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滚动检测四　化学反应原理综合
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45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.电化学原理在生产生活中的用途十分广泛，下列说法正确的是(　　)
A.钢铁发生电化学腐蚀时，铁失去电子生成Fe3＋
B.铅蓄电池在放电时，正极与负极质量均增加
C.利用外加电流法保护闸门时，闸门与电源正极相连
D.工业上用离子交换膜电解饱和食盐水时，阳极区pH升高
答案　B
解析　钢铁发生电化学腐蚀时，铁失去电子生成Fe2＋，故A错误；铅蓄电池在放电时，正极与负极均生成硫酸铅，质量均增加，故B正确；利用外加电流法保护闸门时，闸门与电源负极相连，故C错误；工业上用离子交换膜电解饱和食盐水时，阴极发生反应2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-，阴极区pH升高，故D错误。
2.我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.由图可以判断DMF转化为三甲胺的反应属于放热反应
B.N(CH3)3＋OH*＋H*===N(CH3)3(g)＋H2O(g)是该反应历程的决速步骤
C.使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D.该历程中最大能垒(活化能)E正＝1.19 eV
答案　C
解析　根据图示，(CH3)2NCHO (g)＋2H2(g)的能量大于N(CH3)3(g)＋H2O(g)的能量，所以DMF转化为三甲胺的反应是放热反应，A正确；化学反应速率与反应的活化能密切相关，活化能越低反应速率越快，由图可知N(CH3)3＋OH*＋H*转化为N(CH3)3(g)＋H2O(g)对应的活化能[E正＝(-1.02 eV)-(-2.21 eV)＝1.19 eV]最大，是该反应历程的决速步骤，B、D正确；催化剂加快反应速率的机理就是改变反应的历程，降低反应所需的活化能，但由于不能改变反应物、生成物的能量，因此不改变反应的焓变，C错误。
3.(2024·长沙高三模拟)向恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2混合气体，分别在不同的温度和催化剂下进行反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 　ΔH＝-92.4 kJ·mol-1，保持其他初始实验条件不变，经10 min测得N2转化率如图所示。T2温度下两曲线相交，下列说法正确的是(　　)
A.A点时反应达到平衡状态
B.C点时v正>v逆
C.相同条件下，催化剂2比催化剂1效率高
D.C点时反应放出热量小于18.48 kJ
答案　B
解析　该反应为放热反应，若A点达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，N2转化率减小，则B点平衡转化率应小于A点，但B点转化率大于A点，所以A点时反应一定未达到平衡，A错误；在催化剂2下，大于C点的温度后N2转化率还可以继续增大，说明C点也未达到平衡，反应正向移动，所以v正>v逆，B正确；温度低于T2时，催化剂1的效率高，温度高于T2时，催化剂2的效率高，因此温度不同时，催化剂的效率不同，则相同条件下，催化剂2不一定比催化剂1效率高，C错误；C点时N2转化率为20%，消耗n(N2)＝1 mol×20%＝0.2 mol，放出的热量为0.2 mol×92.4 kJ·mol-1＝18.48 kJ，D错误。
4.(2024·山西大同高三模拟)BHMF()在聚氨酯泡沫塑料、树脂、人造纤维的合成方面应用广泛，利用电催化反应可将生物质产品HMF()和GLY(甘油：C3H8O3)转化为高附加值的化学品，电催化装置如图所示。在电解过程中，下列说法正确的是(　　)
A.电子移动方向：a→X→Y→b
B.X电极的电极反应式为HMF-2e-===BHMF＋2H＋
C.H＋透过质子交换膜从右向左移动
D.当生成1 mol HCOOH时，理论上外电路转移3 mol电子
答案　C
解析　由图可知电解过程中，HMF(C6H6O3)加氢发生还原反应转化为BHMF(C6H8O3)，故a是负极、X是阴极、Y是阳极、b是正极，电子移动方向：Y→b→a→X，A项错误；X是阴极得电子发生还原反应，电极反应式为HMF＋2e-＋2H＋===BHMF，B项错误；电解过程中，阳离子透过质子交换膜向阴极移动，即H＋透过质子交换膜从右向左移动，C项正确；Y电极的电极反应式为C3H8O3-8e-＋3H2O===3HCOOH＋8H＋，当生成1 mol HCOOH时，理论上外电路转移 mol电子，D项错误。
5.(2024·江苏扬州高三模拟)从炼钢粉尘(主要含ZnO、ZnFe2O4)中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量铁元素浸出。已知：25 ℃时Kb(NH3·H2O)＝2×10-5，Ksp(ZnS)＝1×10-23。下列说法正确的是(　　)
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.“沉锌”过程中，溶液的pH减小
D.“沉锌”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错误；0.1 mol·L-1 (NH4)2S溶液中根据电荷守恒可知：c(H＋)＋c(N)＝2c(S2-)＋c(HS-)＋c(OH-)，根据元素守恒可知： c(N)＋c(NH3·H2O)＝2c(S2-)＋2c(HS-)＋2c(H2S)，结合上述两个等式可得c(H＋)＋c(HS-)＋2c(H2S)＝c(NH3·H2O)＋c(OH-)，B正确；“沉锌”过程发生反应为[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2-===ZnS↓＋4NH3·H2O，故“沉锌”过程中，溶液的pH增大，C错误；“沉锌”后的溶液中达到ZnS的沉淀溶解平衡，则有c(Zn2＋)·c(S2-)＝1×10-23，D错误。
6.已知HNO自由基与O2的反应：
①HNO＋O2―→H—O—O—N==O(产物a)
②HNO＋O2―→(产物b)
反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.ΔH大小关系：①<②
B.升高温度①和②的反应速率都加快，有利于提高反应物的转化率
C.产物b比产物a更稳定，故中间产物Z生成b的反应更容易发生
D.该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol-1
答案　D
解析　由图可知反应①和②都是放热反应，ΔH大小关系：①>②，A项错误；反应①和②都是放热反应，升高温度①和②的反应速率都加快，反应逆向移动，反应物的转化率降低，B项错误；根据相对能量可知，产物b比产物a更稳定，但中间产物Z生成a的反应更容易发生，C项错误。
7.CH4/CO2催化重整的反应为
①CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
其中，积碳是导致催化剂失活的主要原因。产生积碳的反应有：
②CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH2＝＋74.6 kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝-172.5 kJ·mol-1
