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:C-12 O-16 Na-23 S-32 Ba-137
一、选择题:本题共14 小题,每小题3 分,共42 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.【生活情境】化学以其独特的魅力影响着我们的生活。下列说法错误的是
A.改变金属的内部结构,将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀
B.超市中售卖的“苏打水”呈碱性,是因为含有小苏打
C.酿酒工艺中加的“酒曲”与面包工艺中加的“发酵粉”(碳酸氢钠和有机酸)的作用不同
D.食品包装袋中常有硅胶、生石灰、还原铁粉,其作用都是为了防止食品氧化变质
【答案】D
【解析】A.在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金,改变金属材料的组成,改变金
属的内部结构,将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀,故A 正确;B.NaHCO3溶液呈弱碱性,超市
中售卖的“苏打水”呈碱性,是因为含有小苏打NaHCO3,故B 正确;C.酿酒工艺中加的“酒曲”是
催化剂,面包工艺中加的“发酵粉”是反应物,故C 正确;D.食品包装袋中常有硅胶、生石灰、还原
铁粉,硅胶、生石灰是干燥剂,还原铁粉是为了防止食品氧化变质,故D 错误;答案选D。
2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列有关的说法中错误的是
A.键角:
B.键长:
C.键能:
、
、
分子中的键能依次减小
D.乙烯分子中碳碳键的键能:σ 键>π 键
【答案】A
【解析】A.CO2是直线形分子键角为180°,CH4是正四面体形键角为109°28',H2O 是V 形结构j 键角
为105°,NH3为三角锥形结构键角为107.3°,则键角:CO2>CH4>NH3>H2O,A 错误;B.半径:
Si>P>S>O,所以键长:Si-H>P-H>S-H>O-H,B 正确;C.同一主族从O 到Se,原子半径逐渐增大,键
长:O-H<S-H<Se-H,故对应氢化物分子中的键能依次减小,C 正确;D.乙烯碳碳双键中有1σ 键和1
个π 键,σ 键为p 轨道头碰头,重叠程度大,π 键为p 轨道肩并肩,重叠程度小,所以σ 键键能大于π
键,D 正确;故选A。
3.下列关于实验室安全的表述错误的是
A.实验用剩的金属钠块应放回原试剂瓶
B.酸液溅入眼睛,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
C.实验室电器设备着火,应先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火
D.实验室制备氯气时,应开启排风管道或排风扇
【答案】B
【解析】A.钠是非常活泼的金属,易和空气中氧气、水蒸气等反应,若随便丢弃易引起火灾,因此实
验用剩的金属钠块应该放回原试剂瓶,A 正确;B.酸液溅入眼睛,先用大量水冲洗,再用3%~5%的
碳酸氢钠溶液冲洗,不能用碱性较强的饱和碳酸钠溶液冲洗,B 错误;C.实验室电器设备着火,应先
切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火,不能用水基灭火器,C 正确;D.因氯气有毒且密度大于空气,
实验室制备氯气时,应开启排风管道或排风扇及时排出,避免积聚危害健康,D 正确;故选B。
4.【新载体】化合物X 是一种药物递送载体,可用甲基水杨酸为原料合成。下列说法不正确的是
A.用质谱仪检测A 的最大质荷比为90
B.甲基水杨酸能发生加成、氧化、取代反应
C.B 和C 生成X 的反应不是缩聚反应
D.X 分子中采用
杂化的原子共有
个
【答案】D
【分析】甲基水杨酯与A 反应生成B,由B 的结构可知发生酯化反应推知A 为
,B 和C
在催化剂作用下开环后发生的加聚反应,据此分析;
【解析】A.根据A 的结构可知,A 的相对分子质量为90,用质谱仪检测A 的最大质荷比为90,A 正
确;B.甲基水杨酸含有羟基、羧基,苯环,能发生加成、氧化、取代反应,B 正确;C.根据分析可
知,B 和C 生成X,反应无小分子生成,是开环后发生的加聚反应反应,C 正确;D.链节内有3 个C
采用
杂化,2 个单键的氧原子采用
杂化,链节外有1 个C 采用
杂化,1 个O 采用
杂化,则
共有
个,D 错误;故选D。
5.【新角度】设
为阿伏加德罗常数的值。四乙基铅[
,熔点为-136℃]可用作汽油抗爆震
剂,制备原理为
。下列说法错误的是
A.
