2023年高考第一次模拟考试卷:化学(天津B卷)(全解全析)
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这是一份2023年高考第一次模拟考试卷:化学(天津B卷)(全解全析),共21页。试卷主要包含了选择题等内容,欢迎下载使用。
2023年高考化学第一次模拟考试B卷【天津专用】
全解全析
一、选择题:本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.我国拟定于2022年底发射“爱因斯坦”探针卫星,首次填补时域天文观测和高能天体物理研究的国际空白。X射线主探器单体结构如图,下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A.金属铍有延展性,可作主探器的射线窗
B.石英对光线全反射,可作光导材料
C.SiO2属于原子晶体,可作耐高温材料
D.NaI、CsI遇光易分解,作为闪烁体
【答案】D
【详解】A.铍窗利用了铍的延展性,将铍做成铍片,A不选;
B.石英对光线全反射,传导光的能力非常强,可作光导材料,B不选;
C.SiO2属于原子晶体,熔点很高,可作耐高温材料,C不选;
D.NaI、CsI能作为闪烁体的原因是:吸收高能粒子,闪烁体中的电子被激发跃迁后又回到基态,释放光能而发光,不涉及化学变化,即不涉及NaI、CsI的分解,D选;
答案选D。
2.下列说法正确的是
A.、、的分子间作用力依次增大
B.钠钾合金可用作原子反应堆导热剂,其熔点低于钾但高于钠
C.和的化学键类型和晶体类型相同
D.加热熔化时破坏了该物质中的离子键和共价键
【答案】C
【详解】A.分子间作用力包括范德华力和氢键,水分子间存在氢键,分子间作用力最大,故H2O、H2Se、H2S的分子间作用力依次减小,故A错误;
B.合金的熔点低于成分金属,钠钾合金常温呈液态,其熔点即低于钾,又低于钠,故B错误;
C.NaOH和 K2SO4均由离子键、极性键构成,均属于离子晶体,故C正确;
D. NaHSO4加热融化电离得到钠离子和硫酸氢根离子,破坏了离子键,故D错误;
故选:C。
3.碲化镉(CdTe)发电玻璃的发电原理是在玻璃表面涂抹一层碲化镉,使其具有光电转换功能。下列说法正确的是
A.碲元素在元素周期表中位于d区
B.原子核内中子数为128
C.与互为同位素
D.发电玻璃的发电过程是化学能转化为电能
【答案】C
【详解】A.碲为52号元素,元素在元素周期表中位于p区,A错误;
B.核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;质量数=质子数+中子数,原子核内中子数为128-52=76,B错误;
C.具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;与互为同位素,C正确;
D.发电玻璃的发电原理是在玻璃表面涂抹一层碲化镉,使其具有光电转换功能,发电玻璃的发电过程是把光能转化为电能,D错误;
故选C。
4.食品安全国家标准规定,K4[Fe(CN)6]允许作为食盐的抗结剂,最大使用量为0.01g/kg。己知K4[Fe(CN)6]的熔点70℃、沸点104.2℃,400℃以上分解:3K4[Fe(CN)6]12KCN+Fe3C+5C+3N2↑,KCN有剧毒。下列关于K4[Fe(CN)6]的推测不合理的是
A.可溶于水,溶液中离子主要存在形式为K+、[Fe(CN)6]4-
B.烹饪时不必担心食盐中的K4[Fe(CN)6]转化为剧毒物质
C.在空气中灼烧,生成K2CO3、FeO、CO2和N2
D.与稀硫酸反应可生成K2SO4、FeSO4和HCN
【答案】C
【详解】A.K4[Fe(CN)6]属于钾盐,由K+和[Fe(CN)6]4-构成,该物质可溶于水,溶液中离子主要存在形式为K+、[Fe(CN)6]4-,A正确;
B.K4[Fe(CN)6]沸点为104.2℃,在104.2℃以上即变为气体逸出,故烹饪时不必担心食盐中的K4[Fe(CN)6]转化为剧毒物质,B正确;
C.在空气中灼烧K4[Fe(CN)6],Fe(II)会被氧化为Fe(III),不会生成FeO,C错误;
D.K4[Fe(CN)6]可与稀硫酸反应可生成K2SO4、FeSO4和HCN,D正确;
故选C。
5.下列有关微粒的符号表征正确的是