科研人员研究压强对催化剂活性的影响：在1 073 K时，将恒定组成的CO2、CH4混合气体，以恒定流速通过反应器，测得数据如图。
注：Ra是以CH4的转化率表示的催化剂活性保留分率，即反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比
下列分析不正确的是(　　)
A.ΔH1＝＋247.1 kJ·mol-1
B.保持其他条件不变，适当增大投料时，可减缓Ra的衰减
C.研究表明“通入适量O2有利于重整反应”，因为O2能与C反应并放出热量
D.压强越大，Ra降低越快，其主要原因是反应①平衡逆向移动
答案　D
解析　根据盖斯定律，①＝②-③，ΔH1＝ΔH2-ΔH3＝＋247.1 kJ·mol-1，A正确；保持其他条件不变，适当增大投料时，增大CO2浓度，使反应③平衡逆向移动，减少积碳，可减缓Ra的衰减，B正确；反应①为吸热反应，通入适量O2，O2能与C反应并放出大量的热，可减少积碳，减缓Ra的衰减，同时O2与C反应放出的热使得反应①正向移动，有利于重整反应，C正确；压强越大，Ra降低越快，说明催化剂活性降低越快，积碳越多，其主要原因是反应③为气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，使得积碳增多，D错误。
8.(2025·河南高三模拟)硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的剧毒气体，在生产、生活及科研中均有重要应用，工业上H2S是制取H2的原料，发生反应：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)。向某密闭容器中通入一定量H2S，平衡时相关物质的物质的量随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.曲线甲、乙、丙分别代表H2S、S2、H2
B.温度越高，H2S分解速率越慢
C.a点H2S的转化率为20%
D.图中b点的纵坐标x＝
答案　D
解析　根据反应方程式，结合图像可知，曲线甲表示H2S，曲线丙为S2，曲线乙为H2，A错误；由图像可知，温度升高反应速率加快，则H2S分解速率越快，B错误；a点时列如下三段式，
　　　　　　2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)
起/mol　　　　n　　　　0　　　0
转/mol　　　　8　　　　4　　　8
平/mol　　　　8　　　　4　　　8
n＝8＋8＝16，则a点H2S转化率＝×100%＝50%，C错误；由C项可知，H2S的起始量为16 mol，b点时n(H2S)＝n(S2)＝x mol，即H2S的转化量为2x mol，平衡量为x mol，起始量为(2x＋x) mol＝16 mol，x＝，D正确。
9.(2024·安徽合肥模拟)已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为　ΔH>0。若将3 mol双环戊二烯通入2 L恒容密闭容器中，测得T1 ℃和T2 ℃下n(双环戊二烯或环戊二烯)随时间的变化如图所示，T2 ℃时反应到a点恰好达到平衡。下列有关说法错误的是(　　)
A.T1>T2
B.T2 ℃时，0~2 h内的平均反应速率：v(环戊二烯)＝0.6 mol·L-1·h-1
C.T2 ℃时，当容器内的气体压强为起始的1.5倍时：v正>v逆
D.T1 ℃时，反应恰好达到平衡时：4.8 mol答案　B
解析　由图可知，T2 ℃时，双环戊二烯前1 h减少1.8 mol，相当于环戊二烯增加3.6 mol，T1 ℃时，环戊二烯增加4 mol>3.6 mol，所以T1>T2，A正确；T2 ℃时，0~2 h内的平均反应速率：v(环戊二烯)＝＝1.2 mol·L-1·h-1，B错误；由a点可知，T2 ℃平衡时气体总物质的量为2×(3 mol-0.6 mol)＋0.6 mol＝5.4 mol，是起始时3 mol的1.8倍，则气体的压强为起始时的1.5倍时，反应正向进行，v正>v逆，C正确；在T2 ℃反应达到平衡时，消耗双环戊二烯的物质的量为(3-0.6) mol＝2.4 mol，此时生成环戊二烯的物质的量为2.4×2 mol＝4.8 mol，因为T1>T2，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则T1 ℃反应达到平衡时n(环戊二烯)>4.8 mol，假设双环戊二烯全部反应，则生成环戊二烯的物质的量为6 mol，但该反应为可逆反应，不能进行到底，因此n(环戊二烯)<6 mol，D正确。
10.反应4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH，可将工业废气中的HCl转化为Cl2，实现氯资源的循环利用。在n起始(HCl)∶n起始(O2)＝1∶1时，将HCl、O2混合气分别以不同流速通过装有催化剂的反应管，不同温度下出口处HCl转化率与HCl流速的关系如图所示。流速低于0.12 mol·h-1时HCl转化率可近似为平衡转化率。若仅考虑该反应，下列说法正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.减小或选用更高效的催化剂，均能提高X点HCl的平衡转化率
C.HCl流速高于0.12 mol·h-1时，流速越大，反应速率越快
D.360 ℃时，当HCl流速为0.19 mol·h-1时，每小时约获得4 g Cl2
答案　D
解析　由图可知当流速为0.10 mol·h-1时，升高温度，HCl的转化率降低，化学平衡逆向移动，ΔH<0，故A错误；当流速低于0.12 mol·h-1时，减小，X点HCl的平衡转化率增大，催化剂不影响化学平衡状态，故选用更高效的催化剂X点HCl的转化率不变，故B错误；当HCl流速高于0.12 mol·h-1时，由图可知，流速越大，反应物分子来不及在催化剂表面发生反应，反应速率越慢，故C错误；由图可知，360 ℃时，HCl流速为0.19 mol·h-1时，HCl的转化率为60%，因此根据关系式：4HCl~2Cl2，得m(Cl2)
＝ mol×71 g·mol-1＝4.047 g，每小时约获得4 g Cl2，故D正确。
11.TiO2是制取航天工业材料——钛合金的重要原料。为测定纯度，称取上述TiO2试样 0.2 g，一定条件下将TiO2溶解并还原为Ti3＋，得到待测液约30 mL，再用0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋(假设杂质不参与以上反应)。下列说法错误的是(　　)
A.欲配制0.1 mol·L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液400 mL，需要NH4Fe(SO4)2固体质量为13.3 g
B.在进行滴定之前，应向锥形瓶中的待测样品中滴加几滴KSCN溶液作指示剂
C.滴定前仰视读数，滴定结束后俯视读数，将导致测定结果偏大
D.在其他滴定实验操作均正确时，消耗标准溶液 20.00 mL，则样品的纯度为80%
答案　C
解析　实验室没有400 mL的容量瓶，应选用500 mL的容量瓶配制溶液，NH4Fe(SO4)2的摩尔质量为266 g·mol-1，所以需要NH4Fe(SO4)2的质量为0.1 mol·L-1×0.5 L×266 g·mol-1＝13.3 g，故A正确；本实验采用KSCN溶液作指示剂，Fe3＋与Ti3＋反应生成Ti4＋与Fe2＋，KSCN与Fe3＋反应生成红色Fe(SCN)3，因此当Fe3＋过量时，溶液呈红色，故B正确；滴定前仰视读数，滴定结束后俯视读数导致读取溶液体积偏小，导致最终结果偏小，故C错误；Fe3＋与Ti3＋反应生成Ti4＋与Fe2＋，根据得失电子守恒可知n(Fe3＋)＝n(Ti3＋)＝n(TiO2)，消耗标准溶液20.00 mL，则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，所以样品的纯度为×100%＝80%，故D正确。