含有的价电子数目为
B.
中所含共价键的数目为
C.
中
杂化的原子数目为
D.每消耗
,反应转移的电子数目为
【答案】C
【解析】A.
是第IVA 族元素,价电子数为4,故
含有的价电子数目为
,A 正确;B.
的结构式为
,因此
中所含共价键的数目为
,B 正确;C.乙基中
碳原子的价层电子对数都为4,采取
杂化,而
与4 个乙基中的碳原子分别形成1 个配位键,即
也采取
杂化,故
中
杂化的原子数目为
,C 错误;D.反应
中,
失去电子生成
,
元素化合价由0 价升高至+4
价,因此每消耗
,反应中共转移
电子,
的物质的量为
,则转移的电子数目
为
,D 正确;故选C。
6.【新载体】2-呋喃甲酸乙酯常用于合成杀虫剂和香料。实验室常由2-呋喃甲酸(
)和乙醇在
浓硫酸催化下反应制备,其流程如下
已知:①2-呋喃甲酸乙酯为无色液体,相对于水的密度为1.117,沸点为196℃,微溶于水,易溶于乙
醚;②乙醚相对于水的密度为0.71,沸点为
;③苯与水可形成共沸物,共沸点为69.25℃。下列
说法错误的是
A.反应时添加苯是为了将水及时从体系中移除,提高原料的利用率
B.洗涤过程中可用
溶液代替
溶液
C.洗涤、静置分层后,有机相从分液漏斗下层流出后,水相从上口倒出
D.蒸馏除去乙醚时,适宜选用水浴加热
【答案】B
【解析】A.反应为2-呋喃甲酸与乙醇的酯化反应(可逆反应),苯与水形成共沸物(共沸点
69.25℃),可通过回流及时蒸出水分,促使平衡正向移动,提高原料利用率,故A 正确;B.2-呋喃
甲酸乙酯为酯类,NaOH 溶液碱性强,会导致酯发生水解反应生成羧酸钠和乙醇,使产品损失,不能用
NaOH 代替Na2CO3(弱碱性,仅中和酸不水解酯),故B 错误;C.洗涤时有机相主要含2-呋喃甲酸
乙酯(密度1.117>水),分层后有机相在下层,水相在上层,分液时下层有机相从下口流出,上层水
相从上口倒出,操作正确,故C 正确;D.乙醚沸点34.5℃,水浴加热(温度可控且均匀)可避免局部
过热,适合蒸馏除去乙醚,故D 正确;答案选B。
7.常温下,由下列实验操作和现象得出的结论正确的是
操作和现象
结论
A
向
溶液中加入浓氨水,溶液由天蓝色
变为深蓝色
稳定性:
B
分别将等
的甲酸、乙酸溶液稀释100 倍,
测定稀释后溶液的
,甲酸大于乙酸
酸性:甲酸<乙酸
C
对
悬浊液加热,
固体溶解
D
向
悬浊液中滴加酚酞,溶液变红;
再滴加稀硫酸,红色褪去,振荡后溶液变回
红色
悬浊液中存在溶解平衡:
【答案】D
【解析】A.向
溶液中加入浓氨水,溶液由天蓝色变为深蓝色,则
转化为
,说明
比
稳定,故A 错误;B.等
的甲酸、乙酸溶液稀
释100 倍,稀释后
越大,说明酸性越强,则甲酸强于乙酸,故B 错误;C.升高温度,促进
溶
解,说明该过程是吸热反应,焓变大于0,故C 错误;D.滴加稀硫酸,红色褪去,说明氢氧根离子浓
度减小,振荡后溶液变回红色,说明氢氧化镁又电离出氢氧根离子,则悬浊液中存在溶解平衡:
,故D 正确;故选D。
8.【生产情境】磷化氢(
)可作为电子工业原料,在空气中能自燃,具有还原性。工业上用白磷为原料
制备
的流程如下。下列说法错误的是
A.制备
时,需在无氧条件下进行
B.反应1 中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:3
C.
