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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.铅酸蓄电池在放电时，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.(2025·河南安阳一模)Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理和部分基元反应中物质的相对能量如图所示，其中Cat表示催化剂，TS和TN分别表示各基元反应中的过渡态和产物。下列说法正确的是(　　)
A.Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物改变了反应的历程和总反应的ΔH
B.该过程的总反应是CH3COOCH3(l)+CO(g)+H2O(l)2CH3COOH(l)　ΔH=-73.81 kJ·mol-1
C.制备醋酸反应的速率一定由TN3Cat+CH3COI决定
D.反应中Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物中参与变化过程的是Rh(Ⅰ)
3.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点时反应放出的热量小于18.48 kJ
4.(2026·湖南邵阳高三上阶段练习)电镀铜的过程中，待镀制品常会伴有H2逸出，从而导致铜的淀积效果较差，但是若溶液中存在就可以防止H+被还原，并且产生的不会在待镀制品上淀积，也不会影响铜镀层的性质。下列说法错误的是(　　)
A.a极为直流电源的正极
B.需要定期向电镀液中添加含的电镀液
C.N参与的电极反应为+10H++8e-N+3H2O
D.导线上每通过0.5 mol e-，待镀制品质量增加16 g
5.(2025·郑州模拟)常温下，NaHCO3溶液中的H+、OH-、H2CO3、四种微粒浓度的负对数(-lg x)随NaHCO3溶液浓度的负对数(-lg c)变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.H2CO3的Ka1·Ka2>Kw
B.随着-lg c增大，增大
C.NaHCO3溶液中，c(OH-)>c(H2CO3)>c()>c(H+)
D.当-lg c=3.7时，c(Na+)+c(H+)=3c(OH-)+c()
6.(2025·湖南一模)1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成，反应进程中的能量变化如图所示，已知在0 ℃和40 ℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是(　　)
A.从0 ℃升至40 ℃，1，3-丁二烯的平衡转化率增大
B.从0 ℃升至40 ℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小
C.1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定
D.从0 ℃升至40 ℃，1，3-丁二烯与HBr在该体系下反应，1，2-加成产物的浓度会缓慢增大
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，适当增大投料比时，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.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转化率可近似认为是平衡转化率。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.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.离子交换法测定PbCl2的Ksp的步骤如下：
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.(2026·河北秦皇岛高三上阶段练习)我国某科研团队研制出一种液流电池，该电池的电解液流经玻璃空腔作为窗户，在充电和放电的同时调节窗户的颜色，从而使室内降温，以减少空调的使用，降低CO2排放。充电时的工作原理如图所示。螯合剂邻二氮菲(phen，结构为)与Fe2+、Fe3+可分别形成(橙红色)、(淡蓝色)。已知：红光的热效应比蓝光的高。下列说法错误的是(　　)
A.放电后自然光透过窗户，室内温度升高不明显，可以减少空调的制冷作用
B.充电时，右侧电解液中离子浓度增大
C.充电时，电流方向：电源正极→N电极→电解质溶液→M电极→电源负极
D.放电过程中，当有2 mol电子转移时，负极区电解质溶液质量增加71 g
14.(2025·安徽模拟预测)常温下，向某浓度H2A溶液中逐滴加入已知浓度的NaOH溶液，溶液中pc(x)[pc(x)=-lg c(x)，x为H2A、HA-、A2-]与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅱ代表pc(HA-)随着pH的变化曲线
B.pH由3增大到5.3的过程中，水的电离程度逐渐减小
C.c点溶液中：c(Na+)>3c(A2-)
D.常温下随着pH增大，不变
15.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+浓度变化分别如图1、2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表示同时吸附乙醇和异丁烯。
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。