12.(2024·长沙高三模拟)离子交换法测定PbCl2的Ksp的步骤如下：
装有钠型阳离子交换树脂的交换柱→转型：40 mL 2 mol·L-1盐酸分批次加入交换柱
→离子交换：量取25.00 mL PbCl2饱和溶液，加入离子交换柱，锥形瓶承接
→50 mL煮沸的去离子水分批次淋洗，锥形瓶承接
→合并承接液，加入指示剂，用c mol·L-1 NaOH溶液滴定终点，消耗NaOH溶液V mL
→使30 mL 2 mol·L-1的硝酸流过离子交换树脂，用煮沸的去离子水淋洗，让离子交换树脂再生→数据处理
已知：离子交换时，在离子交换柱中发生的反应为2RSO3H＋PbCl2===(RSO3)2Pb＋2HCl。
下列说法正确的是(　　)
A.饱和PbCl2溶液通过交换柱时，可以通过提高液体流速来缩短实验时间
B.PbCl2的Ksp为3.2(cV)3×10-5
C.使离子交换树脂再生时，可以用HCl或H2SO4代替HNO3
D.第一次淋洗时，淋洗液呈明显酸性就进行后续实验，会导致测定结果偏大
答案　B
解析　若PbCl2饱和溶液通过交换柱时，交换液流出的速率过快，Pb2＋离子交换不充分，会使消耗氢氧化钠溶液的体积偏小，所测结果偏低，故A错误；由方程式可得如下关系：PbCl2~2H＋~2NaOH，滴定消耗V mL c mol·L-1氢氧化钠溶液，则PbCl2饱和溶液中Pb2＋和氯离子浓度分别为＝0.02cV mol·L-1和＝0.04cV mol·L-1，PbCl2的溶度积Ksp(PbCl2)＝0.02cV×(0.04cV)2＝3.2(cV)3×10-5，故B正确；由于PbCl2和PbSO4难溶，因此不能用HCl或H2SO4代替HNO3，故C错误；第一次淋洗时，淋洗液呈明显酸性就进行后续实验，部分交换后的酸不会参与到后续的中和滴定中，会导致测定结果偏低，故D错误。
13.(2024·重庆高三模拟)钠硫电池作为一种高能固体电解质二次电池，广泛应用于应急电源、风力发电等储能领域。如图所示为我国科学家开发的一种以Ce(NO3)4为添加剂的室温钠硫电池(图b)，与传统钠硫电池(图a)相比提高了电池稳定性。关于该电池，下列说法不正确的是(　　)
A.电池放电时，电子由Na电极经外电路流向S电极
B.a电池放电时的正极反应为2Na＋＋S8＋2e-===Na2Sx
C.利用a电池给铅蓄电池充电，每消耗1 mol Na，铅蓄电池负极减重48 g
D.b电池中Ce(NO3)4添加剂在负极区仅起增强导电性的作用
答案　D
解析　由图可知，该原电池中，Na失去电子生成Na＋，Na电极为负极，S电极为正极，电池放电时，电子由Na电极经外电路流向S电极，A正确；由图可知，该原电池中，Na失去电子生成Na＋，Na＋移向正极和S8反应生成Na2Sx，则a电池放电时的正极反应为2Na＋＋S8＋2e-===Na2Sx，B正确；充电时铅蓄电池的阴极反应为PbSO4＋2e-=== Pb＋S，利用a电池给铅蓄电池充电，每消耗1 mol Na转移1 mol电子，有0.5 mol PbSO4转化为Pb，铅蓄电池负极减重0.5 mol×96 g·mol-1＝48 g，C正确；b电池中Ce(NO3)4添加剂在负极区不仅起增强导电性的作用，还可能参与其他反应以提高电池的稳定性，D错误。
14.(2024·重庆高三模拟)常温下，在封闭仪器中装有20 mL 0.1 mol·L-1 NaClO溶液，现向其中缓慢注入0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液，随着NaHSO3溶液注入体积增加，溶液的pH变化如图所示(HClO的电离平衡常数为4.0×10-8)，关于上述实验，下列分析错误的是(　　)
A.AB段主要发生的反应为HS＋2ClO-===Cl-＋S＋HClO
B.BC段pH降低主要是因为生成强酸
C.水电离程度：A>B>D>C
D.pH＝7时，溶液中离子浓度大小顺序为c(Na＋)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(S)
答案　D
解析　由图可知，AB段主要发生的反应为2NaClO＋NaHSO3===NaCl＋HClO＋Na2SO4，反应的离子方程式为HS＋2ClO-===Cl-＋S＋HClO，故A正确；BC段主要发生的反应为HClO＋NaHSO3===NaCl＋H2SO4，则溶液pH降低主要是因为生成了完全电离的硫酸，故B正确；A点为次氯酸钠溶液，次氯酸根离子水解促进水的电离，B点为等浓度的氯化钠、次氯酸和硫酸钠混合溶液，次氯酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离，C点为氯化钠、硫酸钠和硫酸的混合溶液，硫酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离，D点为氯化钠、硫酸钠和亚硫酸的混合溶液，亚硫酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离，酸溶液中氢离子浓度越大，抑制水的电离程度越大，则水电离程度大小顺序为A>B>D>C，故C正确；由得失电子守恒可知，次氯酸钠溶液与亚硫酸氢钠溶液反应生成氯离子的物质的量与硫酸根离子的物质的量相等，则溶液pH为7时，溶液中氯离子浓度等于硫酸根离子浓度，故D错误。
15.(2024·杭州高三模拟)常温下，现有含0.1 mol·L-1Cd2＋的废液，可加入0.01 mol·L-1Na2S溶液或FeS固体生成沉淀除去Cd2＋，加入Na2S溶液或FeS固体引起溶液的pH变化，进而引起溶液中含S微粒的物质的量分数变化及Cd(OH)2浊液中Cd2＋浓度变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
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.加适量Na2S固体可使废液中Cd2＋浓度由b点变到a点
C.由图1和图2得知，当溶液的pH＝10，发生的反应为Cd2＋＋2HS-===CdS＋H2S
D.向废液中加入FeS固体，可使c(Cd2＋)<10-9.9 mol·L-1
答案　D
解析　由Na2S体系中各含S粒子的物质的量分数与pH的关系可知，Ka1(H2S)＝10-7、Ka2(H2S)＝10-13，硫化钠溶液中S2-部分水解且分步水解：S2-＋H2OHS-＋OH-、HS-＋H2OH2S＋OH-，以第一步水解为主，第一步水解平衡常数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，则溶液中离子浓度大小为c(Na＋)>c(OH-)>c(HS-)>c(S2-)，故A错误；Ksp(CdS)＝10-26.10，加入适量Na2S固体，Cd2＋与S2-形成CdS沉淀，可使废液中Cd2＋浓度降低，不可能由b点变到a点，故B错误；由图1知，随着pH的增大， H2S浓度减小，HS-浓度先增大后减小，后面S2-浓度增大，当溶液的pH＝10时，以HS-为主，由图2得知，含0.1 mol·L-1Cd2＋的废液中pH>7.5时，随pH增大Cd2＋浓度逐渐减小，故发生的反应为Cd2＋＋HS-＋OH-===CdS＋H2O，故C错误；向含0.1 mol·L-1Cd2＋的废液中加入FeS固体，存在沉淀转化：FeS(s)＋Cd2＋(aq)Fe2＋(aq)＋CdS(s)，平衡常数K＝＝108.9>105，反应进行完全，此时CdS饱和溶液中c(Cd2＋)＝ mol·L-1＝10-13.05 mol·L-1<10-9.9 mol·L-1，故D正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(13分)(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM 5催化下合成ETBE，反应的化学方程式为C2H5OH(g)＋IB(g)===ETBE(g)　ΔH。回答下列问题：