属于正盐
D.不考虑损失,
参与反应,可产生
【答案】B
【分析】由题给流程可知,反应1 为白磷与过量氢氧化钠溶液反应生成
和磷化氢,反应的化
学方程式为
,反应2 为
溶液与稀硫酸反应生成H3PO2和硫酸
钠,反应的化学方程式为
,反应3 为H3PO2发生分解反应生成
H3PO4和PH3,反应的化学方程式为
;
【解析】A.白磷和磷化氢在空气中都能自燃,所以制备磷化氢时,最好在无氧条件下进行,A 正确;
B.反应1 为白磷与过量氢氧化钠溶液反应生成
和磷化氢,反应的化学方程式为
,反应中磷元素的化合价既升高被氧化又降低被还原,白磷即是反应
的氧化剂又是反应的还原剂,
是反应的氧化产物,磷化氢是还原产物,则氧化产物和还原产
物的物质的量之比为3:1,B 错误;C.由反应1 中白磷与过量氢氧化钠溶液反应生成
和磷
化氢可知,
不能与氢氧化钠溶液反应,说明
在溶液中不能电离出氢离子,属于正
盐,C 正确;D.由反应1 的方程式可得:P4~PH3,由反应1、反应2、反应3 可得如下转化关系:
P4~3NaH2PO2~3H3PO2~1.5 PH3,则1 mol 白磷参与反应,可产生1mol+1.5mol=2.5 mol 磷化氢,D 正
确;故选B。
9.【新成果】科学家利用高温固体氧化物燃料电池技术实现了废气资源回收,并得到单质硫。该电池工
作原理如图所示,下列说法正确的是
A.电子从电极b 流出
B.电极
的电极反应为
C.该电池消耗
转化成的电能理论上小于其燃烧热值
D.电路中每通过
电子,则有
流向电极a
【答案】C
【分析】由电池装置图分析可知,通入硫化氢生成单质硫,化合价升高,故电极a 为负极;通入氧气的
电极b 为正极。
【解析】A.由电池装置图分析可知,电极a 上通入硫化氢生成单质硫,S 元素化合价升高,故电极a
为负极,通入氧气的电极b 为正极,电子从电极a 流出,A 项错误;B.由装置分析,可知硫化氢在负
极上失去电子,同时结合氧离子生成硫单质和水,故电极a 的电极反应为2H2S+2O2--4e-
S2+2H2O,B
项错误;C.该电池消耗1 mol H2S 转化成的电能理论上不等于其燃烧热值,硫化氢燃烧要生成二氧化
硫,释放的热量更多,C 项正确;D.电路中每通过2 mol 电子,则有1 mol O2-流向电极a,D 项错误;
答案选C。
10.【新载体】某聚合物Z 的合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X 分子中所有原子共平面,有两种化学环境的氢原子
B.生成1mol Z,理论上同时生成
C.1mol Z 与NaOH 溶液充分反应,最多消耗
D.Y 为
【答案】D
【解析】A.X 分子中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,X 结构高度对称,有两种不同化学
环境的氢原子,A 错误;B.生成1mol Z,理论上同时生成
,B 错误;C.1mol Z
与NaOH 溶液充分反应,最多消耗
,C 错误;D.根据X 和Z 的结构,Y 的结构为:
,D 正确;故选D。
11.某无色水样中只含有
中的若干种离子(不考
虑由水电离出的
或
)。取
水样进行实验:向样品中先滴加足量硝酸钡溶液,生成
沉
淀,再滴加
硝酸(滴加过程中沉淀质量已不再变化),最终沉淀的质量为
,下列说法错误的
是
A.水样中
B.水样中一定存在
C.水样中一定不存在
D.滴加硝酸的浓度为
【答案】B
【分析】水样为无色,则不存在
,最终沉淀的质量为
为硫酸钡,物质的量为
,向样品中先滴加硝酸钡溶液,生成
沉淀,则碳酸钡沉
淀为
,水样中一定存在
,则一定不存在
,
至少
存在一种,可能存在
,据此回答。
【解析】A.由分析知,
,A 正确;B.由分析知,水样中
至少存在一种,B 错误;C.由分析知,水样中一定不存在
,C 正确;
D.由分析知,
,硝酸与碳酸钡反应的方程式为
,
,D 正确;故选B。
12.【新载体】一定条件下,向某恒温密闭容器中按物质的量之比
投入
与
,发生
催化反应i 和ii(
代表苯基):
反应i:
反应ii:
已知:
;活化能:反应ii>反应i.