(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(3分)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.(16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)(1分)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)(3分)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+2S22I-+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)(3分)加入KNO3、(NH4)2SO4溶液的目的是控制实验条件，其中V1=　　　　　，V4=　　　　　　，V5=　　　　　　　。
(6)(1分)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.(15分)(2025·河北衡水模拟)我国天然气储量丰富，甲烷是重要的工业原料。
(1)CH4在催化剂作用下和CO2转化为CH3COOH的反应历程如图所示。
在合成CH3COOH的反应历程中，下列有关说法正确的是　　　　(填字母)。
A.该催化剂使反应的平衡常数增大
B.CH4→CH3COOH过程中，有C—H断裂和C—C形成
C.生成乙酸的反应原子利用率为100%
D.ΔH=E2-E1
(2)CH4与CO2的干法重整(DRM)反应可同时转化两种温室气体，并制备CO和H2，主要反应如下。
反应Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)　ΔH2
反应Ⅲ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH3
已知：反应Ⅰ和反应Ⅱ的自发进行均需高温条件。
①向密闭容器中通入3 mol CO2和1 mol CH4，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CH4、CO、H2的量随温度T的变化如图所示。900 K时，CH4的物质的量分数为　　　　，用各物质的物质的量分数表示反应Ⅲ的平衡常数Kx=　　　　。900 K后随温度升高，H2的物质的量减小的原因为　　　　。
②(3分)一定温度下，催化剂表面因积炭而造成活性中心被覆盖，孔隙被堵塞，从而导致催化剂活性下降乃至丧失。积炭现象的发生通常是由下列反应引起的：
ⅰ.CH4(g)C(s)+2H2(g)
ⅱ.2CO(g)C(s)+CO2(g)
如图为甲烷催化重整中相关反应的ΔG与温度T的关系曲线。推测600 ℃时积炭现象主要由反应　　　引起。甲烷催化重整时，积炭反应几乎不可避免，理由是　　　　。
(3)电解甲烷生产H2和炭黑是我国科学家发明的一项技术，其原理如图所示。在500 ℃时利用含O2-的熔融碳酸盐电解甲烷，反应过程实现了无水、零排放。
阴极电极反应式为　　　　　；Ni电极上产生的O2-与Ni-YSZ电极上消耗的O2-物质的量之比为　　　　　。
19.(11分)钪(Sc)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)(3分)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：　　　　。
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.铅酸蓄电池在放电时，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；铅酸蓄电池在放电时，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。
2.(2025·河南安阳一模)Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理和部分基元反应中物质的相对能量如图所示，其中Cat表示催化剂，TS和TN分别表示各基元反应中的过渡态和产物。下列说法正确的是(　　)
A.Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物改变了反应的历程和总反应的ΔH
B.该过程的总反应是CH3COOCH3(l)+CO(g)+H2O(l)2CH3COOH(l)　ΔH=-73.81 kJ·mol-1
C.制备醋酸反应的速率一定由TN3Cat+CH3COI决定
D.反应中Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物中参与变化过程的是Rh(Ⅰ)
答案　D
解析　Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物可以催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸，催化剂可以改变反应的历程，但不能改变总反应的ΔH，A错误；由部分基元反应中物质的相对能量图可知，CH3I(l)+CO(g)CH3COI(l)　ΔH=-73.81 kJ·mol-1，无法计算CH3COOCH3(l)+CO(g)+H2O(l)2CH3COOH(l)的ΔH，B错误；左图只表示部分基元反应中物质的相对能量，无法确定TN3Cat+CH3COI是整个反应中活化能最高的步骤，不一定是决速步，C错误；由右图可知，CH3I和Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物中的Rh(Ⅰ)结合生成TN1，之后的反应都是Rh(Ⅰ)参与变化过程，D正确。
