的是_______(填序号)。
A.
B.
C.
D.
(4)“沉镁I”时,调节
为
,生成
,煅烧得到疏松的轻质
。
过大时,不能得到轻质
的原因是_______。
(5)“沉镁Ⅱ”获得的
和“结晶”获得的
均可用作化肥。根据农业领域的实际需要
选用其中一种化肥,并给出相应的选用理由:_______。
【答案】(1) ①
(2 分) ②
(2
分)
(2) ①
(2 分) ②>(2 分)
(3)
(2 分) A(2 分)
(4)
过大,主要生成
,分解产生的
过少(2 分)
(5)选择
,理由:同时补充氮磷元素、长效缓释(选择
,理由:碱性
土壤、短期补氮)(2 分)
【分析】废盐(含
、
、
的硫酸盐)溶液中入氨水,通入氧气沉锰I,发生
反应得到Mn3O4,溶液再加入(NH4)2S2O8,进行沉
锰Ⅱ,得到MnO2,产生有气体O2,溶液再加入NH4HCO3和NH3·H2O 调节pH 沉镁I,得到MgCO3,煅
烧得到MgO,溶液再加入H3PO4沉镁Ⅱ,得到MgNH4PO4·6H2O 沉淀,溶液加入H2SO4调节pH=6.0 结晶
得到X 硫酸铵,据此回答。
【解析】(1)①由分析知,“沉锰Ⅰ”时,
与氨水和
发生
反应,将
转化为
;
②
开始沉淀时,由
得:
,此时
浓度由
得:
;
(2)
①由过量的
水解生成
和
可知,
中含有过氧键,结构式为:
;
②
可氧化
生成
,且
水解生成的
分解放出
(
是
的氧化
剂),故氧化性:
>
;
(3)由氧化物
的晶胞图可知,Mn 原子的个数为
,O 原子的个数为
,Mn 原
子与O 原子的原子个数比为1 2∶,故该氧化物的化学式为
;当
由O 原子脱出时,出现O 空
位,即失去O,被还原,Mn 的化合价降低,O 空位的产生使晶体晶体具有半导体性质,下列氧化物晶
体难以通过该方式获有半导体性质的是CaO,因为Ca 只有+2 价,没有其他正价,故选A;
(4)
煅烧有CO2生成,可以得到疏松的轻质
,若
过大,主要生成
,分解产生的
过少,不能得到疏松的轻质
;
(5)若选择
,
中含有Mg、N、P 等,同时补充氮磷元素、长效
缓释;若选择X,X 为
,
为强酸弱碱盐,水解显酸性,可以作用于碱性土壤、
短期补氮。
15.(15 分)氘代丁苯那嗪(G)可用于治疗成人迟发性运动障碍,其合成路线如下:
(1)B 分子中的官能团名称为_______。
(2)B→C 的反应类型为_______。
(3)C→D 中有副产物
生成,该副产物一种可能的结构简式为_______。
(4)E 转化为G 时,还生成一种胺类化合物,其结构简式为_______。
(5)写出同时满足下列条件的F 的一种芳香族同分异构体的结构简式:_______。
能发生水解反应,生成
、
两种有机产物。X 分子中氕
原子与氘(D)原子的个数比为1:6;Y 分子
中不同化学环境的氢原子个数比是2:2:2:1:1,能被银氨溶液氧化。
(6)已知
:其中
、
表示烃基。写出以
、
为原料制备
的合成路线流程图_______(无机试剂和有
机溶剂任用,少量有机试剂可参照题目合成路线中的使用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)酮羰基、酯基(2 分)
(2)取代反应(2 分)
(3)
或
(2 分)
(4)
或
(2 分)
(5)
(2 分)
(6)
(5 分)
【分析】
在
、
作用下反应生成
,
与
在一定条件下发生取代反应生成
,
与甲醛、
在碱性条件
下、加热发生反应
,D 与CH3I 反应生成
,
与F
在碱性环境反应生成
,据此分析;
【解析】(1)
根据B 的结构简式(
)可知,B 分子中的官能团名称为酮羰基、酯基;
(2)
由分析可知,B(
)与
在一定条件下发生取代反应生成C(
),则B→C 的反应类型为取代反应;
(3)
根据C→D 的反应和D(
)的分子式
,则副产物
可能的结构简式为
或
;
(4)
根据元素守恒可知,
与
在碱性环境下反应生成
的同时有
和HI 生成,则E 转化为G 时,还生成一种胺类化合物,
其结构简式为:
(或
);
(5)
F 的一种芳香族同分异构体能发生水解反应,生成X、Y 两种有机产物。X 分子中氕(H)原子与氘(D)原子
的个数比为1 6∶,则X 的结构简式为
;Y 分子中不同化学环境的氢原子个数比是2 2 2 1 1
∶∶∶∶,能