A.基态的价电子排布图为
B.SO2分子的空间结构模型:
C.MgH2的电子式
D.阴离子的结构式为
【答案】B
【详解】A.基态Fe2+的价电子排布图为,A项错误;
B.SO2的价层电子对数=2+=3,故其VSEPR模型为平面三角形,SO2分子的空间结构模型为V形,B项正确;
C.MgH2是离子化合物,每个H原子得1个电子,电子式为C项错误;
D.配位键箭头指向错误,D项错误;
故选B。
6.下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.析出[Cu(NH3)4]SO4晶体
B.证明Cl2可与NaOH溶液反应
C.牺牲阳极法保护铁
D.制备Fe(OH)3胶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.胶头滴管不能伸入试管,A错误;
B.氯气溶于水也能导致烧瓶中气体的压强减小,使气球由瘪变大,故气球变大不能证明Cl2可与NaOH溶液反应,B错误;
C.装置为原电池,锌作为负极失去电子,可以保护铁电极,属于牺牲阳极的阴极保护法,C正确;
D.制备Fe(OH)3胶体是在沸水中滴加饱和氯化铁溶液继续煮沸,该操作只能得到氢氧化铁沉淀,D错误;
故选C。
7. NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L乙烯中σ键的数目为0.4 NA
B.24.5g 和的混合物中含有的O原子数为NA
C.足量Cu与10g 98%的浓硫酸共热反应,转移的电子数为0.2 NA
D.三肽C6H11N3O4中的肽键数目为0.3NA
【答案】B
【详解】A.乙烯分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则标准状况下,2.24L乙烯中σ键的数目为×5×NAmol—1=0.5NA,故A错误;
B.硫酸和磷酸的摩尔质量都为98g/mol,含有的氧原子个数都为4,则24.5g硫酸和磷酸的混合物中含有的氧原子数为×4×NAmol—1=NA,故B正确;
C.浓硫酸与铜共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,而稀硫酸与铜不反应,足量铜与10g98%的浓硫酸共热反应时,浓硫酸会变为不与铜反应的稀硫酸,则反应转移的电子数小于×2××NAmol—1=0.1NA,故C错误;
D.1mol三肽C6H11N3O4含2mol肽键,三肽C6H11N3O4物质的量为0.1mol,肽键数目为,故D错误;
故选B。
8.合成某抗癌药物的中间体结构如图,下列说法正确的是
A.分子中存在手性碳原子 B.分子中至少12个碳原子共面
C.该物质可与溶液发生显色反应 D.1mol该物质至多能与2mol NaOH反应
【答案】D
【详解】A.分子中不存在手性碳原子,A项错误;
B.该分子中含有苯环和碳碳双键,分子中所有碳原子共面,B项错误;
C.分子中不含有酚羟基,不能与溶液发生显色反应,C项错误;
D.分子中含有一个羧基和一个酯基,故1mol该物质至多能与2mol NaOH反应,D项正确;
答案选D。
9.实验室模拟工业处理含铬废水,操作及现象如图1所示,反应过程中铬元素的化合价变化如图2,已知:深蓝色溶液中生成了CrO5。下列说法不正确的是
A.0-5 s过程中,发生的氧化还原反应为:
B.实验开始至30 s溶液中发生的总反应离子方程式为:
C.30-80 s过程中,Cr元素被氧化,可能是溶液中剩余的H2O2所致
D.80 s时,在碱性条件下,溶液中含铬微粒主要为
【答案】A
【详解】A.K2Cr2O7中Cr的化合价为+6,由图2可知:5s时Cr的化合价为+6,Cr的化合价没变化,即0 ~ 5s过程中,没有发生氧化还原反应,而中元素化合价发生了变化,因此这5s内没有发生该变化,A错误;
B.实验开始至30s时,Cr元素化合价由+6价变为+3价,K2Cr2O7→CrO5→Cr3+,过量的H2O2还原K2Cr2O7生成Cr3+,H2O2被氧化生成O2,总反应离子方程式为:,B正确;
C.30 ~ 80s过程中,Cr由+3价升高为+6价,反应过程中被氧化,H2O2具有氧化性,可能是剩余的H2O2所致,C正确;
D.80s时溶液呈黄色,并且溶液呈碱性,已知2+2H++H2O,碱性条件下,反应逆向移动,生成,所以80 s时溶液中含铬微粒主要是,D正确;