3.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点时反应放出的热量小于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，C点之后，温度高于T2时，N2转化率继续增大，说明C点也未达到平衡，反应正向进行，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，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.(2026·湖南邵阳高三上阶段练习)电镀铜的过程中，待镀制品常会伴有H2逸出，从而导致铜的淀积效果较差，但是若溶液中存在就可以防止H+被还原，并且产生的不会在待镀制品上淀积，也不会影响铜镀层的性质。下列说法错误的是(　　)
A.a极为直流电源的正极
B.需要定期向电镀液中添加含的电镀液
C.N参与的电极反应为+10H++8e-N+3H2O
D.导线上每通过0.5 mol e-，待镀制品质量增加16 g
答案　D
解析　电镀时，镀层金属(铜片)作阳极，连接直流电源正极，则a极为电源正极，b极为电源负极，A正确；N在阴极被还原为而消耗，为维持其浓度以防止H2持续逸出，需定期添加含的电镀液，B正确；N在阴极得电子被还原为N，N元素化合价从+5降为-3，结合电荷守恒、元素守恒配平：+10H++8e-N+3H2O，C正确；待镀制品为阴极，阴极电子由Cu2+(得电子生成Cu)和(得电子生成)共同获得，通过0.5 mol e-时，仅部分电子用于还原Cu2+，生成Cu的物质的量小于0.25 mol，故实际增加质量小于16 g，D错误。
5.(2025·郑州模拟)常温下，NaHCO3溶液中的H+、OH-、H2CO3、四种微粒浓度的负对数(-lg x)随NaHCO3溶液浓度的负对数(-lg c)变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.H2CO3的Ka1·Ka2>Kw
B.随着-lg c增大，增大
C.NaHCO3溶液中，c(OH-)>c(H2CO3)>c()>c(H+)
D.当-lg c=3.7时，c(Na+)+c(H+)=3c(OH-)+c()
答案　D
解析　HC的水解程度大于电离程度，c(OH-)>c(H+)，c(H2CO3)>c()，随-lg c增大，c(H+)增大，c(OH-)、c(C)、c(H2CO3)减小，所以①为-lg c(H+)变化曲线，②为-lg c(OH-)变化曲线，③为-lg c(C)变化曲线，④为-lg c(H2CO3)变化曲线，据此解答。H2CO3的Ka1·Ka2== ，由图像可知=1时，Ka1·Ka2=c2(H+)-lg c(H+)随-lg c增大而减小，即c(H+)随-lg c增大而增大，所以随-lg c增大而减小，故B错误；由图可知，四种微粒浓度随着-lg c增大可能存在以下关系：3<-lg c<3.7时，c(H2CO3)>c()>c(OH-)>c(H+)， -lg c>3.7且小于右侧①③交点对应的-lg c时，c(H2CO3)>c(OH-)>c()>c(H+)，-lg c大于右侧①③交点对应的-lg c时，c(H2CO3)>c(OH-)>c(H+)>c()，故C错误；当-lg c=3.7时，根据电荷守恒：c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c()+2c()，由图像可知c(OH-)=c()，故D正确。
6.(2025·湖南一模)1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成，反应进程中的能量变化如图所示，已知在0 ℃和40 ℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是(　　)
A.从0 ℃升至40 ℃，1，3-丁二烯的平衡转化率增大
B.从0 ℃升至40 ℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小
C.1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定
D.从0 ℃升至40 ℃，1，3-丁二烯与HBr在该体系下反应，1，2-加成产物的浓度会缓慢增大
答案　C
解析　由图可知，1，3-丁二烯与溴化氢的加成反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小，故A错误；从0 ℃升至40 ℃，温度升高，1，2-加成和1，4-加成的正反应速率均增大，故B错误；由题意可知，从0 ℃升至40 ℃，1，3-丁二烯与溴化氢在该体系下反应，1，2-加成产物的浓度会缓慢减小，故D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，适当增大投料比时，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，适当增大投料比时，CO2浓度增大，使反应③平衡逆向移动，减少积碳，可减缓Ra的衰减，B正确；通入适量O2，O2能与C反应并放出大量的热，并减少积碳，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；温度升高反应速率加快，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.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，该反应的ΔH>0，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，平衡时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转化率可近似认为是平衡转化率。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·h-1×71 g·mol-1=4.047 g·h-1，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.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.离子交换法测定PbCl2的Ksp的步骤如下：