C1表示先吸附乙醇，C2表示先吸附异丁烯，C3表示乙醇和异丁烯同时吸附。
反应物被催化剂HZSM 5吸附的顺序与反应历程的关系如图1所示，该反应的ΔH＝　　　　kJ·mol-1。反应历程的最优途径是　　　　(填“C1”“C2”或“C3”)。
(2)开发清洁能源是当今化工研究的一个热点问题。二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压强：2.0~10.0 MPa，温度：230~280 ℃)进行下列反应：
反应ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1＝-99 kJ·mol-1
反应ⅱ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝-23.5 kJ·mol-1
反应ⅲ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝-41.2 kJ·mol-1
①在该条件下，若反应ⅰ的起始浓度分别为c(CO)＝0.6 mol·L-1，c(H2)＝1.4 mol·L-1，8 min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H2的平均反应速率为　　　　。
②在T ℃时，反应ⅱ的平衡常数为400，此温度下，在1 L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
c/(mol·L-1) 0.46 1.0 1.0
此时刻v正　　　　(填“>”“<”或“＝”)v逆，平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是　　　　。
③催化反应的总反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，CO的平衡转化率α(CO)与温度、压强的关系如图2所示，图中X代表　　　　(填“温度”或“压强”)，且L1　　　　(填“>”“<”或“＝”)L2。
④在催化剂的作用下同时进行三个反应，发现随着起始投料比的改变，二甲醚和甲醇的产率(产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈现如图3的变化趋势。试解释投料比大于1.0之后二甲醚产率和甲醇产率变化的原因：　　　 　　　　。
答案　(1)-4a　C3　(2)①0.075 mol·L-1·min-1　②>　1.2 mol·L-1　③温度　>　④当投料比大于1时，随着c(H2)增大，反应ⅰ被促进，而反应ⅲ被抑制，c(H2O)增大，最终抑制反应ⅱ，因此甲醇的产率继续增大而二甲醚的产率减小
解析　(1)由图可知，反应物的总能量为5a kJ·mol-1，生成物的总能量为a kJ·mol-1，所以反应的ΔH＝-4a kJ·mol-1。反应历程的最优途径是C3，活化能最小。
(2)①在该条件下，若反应ⅰ的起始浓度分别为c(CO)＝0.6 mol·L-1，c(H2)＝1.4 mol·L-1，8 min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H2的平均反应速率为v＝＝0.075 mol·L-1·min-1。③催化反应的总反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)是由反应式ⅰ×2＋ⅱ＋ⅲ而得，故总反应的ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2＋ΔH3＝-262.7 kJ·mol-1<0，该反应是放热反应，若升温，则CO的平衡转化率会减小，总反应是气体体积减小的反应，若增压，则CO的平衡转化率会增大，则图2中，横坐标X代表的是温度，L代表的是压强，根据压强增大CO的平衡转化率也增大可判断：L1>L2。
17.(15分)实验是化学研究的重要手段。
Ⅰ.由于亚硝酸钠和食盐形状相似，曾多次发生过将NaNO2误当食盐食用的事件。欲测定某样品中NaNO2的含量(样品中只有N能被KMnO4氧化)，某同学设计如下实验：
①称取样品a g，加水溶解，配制成100 mL溶液。
②取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.020 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液(酸性)进行滴定，滴定结束后消耗KMnO4溶液V mL。
(1)上述实验①所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管之外还有　　　　　　　。
(2)在进行滴定操作时，KMnO4溶液盛装在　　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。当滴入最后半滴溶液，　　　　　　　　　　　　　　　时达到滴定终点。
(3)滴定过程中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　；测得该样品中NaNO2的质量分数为　　　　　　　。
(4)以下操作造成测定结果偏高的是　　　　　　　(填字母)。
A.滴定管未用KMnO4标准溶液润洗
B.锥形瓶未用待测液润洗
C.盛装标准溶液的滴定管，滴定前尖端有气泡，滴定后气泡消失
D.盛装标准溶液的滴定管，滴定前仰视凹液面最低处，滴定后俯视读数
Ⅱ.定量探究S2＋2I-===2S＋I2的反应速率与反应物浓度的关系。
查阅资料：该反应速率与c(S2)和c(I-)的关系：v＝kcm(S2)·cn(I-)，k为常数。
实验任务：测定不同浓度下的反应速率确定m、n的值。
实验方法：按下表体积用量V将各溶液混合，(NH4)2S2O8溶液最后加入，记录开始反应至溶液出现蓝色所用的时间t。实验过程中发生如下反应：
S2＋2I-===2S＋I2(慢)
I2＋2S2===2I-＋S4(快)
实验记录表：
实验编号 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溶液的目的是控制实验条件，其中V1＝　　　　　，V4＝　　　　　　，V5＝　　　　　　　。
(6)当溶液中　　　　　　　(填化学式)耗尽后溶液出现蓝色。
(7)实验若测得数据t5＝2t4＝4t1，则n＝　　　　　　　。
答案　(1)100 mL容量瓶、量筒
(2)酸式　溶液变为浅紫色，且半分钟内颜色不变化
(3)2Mn＋5N＋6H＋===2Mn2＋＋5N＋3H2O　×100%(或%)　(4)AC　(5)0　7.5　5
(6)Na2S2O3　(7)1
