湖北省華中師大附中2023屆高三模擬考試化學試題

注意事項:

1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號

涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，

將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。

3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。

可能用到的相對原子質量：H1C12N14O16Na23Mg24S32Cl

35.5K39Fe561127Mn55V51Co59

一、選擇題：本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選

項中，只有一項符合題目要求。

1.2022年足球世界杯處處體現(xiàn)“化學元素”，下列有關描述正確的是

A.局部麻醉劑氯乙烷(C2H5CI)有2種同分異構體

B.“定位泡沫”丁烷可以發(fā)生取代反應和氧化反應

C.人造草坪中的聚乙烯和丙烯互為同系物

得

【答案】B

【解析】

【詳解】A.氯乙烷(C2H5。)不存在同分異構體，A錯誤；

B.丁烷可發(fā)生取代反應也可發(fā)生氧化反應，B正確；

C.聚乙烯為高分子化合物，無雙鍵，丙烯含雙鍵，不能互稱同系物，C錯誤;

過縮聚反應制得，D錯誤；

故選Bo

2.明朝“藥圣”李時珍《本草綱目?石三?綠磯》描述：“綠磯，晉地、河內(nèi)、西安、沙州皆出

產(chǎn)，狀如焰硝。其中深青瑩凈者，為青磯；煨過變赤，則為絳磯下列說法正確是

A.青研成分是KAI(SOJ2-12H20B.絳機可用作涂料及油漆

C.“爆過變赤”是因為產(chǎn)物為Fe(0H)3D.“煨過變赤”過程產(chǎn)生CO2氣體

【答案】B

【解析】

【詳解】A.青帆即綠磯，成分為FeSO「7H2。，A錯誤；

B.FeSO「7H2。煨燒分解的化學方程式是

煨燒

2FeSO4-7H2O^=Fe2O3+SO2T+SO3T+14H,O,所以絳機為Feq?,可用作涂料

及油漆，B正確；

C.根據(jù)反應“煨過變赤”是生成FezO、，C錯誤；

D.根據(jù)反應可知煨燒過程產(chǎn)生SO2和S。,，D錯誤:

故選B。

3.下列過程與所述化學知識有關聯(lián)的是

選項過程知識

A用氫氟酸制作雕花玻璃SiO2是酸性氧化物

B電解NaCl-KCl-AlCh熔融鹽制鋁熔融的AlCh易電離

C栽培韭菜施加草木灰草木灰中含K2cO3等

D湖南向北京運輸水果的車廂使用聚苯乙烯材料聚苯乙烯有催熟作用

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】

【詳解】A.用氫氟酸制作雕花玻璃，是因為Si。？能與氫氟酸發(fā)生反應，與是否是酸性氧化

物無關，A錯誤；

B.熔融的AlCh不發(fā)生電離，B錯誤；

C.草木灰主要成分為碳酸鉀，屬于鉀肥，栽培韭菜施加草木灰，可使韭菜長的濃綠粗

壯，c正確；

D.聚苯乙烯材料有保溫隔熱的作用，湖南向北方運輸水果的車廂使用聚苯乙烯材料可保

持車廂溫度恒定，D錯誤；

故選Co

4.藥物本維莫德可用于局部治療成人穩(wěn)定性尋常型銀屑病，其結構簡式如圖所示。下列關

于該化合物說法正確的是

0H

0H

A.分子中共平面的碳原子最多有16個

B.該有機物能發(fā)生消去反應

C.Imol該有機物最多能與6molH2發(fā)生反應

D.苯環(huán)上的一氯取代物有5種

【答案】A

【解析】

OH...

【詳解】A.，“一”中三個碳原子最多有2個與苯環(huán)中的碳原子在

同一平面內(nèi)，所以可能共平面的碳原子最多有16個，A正確；

B.該有機物不能發(fā)生消去反應，B錯誤；

C.Imol該有機物最多能與7moiH?發(fā)生反應，C錯誤；

OH

F1

D.分子中（如圖），苯環(huán)1有三種等效氫，苯環(huán)2有1種等效氫，所以

Ci0r'■；"、OH

?