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　PbCl2饱和溶液通过交换柱时，若流速过快，Pb2+离子交换不充分，会使消耗的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.(2026·河北秦皇岛高三上阶段练习)我国某科研团队研制出一种液流电池，该电池的电解液流经玻璃空腔作为窗户，在充电和放电的同时调节窗户的颜色，从而使室内降温，以减少空调的使用，降低CO2排放。充电时的工作原理如图所示。螯合剂邻二氮菲(phen，结构为)与Fe2+、Fe3+可分别形成(橙红色)、(淡蓝色)。已知：红光的热效应比蓝光的高。下列说法错误的是(　　)
A.放电后自然光透过窗户，室内温度升高不明显，可以减少空调的制冷作用
B.充电时，右侧电解液中离子浓度增大
C.充电时，电流方向：电源正极→N电极→电解质溶液→M电极→电源负极
D.放电过程中，当有2 mol电子转移时，负极区电解质溶液质量增加71 g
答案　A
解析　根据图示，充电时，N电极为阳极、M电极为阴极，则放电时，正极(N电极)发生还原反应：[Fe(phen)3]3++e-[Fe(phen)3]2+，电解液中[Fe(phen)3]2+(橙红色)增多，橙红色对应红光，红光的热效应比蓝光的高，自然光透过窗户后室内温度升高明显，需空调制冷，A错误；充电时，右侧电极反应为[Fe(phen)3]2+-e-[Fe(phen)3]3+，右侧(阳极区)正电荷增多，Cl-通过氯离子交换膜移入右侧，离子总浓度增大，B正确；充电时，电流方向为电源正极→N电极→电解质溶液(离子定向移动)→M电极→电源负极，C正确；放电时负极为M电极，负极反应为BTMAP-Vi+-e-BTMAP-Vi2+，每转移1 mol 电子，1 mol Cl-移入负极区，当有2 mol电子转移时移入2 mol Cl-，质量增加2 mol×35.5 g·mol-1=71 g，D正确。
14.(2025·安徽模拟预测)常温下，向某浓度H2A溶液中逐滴加入已知浓度的NaOH溶液，溶液中pc(x)[pc(x)=-lg c(x)，x为H2A、HA-、A2-]与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅱ代表pc(HA-)随着pH的变化曲线
B.pH由3增大到5.3的过程中，水的电离程度逐渐减小
C.c点溶液中：c(Na+)>3c(A2-)
D.常温下随着pH增大，不变
答案　D
解析　结合图像可知，随着pH增大，溶液酸性变小，c(H2A)减小，即pc(H2A)增大，c(HA-)先增大，当溶液酸性减小到一定程度时，HA-转化为A2-，c(HA-)减小，c(A2-)增大，即pc(HA-)先减小后增大，pc(A2-)减小，故图像中曲线Ⅰ表示HA-，曲线Ⅱ表示H2A，曲线Ⅲ表示A2-，根据Ⅰ、Ⅱ交点可以求出二元弱酸的Ka1==10-0.8，根据Ⅰ、Ⅲ交点可以求出二元弱酸的Ka2==10-5.3，据此分析解答。溶质完全为Na2A时，水的电离程度最大，此时c(A2-)>c(HA-)>c(H2A)，所以pH由3增大到5.3的过程中，水的电离程度逐渐增大，故B错误；c点时，c(HA-)=c(A2-)，由电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)可得，c(Na+)=3c(A2-)+c(OH-)-c(H+)，因pH=5.3，溶液呈酸性，c(H+)>c(OH-)，故c(Na+)<3c(A2-)，故C错误；==，只与温度有关，与pH无关，故D正确。
15.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+浓度变化分别如图1、2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　由图1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，忽略水的电离，则0.01 mol·L-1Na2S溶液中=Kh1=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增大， H2S浓度减小，HS-浓度先增大后减小，S2-浓度增大，当溶液的pH=10时，以HS-为主要存在形式，由图2得知，含0.1 mol·L-1Cd2+的废液pH>7.5时，随pH增大Cd2+浓度迅速减小，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表示同时吸附乙醇和异丁烯。
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。
(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(3分)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　(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。
(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.(16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)(1分)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)(3分)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+2S22I-+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)(3分)加入KNO3、(NH4)2SO4溶液的目的是控制实验条件，其中V1=　　　　　，V4=　　　　　　，V5=　　　　　　　。