解析　(3)KMnO4与NaNO2发生氧化还原反应，高锰酸根离子被还原为锰离子，亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平该反应的离子方程式为2Mn＋5N＋6H＋===2Mn2＋＋5N＋3H2O；测得该样品中NaNO2的质量分数为×100%＝×100%＝%。(4)滴定管未用KMnO4标准溶液润洗，则KMnO4溶液浓度偏小，消耗KMnO4溶液的体积偏大，故测定结果偏高，A符合题意；锥形瓶未用待测液润洗，没有影响，B不符合题意；盛装标准溶液的滴定管，滴定前尖端有气泡，滴定后气泡消失，则KMnO4溶液的体积读数偏大，故测定结果偏高，C符合题意；盛装标准溶液的滴定管，滴定前仰视凹液面最低处，滴定后俯视读数，则KMnO4溶液的体积读数偏小，故测定结果偏低，故D不符合题意。(5)对照实验探究浓度对反应速率的影响，须保证其他条件完全一致，为保证溶液总体积不变且仅改变S2和I-的浓度而其他物质的浓度不变，即每组铵根离子浓度要与钾离子浓度相等，故V1＝0，V4＝7.5，V5＝5。(6)由于实验过程中发生如下反应：S2＋2I-===2S＋I2(慢)，I2＋2S2===2I-＋S4(快)，则当溶液中Na2S2O3耗尽后溶液出现蓝色。(7)该反应速率与c(S2)和c(I-)的关系：v＝kcm(S2)·cn(I-)，实验若测得数据t5＝2t4＝4t1，则n＝1。
18.(16分)(2024·贵州高三模拟)乙醇广泛应用于食品化工领域，可利用CO2和H2合成CH3CH2OH，在催化剂作用下涉及以下反应：
反应ⅰ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH1
反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1
反应ⅲ：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝-256.0 kJ·mol-1
(1)ΔH1＝　　　　 kJ·mol-1，反应ⅰ在　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)在一定条件下，向密闭容器中充入一定量的CO2和H2，发生上述反应，下列说法正确的是　　　　　(填字母)。
A.当气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡
B.增大CO2的浓度有利于提高CO2的转化率
C.体系达到平衡后，若压缩体积，则反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高CH3CH2OH在平衡时的产量
(3)用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，反应ⅰ和反应ⅱ对应的ln Kp随温度的倒数()的变化关系如图所示。(已知：分压＝总压×该气体的物质的量分数，压强的单位为 kPa)反应ⅱ的变化关系对应图中　　　　　(填“a”或“b”)，判断的理由是　　　　　。
(4)一定温度下，向2 L某恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，仅发生上述反应ⅰ和反应ⅱ，测得起始压强为p0 kPa，20 s后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.2 mol，H2O的物质的量为1.1 mol。
①在0~20 s内，用H2表示的平均反应速率v(H2)＝　　　　　 mol·L-1·s-1。
②该对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为　　　　　%；反应ⅰ的分压平衡常数Kp＝　　　　　(用含p0的代数式表示) kPa-4。
(5)一定条件下，将等物质的量的CO与H2混合气体分别通入体积均为1 L的恒温恒容密闭容器甲和绝热恒容密闭容器乙中，仅发生反应ⅲ，反应一段时间后两容器内达到平衡状态，则两容器内混合气体的密度ρ甲　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”，下同)ρ乙；CO的转化率α甲　　　　　α乙。
答案　(1)-173.6　低温　(2)A
(3)b　反应ⅱ为吸热反应，温度越高，越小，ln Kp越大
(4)①0.05
②80　
(5)等于　大于
解析　(1)由盖斯定律可知，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时反应自发进行，因ΔH1<0，ΔS<0，故反应在低温条件下能自发进行。(2)反应ⅰ、反应ⅱ、反应ⅲ中气体的总质量不变，反应ⅰ和反应ⅲ中气体的总物质的量变小，反应ⅱ中气体的总物质的量不变，因此气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡，A选项正确；增大CO2浓度，平衡正向移动，有利于提高H2的转化率，而CO2的转化率降低，B选项错误；反应ⅰ是气体体积减小的反应，加压，平衡正向移动，CO2、H2的量减少，H2O的量增加，则反应ⅱ逆向移动，C选项错误；选用合适的催化剂可以提高反应速率，但是不能提高CH3CH2OH在平衡时的产量，D选项错误。(3)反应ⅰ的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，而反应ⅱ的正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，则平衡常数增大，即反应ⅰ的ln Kp随着增大而增大，反应ⅱ的ln Kp随着的增大而减小，结合图示可知，反应ⅱ对应图2中b。(4)设平衡时反应ⅰ和反应ⅱ中CO2转化的物质的量分别为2x mol、y mol，根据已知条件列出三段式：
　　　　　2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)
起始/ mol　　1　　　　3　　　　0　　　　　　0
转化/ mol　　2x　　　6x　　　　x　　　　　　3x
平衡/ mol　　1-2x　　3-6x　　　x　　　　　　3x
　　　　　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
转化/ mol　　　y　　　y　　　　y　　　y
①由已知信息知，CO的物质的量为0.2 mol，H2O的物质的量为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该对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为α(CO2)＝×100%＝80%；平衡时，CO2(g)、H2(g)、CH3CH2OH(g)、CO(g)、H2O(g)的物质的量分别为0.2 mol、1.0 mol、0.3 mol、0.2 mol、1.1 mol，气体总物质的量为(0.2＋1.0＋0.3＋0.2＋1.1) mol＝2.8 mol，同温同体积条件下，压强之比等于气体物质的量之比，即，解得p平＝0.7p0，故平衡时，CO2(g)、H2(g)、CH3CH2OH(g)、H2O(g)的分压分别为×0.7p0 kPa、×0.7p0 kPa、×0.7p0 kPa、×0.7p0 kPa，将数据代入反应ⅰ的平衡常数表达式可得Kp＝ kPa-4。(5)甲、乙两密闭容器：气体的总质量相同，且容器体积均为1 L，因此密度相等；该反应为放热反应，若以甲容器为基准，乙容器为绝热装置，相当于在甲平衡的基础上再进行升温，平衡向逆反应方向移动，因此CO的转化率下降，则甲容器中CO的转化率大于乙容器中CO的转化率。
19.(11分)钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。
已知：TiO2难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38。
回答下列问题：
(1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为　　　　；
滤渣 Ⅰ 的主要成分是　　　　　　　　(填化学式)。
(2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是　　　　；