被银氨溶液氧化,即Y 分子含有5 种等效氢,且每种等效氢的氢原子个数之比为2 2 2 1 1
∶∶∶∶,同时含有
醛基,则Y 的结构简式为
或
,所以满足条件的
F 的同分异构体结构中含有苯环、酰胺基和醛基,则其同分异构体的结构简式为
或
;
(6)
根据题干合成路线中A 转化为B 的条件有:
,
结合合成路线中B 转为生成C 条件有:
,再结合已知
信息,可得其合成路线为:
。
16.(14 分)
是常用的分析试剂。一种利用含铁
制备
的实验流程如下:
已知:“酸化”时发生反应
(aq,黄)
(aq,橙)
。
(1)“碱浸氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
(2)已知KCl 和
的溶解度随温度的变化如图所示。若“酸化”后溶液中KCl 的含量约为
,
的含量约为
,补充完整从该溶液中获得
晶体的实验方案:取酸化后的溶液,
___________,将沉淀进行重结晶。(实验中需使用的试剂:冰水)
(3)测定
溶液的浓度。称取一定质量
样品,配制浓度约为
酸性
溶
液,用
标准溶液标定其浓度。滴定过程中发生反应:
(未配平)。
①配制酸性
溶液时,使用的玻璃仪器除量筒外,还须有___________。下列可用于酸化
溶液的酸为___________(填字母)。
A.盐酸 B.硫酸 C.硝酸
②取一定体积
溶液于锥形瓶中,用25mL 规格的滴定管滴加
溶液至滴定终点。
取用
溶液的合理体积是___________(填字母)。
A.5mL B.30mL C.50mL D.60mL
(4)为验证溶液酸碱性对Cr(
)
Ⅵ溶液中平衡移动的影响,实验小组分别取
溶液进
行如下实验。
实验序号
实验操作
现象
Ⅰ
向其中滴加
溶液显黄色
Ⅱ
向其中滴加
盐酸
溶液显橙色
Ⅲ
向其中滴加2 mL
溶液显橙黄色
①设计实验Ⅲ的目的为___________。
②小组同学提出用
代替NaOH 溶液进行实验Ⅰ,以达到实验目的。判断该设计方案是否合理,
并说明理由:___________。
【答案】(1)
(2 分)
(2)加热浓缩至有较多晶体析出,趁热过滤,冷却至室温后转移至冰水浴中继续冷却,过滤,用冰水洗
涤(2 分)
(3) ①烧杯、玻璃棒(2 分) AB(2 分) ②B(2 分)
(4) ①作对照实验,排除体积增大对实验的影响(2 分)
②不合理,
溶解放热,溶液温度升高,无法判断平衡移动是酸碱性还是温度因素导致(2
分)
【分析】该流程以含Cr(OH)3和Fe(OH)3杂质的原料制备K2Cr2O7,先在KOH 碱性条件下用H2O2将
Cr(OH)3氧化为可溶性的
,过滤除去不反应的Fe(OH)3杂质,再向滤液中加入HCl 酸化,使
转
化为
,最后结合K2Cr2O7与KCl 的溶解度差异,结晶得到高纯度的K2Cr2O7晶体;据此作答。
【解析】(1)在碱性条件下,Cr(OH)3被H2O2氧化为
,Cr 元素从+3 价升高到+6 价,H2O2中O 元
素从-1 价降低到-2 价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,离子方程式为:
;
(2)K2Cr2O7的溶解度随温度降低显著减小,而KCl 的溶解度受温度影响较小;通过加热浓缩提高溶液
浓度,趁热过滤,再冷却结晶,可使K2Cr2O7析出,用冰水洗涤可减少晶体溶解损失;答案为:加热浓
缩至有较多晶体析出,趁热过滤,冷却至室温后转移至冰水浴中继续冷却,过滤,用冰水洗涤;
(3)①配制浓度约为0.01 mol/L 酸性K2Cr2O7溶液时,使用的玻璃仪器除量筒外,还须有烧杯、玻璃
棒;结合流程可知,可以用盐酸酸化重铬酸钾,A 项合理;硫酸性质稳定,不与
发生氧化还原
反应,可用于酸化,B 项合理;硝酸具有强氧化性,会氧化二价铁干扰后续的氧化还原滴定,C 项不
合理;则可用于酸化K2Cr2O7溶液的酸为盐酸和硫酸,答案选AB;
②依据题意,滴定反应的离子方程式为:
;根据反应关系:
,若取K2Cr2O7溶液体积为V mL,则
,
V=37.5;即取用K2Cr2O7溶液的合理体积应接近37.5 mL,所以选择30 mL,答案选B;
(4)①设计实验Ⅲ的目的是:作为对照实验,排除体积增大对实验的影响,证明实验I、Ⅱ中颜色变
化是由溶液酸碱性改变导致平衡移动引起的;
②该设计方案不合理;NaOH(s)溶解放热,溶液温度升高,无法判断平衡移动是酸碱性还是温度因素
导致。