下列叙述正确的是
A.a 的总键能大于b 的总键能
B.未达平衡前,反应ii 比反应i 快
C.适当升高温度,平衡产物中a 和b 的比例减小
D.同一温度下,增大
投料比,平衡产物中a 和b 的比例不变
【答案】D
【解析】A.根据
反应物的总键能-生成物总键能,则
反应物的总键能-生成物a 总键能,
反应物的总键能-生成物b 总键能,
生成物b 总键能-生成物a 总键能
,a 的总键
能小于b 的总键能,故A 错误;B.反应i 的活化能相对较小,则未达平衡前,反应i 较快,故B 错
误;C.由于
,适当升高温度、平衡逆向移动,平衡产物中a 和b 的比例增大,故
C 错误;D.对
而言,温度不变,
的平衡常数不变,故同一温度下,增大
投料比,平衡产物中a 和b 的比例不变,故D 正确;故答案为D。
13.X、Y、Z、M、Q 为5 种前四周期原子序数逐渐增大的元素。X 基态原子的核外电子只有1 种运动状
态,Y 的最高能级中未成对电子数为3,Z 的价层电子数是其能层数的3 倍,Z 与M 上下相邻,
的
价层电子轨道全充满。下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.X 和Z 可以形成既含极性键又含非极性键的极性分子
C.
和
溶于稀硫酸形成的溶液均呈蓝色
D.
离子空间结构均为三角锥形
【答案】D
【分析】X、Y、Z、M、Q 为5 种前四周期原子序数逐渐增大的元素,X 基态原子的核外电子只有1
种运动状态,则X 为H 元素;Z 的价层电子数是其能层数的3 倍,则Z 为O 元素;Z 与M 上下相邻,
则M 为S 元素;Y 的最高能级中未成对电子数为3,则Y 为N 元素;Q+的价层电子轨道全充满,则Q
为Cu 元素,由题干信息可知,X、Y、Z、M、Q 分别为H、N、O、S、Cu,据此分析解题。
【解析】A.主族元素同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,N 的2p 能级处于半满稳定状态,其第
一电离能大于同周期相邻元素,主族元素同主族从上向下第一电离能呈减小趋势,则第一电离能由大
到小的关系是:
,故A 项正确;B.H 和O 可以形成既含极性键又含非极性键的极性分子,如
,故B 项正确;C.
和
溶于稀硫酸均可生成
,溶液呈蓝色,故C 项正确;D.