氧化后溶液中Fe3＋浓度为0.001 mol·L-1，常温下“调pH”时，若控制pH＝3，则Fe3＋的去除率为　　　　　(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
(3)已知25 ℃时，Kh1(C2)＝a，Kh2(C2)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c。“沉钪”时，发生反应：2Sc3＋＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋，该反应的平衡常数K＝　　　　(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热至550 ℃时生成Sc2O3、CO2和H2O，写出反应的化学方程式：　　　　。
答案　(1)将“赤泥”粉碎　SiO2、TiO2
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后续调节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，用盐酸酸浸时，SiO2、TiO2难溶于盐酸，FeO、Fe2O3、Sc2O3与盐酸反应生成 Fe2＋、Fe3＋、Sc3＋，过滤的滤渣主要成分为SiO2、TiO2，滤液中加入H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋便于后续调节pH以除去Fe3＋，加氨水调节pH沉淀铁离子，过滤得滤渣Ⅱ为Fe(OH)3，向滤液中加入草酸，得到草酸钪晶体，过滤、洗涤、干燥后，在空气中加热可得Sc2O3固体。(2)当pH＝3时，溶液中c(OH-)＝10-11 mol·L-1，此时c(Fe3＋)＝ mol·L-1＝1.0×10-5 mol·L-1，则Fe3＋的去除率为×100%＝99%。(3)已知25 ℃时，Kh1(C2)＝a，Kh2(C2)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c，则反应2Sc3＋＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋的平衡常数K＝。滚动检测四　化学反应原理综合
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45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.电化学原理在生产生活中的用途十分广泛，下列说法正确的是(　　)
A.钢铁发生电化学腐蚀时，铁失去电子生成Fe3＋
B.铅蓄电池在放电时，正极与负极质量均增加
C.利用外加电流法保护闸门时，闸门与电源正极相连
D.工业上用离子交换膜电解饱和食盐水时，阳极区pH升高
2.我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.由图可以判断DMF转化为三甲胺的反应属于放热反应
B.N(CH3)3＋OH*＋H*===N(CH3)3(g)＋H2O(g)是该反应历程的决速步骤
C.使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D.该历程中最大能垒(活化能)E正＝1.19 eV
3.(2024·长沙高三模拟)向恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2混合气体，分别在不同的温度和催化剂下进行反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 　ΔH＝-92.4 kJ·mol-1，保持其他初始实验条件不变，经10 min测得N2转化率如图所示。T2温度下两曲线相交，下列说法正确的是(　　)
A.A点时反应达到平衡状态
B.C点时v正>v逆
C.相同条件下，催化剂2比催化剂1效率高
D.C点时反应放出热量小于18.48 kJ
4.(2024·山西大同高三模拟)BHMF()在聚氨酯泡沫塑料、树脂、人造纤维的合成方面应用广泛，利用电催化反应可将生物质产品HMF()和GLY(甘油：C3H8O3)转化为高附加值的化学品，电催化装置如图所示。在电解过程中，下列说法正确的是(　　)
A.电子移动方向：a→X→Y→b
B.X电极的电极反应式为HMF-2e-===BHMF＋2H＋
C.H＋透过质子交换膜从右向左移动
D.当生成1 mol HCOOH时，理论上外电路转移3 mol电子
5.(2024·江苏扬州高三模拟)从炼钢粉尘(主要含ZnO、ZnFe2O4)中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量铁元素浸出。已知：25 ℃时Kb(NH3·H2O)＝2×10-5，Ksp(ZnS)＝1×10-23。下列说法正确的是(　　)
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.“沉锌”过程中，溶液的pH减小
D.“沉锌”后的溶液中：c(Zn2＋)·c(S2-)<1×10-23
6.已知HNO自由基与O2的反应：
①HNO＋O2―→H—O—O—N==O(产物a)
②HNO＋O2―→(产物b)
反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.ΔH大小关系：①<②
B.升高温度①和②的反应速率都加快，有利于提高反应物的转化率
C.产物b比产物a更稳定，故中间产物Z生成b的反应更容易发生
D.该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol-1
7.CH4/CO2催化重整的反应为
①CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
其中，积碳是导致催化剂失活的主要原因。产生积碳的反应有：
②CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH2＝＋74.6 kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝-172.5 kJ·mol-1
科研人员研究压强对催化剂活性的影响：在1 073 K时，将恒定组成的CO2、CH4混合气体，以恒定流速通过反应器，测得数据如图。
注：Ra是以CH4的转化率表示的催化剂活性保留分率，即反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比
下列分析不正确的是(　　)
A.ΔH1＝＋247.1 kJ·mol-1
B.保持其他条件不变，适当增大投料时，可减缓Ra的衰减
C.研究表明“通入适量O2有利于重整反应”，因为O2能与C反应并放出热量
D.压强越大，Ra降低越快，其主要原因是反应①平衡逆向移动
8.(2025·河南高三模拟)硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的剧毒气体，在生产、生活及科研中均有重要应用，工业上H2S是制取H2的原料，发生反应：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)。向某密闭容器中通入一定量H2S，平衡时相关物质的物质的量随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.曲线甲、乙、丙分别代表H2S、S2、H2
B.温度越高，H2S分解速率越慢
C.a点H2S的转化率为20%
D.图中b点的纵坐标x＝