故合理选项是A。
10.常温下,将0.01mol∙L-1盐酸逐滴加入10mL0.01mol∙L-1NaA溶液中。滴加过程中,A-、HA的物质的量分数(δ)随pH变化的关系如图1所示,pH随加入盐酸体积的变化如图2所示。下列说法正确的是
A.当pH=7时,溶液中c(Cl-)=c(HA)
B.水解平衡常数Kh(NaA)=10-9.5
C.b点对应溶液中:c(A-)>c(Cl-)>c(OH-)
D.c点对应溶液中:c(A-)+c(HA)= 0.01mol∙L-1
【答案】A
【详解】A.依据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)= c(A-)+c(Cl-)+c(OH-),依据物料守恒得c(Na+)=c(A-)+c(HA),从而得出c(HA) +c(H+)= c(Cl-)+c(OH-),当pH=7时,c(H+)=c(OH-),溶液中c(Cl-)=c(HA),A正确;
B.a点时,c(A-)=c(HA ),pH=9.5,c(OH-)=10-4.5,水解平衡常数Kh(NaA)== c(OH-)=10-4.5,B不正确;
C.b点对应溶液中:反应刚结束时,c(NaCl)=c(HA)=c(NaA),此时溶液的pH=10,则表明反应后溶液中主要发生A-水解,所以c(Cl-)>c(A-)>c(OH-),C不正确;
D.c点对应溶液中:NaA与HCl刚好完全反应,生成HA和NaCl,反应后的溶液中,HA发生电离,依据物料守恒,c(A-)+c(HA)= c(Na+)= 0.005mol∙L-1,D不正确;
故选A。
11.一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法正确的是
A.电极a与电源的负极相连,电极b为阳极
B.隔膜为阴离子交换膜,从电解池的左室通过隔膜向右室迁移
C.反应器I中发生的反应为
D.该装置的总反应为,气体N是氧气
【答案】C
【分析】根据装置图可知,电极a上发生[Fe(CN)6]4-→[Fe(CN)6]3-,铁元素的化合价由+2价升高为+3价,根据电解原理,该电极为阳极,则电极b为阴极,据此分析;
【详解】A.由图可知,电极a的电极反应为[Fe(CN)6]4--e-→[Fe(CN)6]3-,则电极a为阳极,与电源的正极相连,电极b为阴极,故A错误;
B.根据装置图可知,电极b的电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH-,根据电解原理可知,阴离子向阳极移动,即OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移,隔膜为阴离子交换膜,故B错误;
C.反应器Ⅰ中发生的反应为,故C正确;
D.根据上述分析以及本装置的作用可知,该装置的总反应为,气体N是氢气,故D错误;
答案为C。
12.W、X、Y、Z为短周期非金属元素,分布于三个不同的周期,且原子序数依次增大。已知X元素与Y元素为同周期,这四种元素在溶液中会形成一种离子,结构如图所示,下列说法不正确的是
A.W—Y键比W—X键更稳定
B.比较元素的电负性:X<Y
C.该离子中的Z元素的核外电子空间轨道具有9种不同的能量
D.X元素的氧化物的水化物的酸性可能大于Z元素的氧化物的水化物的酸性
【答案】C
【详解】W、X、Y、Z为短周期非金属元素,分布于三个不同的周期,且原子序数依次增大。已知X元素与Y元素为同一周期,这四种元素在溶液中会形成一种离子,结合价键情况可知W为H、X为C、Y为O、Z为Cl。
A.Y的非金属性强于X,H—O键比H—C键更稳定,选项A正确;
B.元素非金属性越强电负性越大,故电负性:C<O,选项B正确;
C.该离子中的Z元素的电子排布式为1s22s22p63s23p5,核外电子空间轨道具有17种不同的能量,选项C不正确;
D.X元素的氧化物的水化物的酸性可能大于Z元素的氧化物的水化物的酸性,选项D正确;
答案选C。
二、 非选择题:本题共4小题,共64分。
13.(15分)铁、铜和镁是生命必需的元素,也是人类使用广泛的金属,铁和铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。回答下列问题:
(1)某元素X与铜同周期,基态X原子是该周期基态原子中未成对电子最多的,其原子结构示意图为_______。
(2)Fe2+变为基态铁原子时所得的电子填充到_______能级。
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸(CH3COOH),而自身还原成Cu2O。1个乙酸分子中共平面的原子最多为_______个。图所示的Cu2O晶胞中,铜周围紧邻且等距的氧有_______个,已知其晶胞密度为bg/cm3,则该晶胞棱长为_______pm(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(4)叶绿素的结构示意如图所示。
①该结构中包含的作用力有_______(用字母填空)。
a.离子键 b.σ键 c.π键 d.分子间作用力
②其中碳原子的杂化类型为_______,碳、氮、氧三种元素的电负性由大到小的顺序是_______。元素As与N同族预测As的简单氢化物的VSEPR模型为_______,其键角_______109º28´(填“大于”、“小于”或“等于”)原因是_______。
【答案】(1)
(2)4s
(3) 6 2 ×1010
(4) bc sp2、sp3 O>N>C 四面体形 小于 AsH3含有一对孤对电子,孤对电子对成键电子对的排斥作用较大
【解析】(1)
某元素X与铜同周期即为第四周期,基态X原子是该周期基态原子中未成对电子最多的,该元素为Cr,其原子结构示意图为,故答案为:;
(2)
已知Fe2+的基态离子的价层电子排布为3d6,Fe基态原子的价层电子排布为:3d64s2,故Fe2+变为基态铁原子时所得的电子填充到4s能级,故答案为:4s;
(3)
新制备的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸(CH3COOH),而自身还原成Cu2O,1个乙酸分子中羧基上4个原子均能共平面,甲基上最多有2个原子与羧基共平面,故共平面的原子最多为6个,由Cu2O晶胞图所示信息可知,1个晶胞中含有黑球4个,白球为=2个,故黑球代表Cu+,白球代表O2-,则可知铜周围紧邻且等距的氧有2个,则一个晶胞的质量为:,已知其晶胞密度为bg/cm3,一个晶胞的体积为:,则该晶胞棱长为cm=×1010pm,故答案为:6;2;×1010pm;
(4)
①该结构中未含阴阳离子,则不含离子键,已知单键均为σ键,双键为一个σ键,一个π键,故分子中含σ键和π键,分子间作用力存在于分子之间,微粒内部不存在,故答案为:bc;
②其中形成双键的碳原子采用sp2杂化,不含双键的碳原子采用sp3杂化,故碳原子的杂化类型为sp2、sp3,碳、氮、氧三种元素为同一周期元素,同一周期从左往右电负性依次增大,故三者的电负性由大到小的顺序是O>N>C,元素As与N同族预测As的简单氢化物的化学式为AsH3,分子中中心原子As周围的价层电子对数为:3+=4,根据价层电子对互斥理论可知,其VSEPR模型为四面体形,由于AsH3含有一对孤对电子,孤对电子对成键电子对的排斥作用较大,则其键角小于109º28´,故答案为:sp2、sp3;O>N>C;四面体形;小于;AsH3含有一对孤对电子,孤对电子对成键电子对的排斥作用较大。
14.(18分)高聚物G是一种合成纤维,由A与E为原料制备J和G的一种合成路线如下:
已知:①酯能被还原为醇
②
回答下列问题:
(1)A的结构简式为_______。
(2)H的名称是_______,J中含有的官能团名称为过氧键和_______。
(3)B生成C和D生成H反应类型分别为_______、_______。
(4)写出的化学方程式:_______。
(5)芳香化合物M是C的同分异构体,符合下列要求的M有_______种(不考虑立体异构)
①与碳酸钠溶液反应产生气体 ②只有1种官能团 ③苯环上有2个取代基;
其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比的结构简式为_______。
(6)参照上述合成路线,写出用为原料制备化合物的合成路线(其他无机试剂任选)。_______
【答案】(1)
(2) 邻苯二甲醛 醚键
(3) 取代反应 氧化反应
(4)
(5) 12
(6)。