空间结构为三角锥形,
空间结构为平面三角形,故D 项错误;故本题选D。
14.MnS 晶胞与NaCl 晶胞属于同种类型,如图所示,已知M 点锰原子坐标为
,晶胞参数为a
pm。下列说法错误的是
A.N 点锰原子坐标为
B.锰原子位于硫原子所围成的正八面体的体心
C.N 点锰原子与P 点硫原子之间的距离为
D.每个锰原子的周围与它最近且等距离的锰原子有8 个
【答案】D
【分析】MnS 晶胞与NaCl 晶胞属于同种类型,硫原子和锰原子均采用面心立方堆积,S 位于顶点和
面心,Mn 位于晶胞的棱心和体心,一个MnS 晶胞中含Mn 的个数为
,含S 的个数为
,据此回答问题;
【解析】A.由图可知,M 点位于棱心,N 点位于体心,M 点锰原子坐标为
,则 N 点锰原子坐
标为
,A 正确;B. 6 个面心上的硫原子构成一个八面体,Mn 位于硫原子构成的正八面体的
体心,B 正确;C. N 点锰原子位于体心,P 点硫原子位于顶点,N 点锰原子与P 点硫原子之间的距离
为晶胞体对角线的一半,晶胞参数为a pm,则N 点锰原子与P 点硫原子之间的距离为
,C 正
确;D. 由分析知,锰原子采用面心立方堆积中,每个Mn 最近且等距的Mn 数为
个,D 错误;故答
案为D。
二、非选择题:本题共4 小题,共58 分。
15.(15 分)一种激酶抑制剂(H)的合成路线如下:
已知:
是引入
保护基的试剂,
为
。
回答下列问题:
(1)A→B 的化学方程式为 。
(2)B→C 的反应类型为 ;符合下列条件的C 的同分异构体有 种。
①含有
和
且连接在同一个碳原子上
②遇
溶液显色
③苯环上有两个取代基且有两种化学环境的氢
(3)D 中的含氧官能团名称为 。E 的结构简式为 。
(4)TFA 的作用 。
(5)制备G 的原料P 可由邻硝基苯硫酚和2-溴丙烷为主要原料通过以下方法合成:
已知:①硫醚在酸性
条件下氧化为硫砜基(
)
②硝基在铁粉与盐酸条件下还原为氨基(苯胺易被氧化)
M 的结构简式为 。试剂X 为 。
【答案】(1)
(2 分)
(2)取代反应(1 分) 10(2 分)
(3)醚键、硝基(2 分)
(2 分)
(4)脱去保护基(2 分)
(5)
(2 分) H2O2/H+(2 分)
【分析】根据D 的结构、A→B→C→D 的反应条件以及相关化合物的分子式可反推得:A 为
,B 为
,C 为
,则A 在浓硫酸、浓硝酸、加热作用下生成
B,B 与异丙醇发生取代反应生成C 和HF,C 与
在Pd 催化条件下生成D;根据H
的结构、D→E→F→H 的反应条件以及相关化合物的分子式可反推得:E 为
,F
为
,G 为
,则D 经氢气还原为E,E 使用Boc 基团保
护氨基得到F,F 与G 发生取代反应、在经过TFA 脱去保护基生成H。
【解析】(1)据分析,A→B 的化学方程式为
。
(2)据分析,B→C 的反应类型为取代反应;据已知,C 的同分异构体为-OH 和-C4H8NO2Cl 对位取代
的苯,同分异构体数目取决于-C4H8NO2Cl 的种类,不考虑Cl 取代的-C4H9NO2有:
、
、
、
,再考虑Cl 取代位置共有3+2+2+3=10 种。
(3)根据D 的结构,其含氧官能团名称为醚键、硝基;据分析,E 的结构简式为
。
(4)TFA 为三氟乙酸,脱去Boc 保护基,酸性条件,使F 和G 反应产物质子化得到H。
(5)根据已知条件,2-B 硝基硫醇与2-溴丙烷反应生成
,然后通过酸性过氧化氢氧化、Fe/
HCl 还原得到
(氨基易被氧化,不能首先将硝基还原为氨基,再氧化硫醚),则P 的合成路
线为:
,则M 的结构简式为
,试
剂X 为H2O2/H+。
16.(14 分)电解锰渣(主要成分是MnS、还含有FeS 及Fe、Ca、Mg 的氧化物等)制取高纯MnSO4并电解