9.(2024·安徽合肥模拟)已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为　ΔH>0。若将3 mol双环戊二烯通入2 L恒容密闭容器中，测得T1 ℃和T2 ℃下n(双环戊二烯或环戊二烯)随时间的变化如图所示，T2 ℃时反应到a点恰好达到平衡。下列有关说法错误的是(　　)
A.T1>T2
B.T2 ℃时，0~2 h内的平均反应速率：v(环戊二烯)＝0.6 mol·L-1·h-1
C.T2 ℃时，当容器内的气体压强为起始的1.5倍时：v正>v逆
D.T1 ℃时，反应恰好达到平衡时：4.8 mol10.反应4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH，可将工业废气中的HCl转化为Cl2，实现氯资源的循环利用。在n起始(HCl)∶n起始(O2)＝1∶1时，将HCl、O2混合气分别以不同流速通过装有催化剂的反应管，不同温度下出口处HCl转化率与HCl流速的关系如图所示。流速低于0.12 mol·h-1时HCl转化率可近似为平衡转化率。若仅考虑该反应，下列说法正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.减小或选用更高效的催化剂，均能提高X点HCl的平衡转化率
C.HCl流速高于0.12 mol·h-1时，流速越大，反应速率越快
D.360 ℃时，当HCl流速为0.19 mol·h-1时，每小时约获得4 g Cl2
11.TiO2是制取航天工业材料——钛合金的重要原料。为测定纯度，称取上述TiO2试样 0.2 g，一定条件下将TiO2溶解并还原为Ti3＋，得到待测液约30 mL，再用0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋(假设杂质不参与以上反应)。下列说法错误的是(　　)
A.欲配制0.1 mol·L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液400 mL，需要NH4Fe(SO4)2固体质量为13.3 g
B.在进行滴定之前，应向锥形瓶中的待测样品中滴加几滴KSCN溶液作指示剂
C.滴定前仰视读数，滴定结束后俯视读数，将导致测定结果偏大
D.在其他滴定实验操作均正确时，消耗标准溶液 20.00 mL，则样品的纯度为80%
12.(2024·长沙高三模拟)离子交换法测定PbCl2的Ksp的步骤如下：
装有钠型阳离子交换树脂的交换柱→转型：40 mL 2 mol·L-1盐酸分批次加入交换柱
→离子交换：量取25.00 mL PbCl2饱和溶液，加入离子交换柱，锥形瓶承接
→50 mL煮沸的去离子水分批次淋洗，锥形瓶承接
→合并承接液，加入指示剂，用c mol·L-1 NaOH溶液滴定终点，消耗NaOH溶液V mL
→使30 mL 2 mol·L-1的硝酸流过离子交换树脂，用煮沸的去离子水淋洗，让离子交换树脂再生→数据处理
已知：离子交换时，在离子交换柱中发生的反应为2RSO3H＋PbCl2===(RSO3)2Pb＋2HCl。
下列说法正确的是(　　)
A.饱和PbCl2溶液通过交换柱时，可以通过提高液体流速来缩短实验时间
B.PbCl2的Ksp为3.2(cV)3×10-5
C.使离子交换树脂再生时，可以用HCl或H2SO4代替HNO3
D.第一次淋洗时，淋洗液呈明显酸性就进行后续实验，会导致测定结果偏大
13.(2024·重庆高三模拟)钠硫电池作为一种高能固体电解质二次电池，广泛应用于应急电源、风力发电等储能领域。如图所示为我国科学家开发的一种以Ce(NO3)4为添加剂的室温钠硫电池(图b)，与传统钠硫电池(图a)相比提高了电池稳定性。关于该电池，下列说法不正确的是(　　)
A.电池放电时，电子由Na电极经外电路流向S电极
B.a电池放电时的正极反应为2Na＋＋S8＋2e-===Na2Sx
C.利用a电池给铅蓄电池充电，每消耗1 mol Na，铅蓄电池负极减重48 g
D.b电池中Ce(NO3)4添加剂在负极区仅起增强导电性的作用
14.(2024·重庆高三模拟)常温下，在封闭仪器中装有20 mL 0.1 mol·L-1 NaClO溶液，现向其中缓慢注入0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液，随着NaHSO3溶液注入体积增加，溶液的pH变化如图所示(HClO的电离平衡常数为4.0×10-8)，关于上述实验，下列分析错误的是(　　)
A.AB段主要发生的反应为HS＋2ClO-===Cl-＋S＋HClO
B.BC段pH降低主要是因为生成强酸
C.水电离程度：A>B>D>C
D.pH＝7时，溶液中离子浓度大小顺序为c(Na＋)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(S)
15.(2024·杭州高三模拟)常温下，现有含0.1 mol·L-1Cd2＋的废液，可加入0.01 mol·L-1Na2S溶液或FeS固体生成沉淀除去Cd2＋，加入Na2S溶液或FeS固体引起溶液的pH变化，进而引起溶液中含S微粒的物质的量分数变化及Cd(OH)2浊液中Cd2＋浓度变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
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.加适量Na2S固体可使废液中Cd2＋浓度由b点变到a点
C.由图1和图2得知，当溶液的pH＝10，发生的反应为Cd2＋＋2HS-===CdS＋H2S
D.向废液中加入FeS固体，可使c(Cd2＋)<10-9.9 mol·L-1
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(13分)(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM 5催化下合成ETBE，反应的化学方程式为C2H5OH(g)＋IB(g)===ETBE(g)　ΔH。回答下列问题：
C1表示先吸附乙醇，C2表示先吸附异丁烯，C3表示乙醇和异丁烯同时吸附。
反应物被催化剂HZSM 5吸附的顺序与反应历程的关系如图1所示，该反应的ΔH＝　　　　kJ·mol-1。反应历程的最优途径是　　　　(填“C1”“C2”或“C3”)。
(2)开发清洁能源是当今化工研究的一个热点问题。二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压强：2.0~10.0 MPa，温度：230~280 ℃)进行下列反应：
反应ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1＝-99 kJ·mol-1
反应ⅱ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝-23.5 kJ·mol-1
反应ⅲ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝-41.2 kJ·mol-1
①在该条件下，若反应ⅰ的起始浓度分别为c(CO)＝0.6 mol·L-1，c(H2)＝1.4 mol·L-1，8 min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H2的平均反应速率为　　　　。
②在T ℃时，反应ⅱ的平衡常数为400，此温度下，在1 L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
c/(mol·L-1) 0.46 1.0 1.0
此时刻v正　　　　(填“>”“<”或“＝”)v逆，平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是　　　　。