(6)(1分)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，对测定结果没有影响，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，则消耗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，则消耗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、钾离子浓度均相等，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+2S22I-+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.(15分)(2025·河北衡水模拟)我国天然气储量丰富，甲烷是重要的工业原料。
(1)CH4在催化剂作用下和CO2转化为CH3COOH的反应历程如图所示。
在合成CH3COOH的反应历程中，下列有关说法正确的是　　　　(填字母)。
A.该催化剂使反应的平衡常数增大
B.CH4→CH3COOH过程中，有C—H断裂和C—C形成
C.生成乙酸的反应原子利用率为100%
D.ΔH=E2-E1
(2)CH4与CO2的干法重整(DRM)反应可同时转化两种温室气体，并制备CO和H2，主要反应如下。
反应Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)　ΔH2
反应Ⅲ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH3
已知：反应Ⅰ和反应Ⅱ的自发进行均需高温条件。
①向密闭容器中通入3 mol CO2和1 mol CH4，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CH4、CO、H2的量随温度T的变化如图所示。900 K时，CH4的物质的量分数为　　　　，用各物质的物质的量分数表示反应Ⅲ的平衡常数Kx=　　　　。900 K后随温度升高，H2的物质的量减小的原因为　　　　。
②(3分)一定温度下，催化剂表面因积炭而造成活性中心被覆盖，孔隙被堵塞，从而导致催化剂活性下降乃至丧失。积炭现象的发生通常是由下列反应引起的：
ⅰ.CH4(g)C(s)+2H2(g)
ⅱ.2CO(g)C(s)+CO2(g)
如图为甲烷催化重整中相关反应的ΔG与温度T的关系曲线。推测600 ℃时积炭现象主要由反应　　　引起。甲烷催化重整时，积炭反应几乎不可避免，理由是　　　　。
(3)电解甲烷生产H2和炭黑是我国科学家发明的一项技术，其原理如图所示。在500 ℃时利用含O2-的熔融碳酸盐电解甲烷，反应过程实现了无水、零排放。
阴极电极反应式为　　　　　；Ni电极上产生的O2-与Ni-YSZ电极上消耗的O2-物质的量之比为　　　　　。
答案　(1)BC　(2)①　　反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅲ为放热反应，升温使反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅲ平衡逆向移动，但反应Ⅲ逆向进行的程度更大　②ⅱ　温度较低时反应ⅱ容易自发进行，温度较高时反应ⅰ容易自发进行，无论温度高低，都有积炭反应自发进行
(3)+4e-C+3O2-　3∶2
解析　(1)催化剂对化学平衡无影响，不影响反应的平衡常数，A错误；由历程图可知，CH4→CH3COOH过程中，有C—H断裂和C—C形成，B正确；生成乙酸的反应为CH4+CO2CH3COOH，该反应的原子利用率为100%，C正确；该反应的ΔH=E1-E2，D错误。(2)①开始时，向密闭容器中通入3 mol CO2和1 mol CH4，根据题图知900 K时，n(CO)=n(CO2)=1.85 mol，n(H2)=0.95 mol，根据碳元素守恒，n(CH4)=(3+1-1.85×2)mol=0.3 mol，根据氢元素守恒，n(H2O)==0.45 mol，则气体的总物质的量为(1.85+1.85+0.3+0.95+0.45) mol=5.4 mol，CH4的物质的量分数为=；反应Ⅲ的平衡常数Kx===；反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔS>0，它们的自发进行均需高温条件，则反应Ⅰ和反应Ⅱ都为吸热反应，ΔH>0，若反应Ⅲ自发，则其ΔH<0，900 K后随温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动，生成H2，反应Ⅲ平衡逆向移动，消耗H2，反应Ⅲ逆向进行的程度更大，导致H2的物质的量减小。②ΔG越小，反应越容易自发进行，600 ℃时反应ⅱ的ΔG更小，反应ⅱ更易进行，故积炭现象主要由反应ⅱ引起。(3)由题图可知该装置为电解池，Ni电极上发生还原反应生成C，则Ni电极为阴极，电极反应为+4e-C+3O2-，Ni-YSZ电极上消耗O2-的反应为CH4+2O2--4e-2H2+CO2，故Ni电极上产生的O2-与Ni-YSZ电极上消耗的O2-的物质的量之比为3∶2。
19.(11分)钪(Sc)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)(3分)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Fe元素　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Ⅰ的主要成分为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，过滤得到的滤渣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=== =。
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