制备Mn 的流程如下:
(1)氧化酸浸。酸浸后浸出液中主要离子为Mn2+、H+、
、Fe3+、Ca2+、Mg2+。写出FeS 酸浸时发
生反应的离子方程式 。
(2)沉铁。常温下,Fe3+开始生成氢氧化物沉淀的pH=1.7,完全沉淀时pH=2.8(某离子浓度≤1×10-
5mol/L,认为该离子沉淀完全)。酸浸后的溶液调节pH 至4 后,溶液中残留的c(Fe3+)=
mol·L-1。
(3)萃取与反萃取。向沉铁后的溶液加入某有机萃取剂HA,在不同pH 下进行萃取可以实现Ca2+、
Mn2+的分离。萃取原理为M2++2HA
MA
⇌
2+2H+(M2+表示Ca2+或Mn2+),过程如图。
已知:某温度下M2++2HA
MA
⇌
2+2H+的平衡常数用K 表示,且K(CaA2)>K(MnA2)。上述过程中前后
调节pH 值大小为a b(填“>”或“<”)
(4)结晶:反萃取后的溶液中仍存在Mg2+及少量Ca2+等杂质离子,将该溶液蒸发结晶、趁热过滤可
除去部分杂质。杂质去除率随MnSO4结晶率[
×100%]的变化如图。
分析杂质去除率随MnSO4结晶率的增大反而下降的原因是 。
(5)电解:已知Se 对Mn2+有特殊的吸附能力。电解酸性MnSO4溶液制备Mn 时在阴极加入适量的
SeO2有利于Mn 在电极上析出,结合方程式说明原因 。
(6)锰和镓形成的金属互化物的立方晶胞如图所示。晶胞中1 号、2 号、3 号、4 号Mn 原子构成一个
空隙;一个Mn 原子周围距离最近且相等的Mn 原子数为 个。
【答案】(1)9MnO2 + 2FeS + 20H+=2
+2Fe3+ +9Mn2+ + 10H2O(2 分)
(2)10-8.6(2 分)
(3)<(2 分)
(4)水分大量蒸发,溶剂减少后使杂质结晶的析出量增加(2 分)
(5)阴极:SeO2+4H++4e−=Se+2H2O,生成Se 单质能吸附Mn2+,有利于Mn2+在阴极发生还原并沉
积(2 分)
(6)正四面体(2 分) 12(2 分)
【分析】向电解锰渣中加入MnO2矿粉和稀硫酸,由于MnO2具有氧化性,MnS 中S 元素被氧化为硫
酸根,CaO 与稀硫酸反应生成微溶物CaSO4。Fe2O3、氧化镁生成可溶于水的金属硫酸盐,调节
沉
淀铁,通过萃取和反萃取实现
、
的分离,得到MnSO4并电解制备Mn。
【解析】(1)氧化酸浸,MnS 中S 元素被氧化为硫酸根,FeS 酸浸时发生反应的离子方程式:
。
(2)当金属离子浓度低于
,该离子沉淀完全,据此可以求出氢氧化铁的溶度积常数:
=
=
=
。溶液调节
后,
。
(3)根据萃取原理:
,可知平衡常数:
。根据二者平衡常数大小,
值越大,越有利于反应进行,
若金属离子浓度相同,钙离子在较低
下即可形成
,而锰离子需较高
才能达到类似程度,
先萃取
,所以上述过程中前后调节
值大小为
。
(4)通过浓缩溶液(蒸发结晶等操作)使目标溶质达到过饱和而析出晶体,由于溶液中的水分逐渐
减少,溶剂减少,杂质也会析出晶体。
(5)电解酸性MnSO4溶液制备Mn 时的阳极反应为:
,阴极加入
适量的
的电极反应为:
,生成的单质
能吸附
,有利于
在阴极发生还原并沉积。
(6)根据晶胞中1 号、2 号、3 号、4 号Mn 原子分别位于四个顶点,类似于甲烷中氢原子位置,所以
构成一个正四面体空隙。该晶胞中,以号锰原子为中心原子进行参考,同层有4 个锰原子距离最
近,以及(该晶胞)中层和上层(晶胞,未画出)距离最近且相等的Mn 原子总数为12。
17.(15 分)全球大气
浓度升高对人类生产、生活产生影响,碳及其化合物的资源化利用成为研究热
点。回答下列问题:
(1)已知25℃时,大气中的
溶于水存在以下过程:
①
②
过程①的混合平衡常数
,其中
表示溶液中的
浓度,
表示大气中
的分压(单位:kPa)。温度升高,
(填“增大”或“减小”);当大气压强为akPa,溶液
中的
(忽略
和水的电离)时,大气中
的体积分数为 。
(2)由
转化制甲醇具有重要的经济效益。反应
。在
有、无催化剂条件下的反应机理和相对能量的变化如图所示(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注,TS
为过渡态)。
该反应历程中决速步骤的化学方程式为 ,有催化剂时决速步骤的活化能为 eV。
(3)
催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arthenius 经验公式的实验数据如图所示,已
知Arthenius 经验公式为
(其中Ea 为活化能,K 为速率常数,R 和C 为常数)。
①该反应的活化能
kJ/mol;②当使用更高效的催化剂时,在图中画出Rlnk 与
关系的示
意图 。
(4)在
催化加氢制甲醇过程中也存在竞争反应
,在恒
温密闭容器中,维持压强和投料比不变,将
和
按一定流速通过反应器,
转化率和甲醇选
择性
随温度变化关系如下图所示:
①若233-251℃时,催化剂的活性受温度影响不大,分析235℃后图中曲线下降的原因 。
②在压强为P 的恒温恒压密闭容器中,加入
和
反应并达到平衡状态
平衡转化率为
20%,甲醇的选择性为50%,计算
,在该温度下的平衡常数
(列出计算式)。
【答案】(1)减小(1 分)
(2 分)
(2)
或
(2 分)
1.40(2 分)
(3)30.0(2 分)
或
(2 分)
(4)主反应放热,副反应吸热,升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度,因
而使二氧化碳的转化率和甲醇选择性下降(2 分)
(2 分)
【解析】(1)二氧化碳的溶解度随温度升高而降低,所以二氧化碳气体溶于水形成溶液会放热,即
H<0,温度升高平衡逆向移动,
减小;当大气压强为akPa,设大气中
的物质的量分数为x
时,根据
可知溶液中二氧化碳的浓度为
,忽略
和水的电离时,
,
,解得
,大气中
的体积分数
为
;(2)多步反应中,活化能越大,反应速率越慢,活化能最大的一步决定着总反应的速
率,由图示可知该反应历程中决速步骤的化学方程式为H2COO*+2H2(g)=H2CO*+OH*+3/2H2(g)或
;有催化剂时的活化能为0.4-(-1.00)eV=1.40eV;(3)①根据图象
并结合公式有:63.0=-3.0Ea+C,33.0=-4.0Ea+C,联立方程,解得Ea=30.0,C=153;②使用更高效的催
化剂时,可降低反应的活化能,则与Rlnk 与
关系的示意图为:
或
;(4)①CO2催化加氢制甲醇为放热反应,升高温度,平衡
逆向移动,甲醇选择性降低,二氧化碳转化率降低,竞争反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)为吸热反
应,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳转化率升高,但升高温度使CO2催化加氢制甲醇平衡逆向移
动程度大于竞争反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择
性下降,综上原因为主反应放热,副反应吸热,升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向
移动程度,因而使二氧化碳的转化率和甲醇选择性下降;②CO2平衡转化率为20%,二氧化碳的物质