【分析】A分子式为C8H10,A被氧化为邻苯二甲酸,逆推可知A是;邻苯二甲酸和甲醇反应酯化反应生成C,C是,C被还原为醇,D是;和H2O2反应生成I,I和甲醇反应生成J,由J的结构简式逆推,可知I是;和己二酸发生缩聚反应生成G,G是;
【详解】(1)A分子式为C8H10,A被氧化为邻苯二甲酸,逆推可知A是;
(2)根据H的结构简式,可知H的名称是邻苯二甲醛,J中含有的官能团名称为过氧键和醚键;
(3)B生成C是邻苯二甲酸和甲醇发生酯化反应生成,反应类型是取代反应; D生成H是中的羟基被氧化为醛基,反应类型为氧化反应;
(4)和己二酸发生缩聚反应生成和水;反应的化学方程式为
(5)与碳酸钠溶液反应产生气体,说明含有羧基, ②只有1种官能团 ③苯环上有2个取代基,若2个取代基为-CH2COOH、-CH2COOH,有3种结构;若2个取代基为-CH2CH2COOH、-COOH,有3种结构;若2个取代基为-CH(COOH)2、-CH3,有3种结构;若2个取代基为-CH(CH3)COOH、-COOH,有3种结构;共12种。
其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比,说明结构对称,结构简式为。
(6)氧化为,和H2O2反应生成,在浓硫酸作用下发生反应生成,合成路线为。
15.(17分)氢化铝锂()以其优良的还原性广泛应用于医药、农药、香料、染料等行业,实验室按如图流程、装置开展了制备实验(夹持、尾气处理装置已省略)。
已知:①
物质
苯
乙醚
易溶
可溶
难溶
可溶
LiH
微溶
LiCl
难溶
②LiH、在潮湿的空气中都会发生剧烈水解。
③乙醚易燃,一般不与金属单质反应,沸点34.5℃。
请回答:
(1)仪器a的名称是_______;装置b的作用是_______。
(2)乙醚中的少量水分也会对的制备产生严重的影响,以下试剂或操作可有效降低市售乙醚(含水体积分数0.2%)含水量的是_______。
A.分液 B.钠 C.五氧化二磷 D.通入乙烯
(3)滤渣A的主要成分是_______。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.为提高过滤出滤渣A的速度,可先加水让滤纸紧贴漏斗内壁
B.为提高合成的速率,可将反应温度提高至40℃
C.操作B可在蒸发皿中进行
D.能溶于乙醚与配位键有关
(5)从下列选项中选择属于一系列操作C的最佳操作,并排序_______。
a.将操作B剩余液体置于蒸馏烧瓶中
b.将操作B后剩余液体倒入漏斗中过滤
c.用余热蒸干苯
d.开冷凝水、加热
e.将固体放入苯液中进行搅拌、浸泡和反复清洗、过滤
f.转移固体至烧瓶中真空脱苯
g.转移固体至表面皿中低温加热干燥脱
(6)(不含LiH)纯度可采用如下方法测定(装置如图所示):25℃,常压下,准确称取产品xg,记录量气管B起始体积读数,在分液漏斗中准确加入过量的四氢呋喃(可减缓与H2O的反应速率)、水混合液10.0ml,打开旋塞至滴加完所有液体,立即关闭旋塞,调整量气管B读数,则的质量分数为_______(用含x、、的代数式表达)。
注:量气管B由碱式滴定管改装;25℃,常压下气体摩尔体积约为24.5L/mol。
【答案】(1) 恒压滴液漏斗(或滴液漏斗也可) 吸收装置内的水分,并避免外界水分进入,保持装置内干燥
(2)BC
(3)LiCl
(4)ABC
(5)bef
(6)×100%
【分析】AlCl3乙醚溶液和LiH乙醚溶液放于三颈烧瓶中在28℃时搅拌发生反应生成和难溶于乙醚的LiCl,经过滤后得到LiCl,即滤渣A;得到的滤液加入苯液,提取难溶于苯的,由于苯的沸点是80.1℃,乙醚的沸点是34.5℃,经过蒸馏的操作,将乙醚分离,得到苯和的混合物,经过一系列操作C得到粗产品。
【详解】(1)仪器a的名称是恒压滴液漏斗,仪器b是干燥管,作用是是吸收装置内的水分,并避免外界水分进入,保持装置内干燥;
(2)乙醚中的少量水分也会对的制备产生严重的影响,以下试剂或操作可有效降低市售乙醚(含水体积分数0.2%)含水量的是:
A.乙醚微溶于水中,不可用分液分离,A项不符合;
B.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,可以使水和乙醚分离,B项符合;
C.五氧化二磷是酸性干燥剂,可吸收水分,C项符合;
D.乙烯在催化剂条件才能与水反应,并引入杂质,D项不符合;
故答案选BC。