17.(16 分)氢能是应用前景广阔的新能源。
(1)制氢。工业上电解碱性尿素水溶液制氢。
①阳极活性物质
首先放电生成 NiOOH,该过程的电极反应式为_______。
②
吸附在NiOOH 上被氧化生成N2。根据电负性规则,
分子中能被Ni 吸附的原子
是_______(填元素符号)。
(2)储氢。部分
和Mg 一定条件下化合生成
以储氢;部分
和
在催化剂表面合成氨以储氢,
其反应机理的部分过程如图所示。
①中间体X 的结构_______。
②研究发现,使用Ru 系催化剂时,
在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤,实际工
业 生产时,将
控制在1.8~2.2 之间,比理论值3 小,其原因是_______。
(3)储氢物质
的运用。
常用于烟气(主要成分NO、
)脱硝。以
为载气,将含一定量
NO、
及
的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂
的反应管,研究温度、
、
对脱硝反 应的影响。
①如图所示,温度高于350℃时,NO 转化率下降,推测原因是_______。
②如图所示,温度高于350℃时,和不含水蒸气的烟气相比,含10%水蒸气的烟气的NO 转化率更高,
其原因是_______。
③实验证明,烟气中含
会导致催化剂不可逆的中毒(
氧化
生成
覆盖在生成的
表面,
阻止了
氧化
)。而添加CuO 后抗硫能力显著增强,请结合下图机理,说明抗硫能力增强的原因
_______。
【答案】(1) ①Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O(2 分) ②N、O(2 分)
(2) ①
(2 分)
②提高N2在合成气中比例,增大N2在催化剂表面的吸附活化总量,加快反应速率;利于提高H2的转
化率,同时提高储氢率(2 分)
(3) ① 温度升高,催化剂的活性下降,NH3和O2反应生成NO,还原剂NH3的量减少(2 分)
②在350℃以上含10%水蒸气的烟气中,水蒸气的存在抑制了NH3和O2生成NO 的反应,更多NH3和
NO 反应,提高NO 转化率 (3 分)
③添加CuO 后,氧化生成的SO
覆盖在Cu2+上,O2氧化Ce3+生成Ce4+,恢复催化能力(3 分)
【解析】(1)①由题意可知,阳极上发生的反应为碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反
应生成NiOOH 和水,电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,故答案为:Ni(OH)2-e-+OH-
=NiOOH+H2O;
②由电负性可知,尿素分子中氧原子和氮原子带部分负电荷,NiOOH 中镍原子带正电荷,所以尿素分
子中的氮原子和氧原子能被镍原子吸附,故答案为:N、O;
(2)
①由图可知,中间体X 结合一个氢原子生成氨气和在催化剂表面的N≡,则中间体X 的结构为
,故答案为:
;
②
减小相当于增大氮气的浓度,增大氮气的浓度,可以增大氮气在催化剂表面的吸附活化总量,
加快反应速率,也可以使平衡向正反应方向移动,增大氢气的转化率,提高储氢率,故答案为:提高
N2在合成气中比例,增大N2在催化剂表面的吸附活化总量,加快反应速率;利于提高H2的转化率,
同时提高储氢率;
(3)①温度高于350℃时,一氧化氮转化率下降是因为温度升高,催化剂的活性下降,氨气和氧气反
应生成一氧化氮,还原剂氨气的量减少导致一氧化氮转化率下降,故答案为:温度升高,催化剂的活
性下降,NH3和O2反应生成NO,还原剂NH3的量减少;
②温度高于350℃时,和不含水蒸气的烟气相比,含10%水蒸气的烟气的NO 转化率更高说明水蒸气的
存在抑制了氨气和氧气生成一氧化氮的反应,更多的氨气和一氧化氮反应,提高了一氧化氮转化率,
故答案为:在350℃以上含10%水蒸气的烟气中,水蒸气的存在抑制了NH3和O2生成NO 的反应,更
多NH3和NO 反应,提高NO 转化率;
③由图可知,加入氧化铜后,氧化生成的硫酸根离子覆盖在铜离子上,使硫酸根离子不会附着在
Ce3+上,有利于氧气氧化Ce3+生成Ce4+,恢复催化能力,所以添加氧化铜后,催化剂抗硫能力显著增强,
故答案为:添加CuO 后,氧化生成的SO
覆盖在Cu2+上,O2氧化Ce3+生成Ce4+,恢复催化能力。