的量转化量为0.2mol,甲醇的选择性为50%,代入x(CH3OH)%=
,可得50%=
,解得n(生成CH3OH)=0.1mol,列三段式:
平衡时二氧化碳物质的量为0.8mol,氢气物质的量为2.6mol,甲醇物质的量为0.1mol,一氧化碳物质
的量为0.1mol,水蒸气物质的量为0.2mol,物质总物质的量为:
0.8mol+2.6mol+0.1mol+0.1mol+0.2mol=3.8mol,二氧化碳分压为
,氢气分压为
,甲醇分压为
,水蒸气分压为
,则CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的压强平衡常数Kp=
。
18.(14 分)氯化钴(Ⅲ)氨配合物常作催化剂、生物标识物和电镀液的添加剂,制备条件不同,配合物的
组成不同。
(1)紫红色
晶体中配体是 (填化学式或离子符号),Co 配位数 。
(2)实验室里将
和水混合并适当加热后加入活性炭作催化剂,再加浓氨水,冷
却后滴加双氧水,经过系列操作最终可得到橙黄色
晶体。
①滴加双氧水后,需维持温度333K 左右20min,下列控温方式最合理的是 (填字母)。
②写出总反应的化学方程式: 。
(3)已知
溶液的电导率与化合物构型的关系
如下:
化合物构型
离子数目
电导率/
MA
2
120~134
或
3
240~278
或
4
411~451
某氯化钴氨配合物可能是
或
中的一种,请结合所
给信息设计一个科学合理的实验测定其组成: 。
(4)某小组设计实验探究影响
氧化性的外界因素,实验记录如下:
序号
操作及实验现象
a
取少量
于试管中,滴加KI 溶液和淀粉溶液,无明显现象
b
取少量
于试管中,滴加HI 溶液,再滴加淀粉溶液,溶液迅速变蓝色
c
取少量
于试管中,滴加KI 溶液和淀粉溶液,溶液无明显变化
已知:
。
①甲通过比较实验a、b 现象,得出实验a 无明显现象的原因: 。
②乙对实验c“无明显现象”提出如下假设:
假设1:
没有氧化性;假设2:
稳定,
浓度很小,使得
氧化性弱
于
。
为了验证上述假设,乙补充设计实验:
序号
操作及实验现象
d
取少量
于试管中,滴加KI 溶液和淀粉溶液, (补充实验步
骤,可供选择的试剂:盐酸、硝酸、氨水),观察到溶液迅速变蓝色
通过上述实验,得出假设2 成立。请你用平衡移动原理解释: 。
【答案】(1)
(2 分) 6(2 分)
(2)①A(2 分) ②
或
(2 分)
(3)取适量该配合物配制
溶液,测定其
下的电导率,若电导率在
之间,则该配合物组成为
,其他以此类推(2 分)
(4)①
难溶于水,
溶于水的部分中
浓度低,使得
氧化能力弱于
滴加适量盐酸(2 分) ②
,
和
反应促进平衡正向移动生成
,
浓度增大,氧化
生成I2(2 分)
【解析】(1)
的配离子是
,配体有
和
;由配离子
可知,配位体数为5 个NH3+1 个Cl-,故配位数为6。
(2)①333K 为
,应使用水浴加热,故选A;
②活性炭作催化剂,水浴加热,双氧水作氧化剂,还原产物为水,总反应为
或
。
(3)依题意,配制对应浓度的溶液,再测定其
下的电导率,根据数据判断配合物组成,具体
为:取适量该配合物配制
溶液,测定其
下的电导率,若电导率在
之间,则该配合物组成为
,若电导率在
之间,
则该配合物组成为
,若电导率在
之间,则该配合物组成为
;
(4)①比较实验a、b 现象,结合
的溶度积可知,实验a 无明显现象的原因是:
溶
于水的部分中
浓度低,使得
氧化能力弱于
;②六氨合钴离子存在平衡:
,加入盐酸(硝酸具有强氧化性,干扰实验,不选用硝酸),
和
反应,
减小,促进平衡正向移动,钴离子浓度增大,其氧化性增强,氧化I-生成I2;补充
实验d 中步骤:滴加适量盐酸。