(3)AlCl3乙醚溶液和LiH乙醚溶液放于三颈烧瓶中在28℃时搅拌发生反应生成和难溶于乙醚的LiCl,经过滤后得到LiCl,即滤渣A,故答案是LiCl;
(4)综合考查实验操作和其他知识点,分析如下:
A.LiH、在潮湿的空气中都会发生剧烈水解,装置内不宜用水,A项错误;
B.乙醚沸点是34.5℃,将反应温度提高至40℃,乙醚会蒸发,不利AlCl3和LiH的溶解接触,反应会变慢,B项错误;
C.操作B是蒸馏,分离苯和乙醚,没有使用蒸发皿,C项;
D.中铝原子有一个空轨道,乙醚中的氧原子占据空轨道形成配位键,故氯化铝能溶于乙醚与配位键有关,D项正确;
故答案选ABC。
(5)流程中过滤后的滤液含苯和的混合物,两者互不相溶,可通过过滤的方法分离,并通过一些方法除去苯,分析题中操作如下,分析在括号内:
a.将操作B剩余液体置于蒸馏烧瓶中(剩余液是苯和的混合物,通过过滤的方法分离,该操作不选)
b.将操作B后剩余液体倒入漏斗中过滤(正确,通过滤的方法分离苯和的混合物,属于第一步操作)
c.用余热蒸干苯(综合所有步骤分析,该操作不属于最佳操作)
d.开冷凝水、加热(在潮湿的空气中都会发生剧烈水解,不宜用水,该选项不选)
e.将固体放入苯液中进行搅拌、浸泡和反复清洗、过滤(可溶解表面的苯,属于操作的第二步)
f.转移固体至烧瓶中真空脱苯(综合分析,此项除去苯最佳,属于第三步操作)
g.转移固体至表面皿中低温加热干燥脱(综合分析,会接触空气中的水蒸气,不属于最佳操作)
综上分析,从下列选项中选择属于一系列操作C的最佳操作,并排序应是bef;
故答案是bef;
(6)与水发生水解反应生成氢氧化铝、氢氧化锂和氢气,方程式是+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑,通过收集氢气的体积进行纯度的计算。根据题意,注意加入的10mL的体积也占据装置内空间,且量气筒的0刻度在最上面,故收集氢气的体积是(V1-10-V2)mL,根据25℃,常压下气体摩尔体积约为24.5L/mol,n=,则氢气的物质的量是,根据方程式反应的系数比,则的质量分数为=×100%=×100%,故答案是×100%;
16.(14分)氮氧化物的排放对环境造成很大的污染,研究氮氧化物的转化机理对我们制定保护环境的策略有着重大意义。某科研团队在进行低温下消除氮氧化物的机理研究时,发现NO在转化过程中存在以下核心历程:
① 快反应
② 慢反应
③ 慢反应
进一步研究发现,在温度低于300℃,氮氧化物的含量介于某一浓度区间时,对于基元反应②、③而言,反应速率,模型如图所示:
(1)当反应温度为2.4K时,反应最终产物中,若使最终反应产物中,则温度T应该_______(填“大于”或“小于”)-270.6℃。
(2)工业上对于电厂烟气中的氨氧化物进行脱硝处理时,通常采用以下反应原理:;,当温度为373℃,压强为情况下,在1L密闭的容器中,通入1mol、1molNO、0.625mol达到平衡后测定NO转化率为75%,体系中,此时容器中压强_______,此时转化率为_______。
(3)101kPa条件下,不同温度,在密闭容器中发生反应 随着投料比不同,NO转化率变化图象如图所示,NO转化率降低的原因可能是_______。
(4)科学家想利用甲烷和氨氧化物设计一款电池,既能提高能源利用率,又能摆脱氮氧化物的污染,反应原理: ,酸性介质下,该电池正极的电极反应式为_______。
【答案】(1)大于
(2) 1.08(或1.1) 85%
(3)(或有副反应发生)
(4)
【详解】(1)根据题意,发生的是平行反应,相同时间内,,由和的数学表达式可知,温度越高,比值越大,温度应大于2.4K,即大于-270.6℃,故填大于;
(2)设两个反应的氨气的变化量分别为、,可列三段式:
平衡后测定NO转化率为75%,则平衡体系中;
平衡体系中;
解得,;
平衡后总的气体物质的量为,其中,,,,则2.8375mol;
,氨气的转化量为,则氨气的转化率为,故填1.08(或1.1);85%;
(3)如图,随着氨气量的增加, NO 转化率降低,其可能原因是有副反应发生,故填或有副反应发生;
(4)正极发生还原反应,根据总反应,对应的是 NO 在正极上放电:,故填;
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