③催化反应的总反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，CO的平衡转化率α(CO)与温度、压强的关系如图2所示，图中X代表　　　　(填“温度”或“压强”)，且L1　　　　(填“>”“<”或“＝”)L2。
④在催化剂的作用下同时进行三个反应，发现随着起始投料比的改变，二甲醚和甲醇的产率(产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈现如图3的变化趋势。试解释投料比大于1.0之后二甲醚产率和甲醇产率变化的原因：　　　 　　　　。
17.(15分)实验是化学研究的重要手段。
Ⅰ.由于亚硝酸钠和食盐形状相似，曾多次发生过将NaNO2误当食盐食用的事件。欲测定某样品中NaNO2的含量(样品中只有N能被KMnO4氧化)，某同学设计如下实验：
①称取样品a g，加水溶解，配制成100 mL溶液。
②取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.020 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液(酸性)进行滴定，滴定结束后消耗KMnO4溶液V mL。
(1)上述实验①所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管之外还有　　　　　　　。
(2)在进行滴定操作时，KMnO4溶液盛装在　　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。当滴入最后半滴溶液，　　　　　　　　　　　　　　　时达到滴定终点。
(3)滴定过程中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　；测得该样品中NaNO2的质量分数为　　　　　　　。
(4)以下操作造成测定结果偏高的是　　　　　　　(填字母)。
A.滴定管未用KMnO4标准溶液润洗
B.锥形瓶未用待测液润洗
C.盛装标准溶液的滴定管，滴定前尖端有气泡，滴定后气泡消失
D.盛装标准溶液的滴定管，滴定前仰视凹液面最低处，滴定后俯视读数
Ⅱ.定量探究S2＋2I-===2S＋I2的反应速率与反应物浓度的关系。
查阅资料：该反应速率与c(S2)和c(I-)的关系：v＝kcm(S2)·cn(I-)，k为常数。
实验任务：测定不同浓度下的反应速率确定m、n的值。
实验方法：按下表体积用量V将各溶液混合，(NH4)2S2O8溶液最后加入，记录开始反应至溶液出现蓝色所用的时间t。实验过程中发生如下反应：
S2＋2I-===2S＋I2(慢)
I2＋2S2===2I-＋S4(快)
实验记录表：
实验编号 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溶液的目的是控制实验条件，其中V1＝　　　　　，V4＝　　　　　　，V5＝　　　　　　　。
(6)当溶液中　　　　　　　(填化学式)耗尽后溶液出现蓝色。
(7)实验若测得数据t5＝2t4＝4t1，则n＝　　　　　　　。
18.(16分)(2024·贵州高三模拟)乙醇广泛应用于食品化工领域，可利用CO2和H2合成CH3CH2OH，在催化剂作用下涉及以下反应：
反应ⅰ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH1
反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1
反应ⅲ：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝-256.0 kJ·mol-1
(1)ΔH1＝　　　　 kJ·mol-1，反应ⅰ在　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)在一定条件下，向密闭容器中充入一定量的CO2和H2，发生上述反应，下列说法正确的是　　　　　(填字母)。
A.当气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡
B.增大CO2的浓度有利于提高CO2的转化率
C.体系达到平衡后，若压缩体积，则反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高CH3CH2OH在平衡时的产量
(3)用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，反应ⅰ和反应ⅱ对应的ln Kp随温度的倒数()的变化关系如图所示。(已知：分压＝总压×该气体的物质的量分数，压强的单位为 kPa)反应ⅱ的变化关系对应图中　　　　　(填“a”或“b”)，判断的理由是　　　　　。
(4)一定温度下，向2 L某恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，仅发生上述反应ⅰ和反应ⅱ，测得起始压强为p0 kPa，20 s后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.2 mol，H2O的物质的量为1.1 mol。
①在0~20 s内，用H2表示的平均反应速率v(H2)＝　　　　　 mol·L-1·s-1。
②该对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为　　　　　%；反应ⅰ的分压平衡常数Kp＝　　　　　(用含p0的代数式表示) kPa-4。
(5)一定条件下，将等物质的量的CO与H2混合气体分别通入体积均为1 L的恒温恒容密闭容器甲和绝热恒容密闭容器乙中，仅发生反应ⅲ，反应一段时间后两容器内达到平衡状态，则两容器内混合气体的密度ρ甲　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”，下同)ρ乙；CO的转化率α甲　　　　　α乙。
19.(11分)钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。
已知：TiO2难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38。
回答下列问题：
(1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为　　　　；
滤渣 Ⅰ 的主要成分是　　　　　　　　(填化学式)。
(2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是　　　　；
氧化后溶液中Fe3＋浓度为0.001 mol·L-1，常温下“调pH”时，若控制pH＝3，则Fe3＋的去除率为　　　　　(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
(3)已知25 ℃时，Kh1(C2)＝a，Kh2(C2)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c。“沉钪”时，发生反应：2Sc3＋＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋，该反应的平衡常数K＝　　　　(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热至550 ℃时生成Sc2O3、CO2和H2O，写出反应的化学方程式：　　　　。

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