苯環(huán)上的一氯取代物有4種，D錯誤；

故選A

5.短周期元素X、Y、Z、M、N、W原子序數(shù)依次遞增，六種元素形成的一種化合物結構

如圖所示，其中元素Z最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的3倍。下列說法正確的是

WW

\/7

x—ZXIIZ—X

Z-Z-

M+M+

A.最高價氧化物對應水化物的酸性W>Y>N

B.元素Z與其他五種元素均可形成2種及以上化合物

C.簡單離子半徑Z>M>W

D.元素X與其他五種元素均可形成共價化合物

【答案】B

【解析】

【分析】元素Z最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的3倍，Z為0,根據(jù)分子中各原子成鍵情況

及短周期元素X、Y、Z、M、N、W原子序數(shù)依次遞增，可推知六種元素分別為H、C、

0、Na、P、CL

【詳解】A.最高價氧化物對應水化物酸性HCK)4>H3Po4>H2co3,A錯誤；

B.0與其他元素均可形成2種及以上化合物，B正確；

C.簡單離子半徑C「>C)2-〉Na+，C錯誤；

D.H與Na形成離子化合物NaH,D錯誤；

故選B?

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【解析】

【詳解】A.分液時分液漏斗下端應貼緊燒杯內(nèi)壁，A錯誤；

B.測定中和熱裝置，B正確；

C.混合濃硫酸和乙醇時，應將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁緩緩倒入乙醇中，并不斷攪拌，C錯誤；

D.分離苯和水的混合物應該用分液操作，D錯誤；

故選Bo

7.我國科學家利用電催化實現(xiàn)了醇到醛的高選擇性轉化，其轉化關系如圖所示。下列說法

錯誤的是

..——.JMB

HCH4>HKCHOH

?CI\

OH\，HOH

If\

ftCOOHNiORCHO

\onl]J

RC（OHh>IRCKOHh

NiCkOH）,

H-OH

A.ImolRCH2OH完全轉化為RCOOH轉移4mol電子

B-RCH2OHfRCHOH時NiO（OH）被還原

C.RCHOfRCH（OH%發(fā)生取代反應

D.要實現(xiàn)醇到醛高選擇性轉化，需控制條件，防止RCHOfRCH（OH）2反應的發(fā)生

【答案】C

【解析】

【詳解】A.有機反應中加氧去氫為氧化反應，每加ImolO原子或失去2moiH原子，失

去2mol電子，ImolRCH2OH完全轉化為RCOOH,失去2molH原子又加Imol0原子

（或者—CH20H中C原子化合價為-1價，-COOH中C原子化合價為+3價，Imol

RCH?OH完全轉化為RCOOH）,共失去4moi電子，A正確；

B.RCF^OH—RCHOH時NiO9H）中的鎮(zhèn)由+3價變?yōu)镹iO中+2價，被還原，B正

確；

C.RCHOTRCH（OH）2發(fā)生加成反應，C錯誤；

D.從反應流程可看出，當RCH20H經(jīng)過兩步反應生成RCHO后，RCHO會繼續(xù)轉化為

RCH（OH）2,直至生成RCOOH,所以要實現(xiàn)醇到醛高選擇性轉化，需防止醛的繼續(xù)反

應，需控制條件，防止RCHO-RCH（OH）2反應的發(fā)生，D正確；

故選C。

8.氮化硼的晶體結構與金剛石（晶胞結構如圖所示）相似。下列說法錯誤的是

A.BN晶體中存在配位鍵

B.兩種晶體中所有原子的雜化方式均為sp'

C.金剛石晶體中每個C原子被12個6元環(huán)共用

D.Imol金剛石晶體與ImolBN晶體均含有2mol共價鍵

【答案】D

【解析】

【詳解】A.B原子的最外層有3個電子，BN晶體中B原子成四個共價鍵，故存在配位鍵,

A項正確；

B.兩種晶體中所有原子的價電子對都是4,都是為sp3雜化，B項正確；

C.金剛石晶體中每個C原子被12個6元環(huán)共用，C項正確；

D.ImolBN晶體含有4moi共價鍵，D項錯誤；

故選D。

9.某實驗小組為模擬汽車尾氣(含燒類、CO、NO等物質)無毒化處理，在絕熱的剛性容器

ft

中充入而018和1111030發(fā)生反應2(20伍)+2?40僅)=N2(g)+2CO2(g)

AH<0,已知容器內(nèi)起始壓強為pkPa,一段時間后達到平衡測得容器內(nèi)壓強為0.8pkPa,

下列說法正確的是

A.向容器內(nèi)再充入ImolCO和ImolNO,該反應的平衡常數(shù)不變

B.向容器內(nèi)充入He,使容器內(nèi)壓強增大，可提高該反應的速率

C.若用Ci'O參加反應，一段時間后那?？赡艽嬖谟贑O、NO.CO2中

D.平衡時，NO的轉化率為80%

【答案】C

【解析】

【詳解】A.向容器內(nèi)再充入ImolCO和ImolNO,平衡向正向移動，容器內(nèi)溫度升高，

該反應正向放熱，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，A錯誤；

B.向容器內(nèi)充He,使容器內(nèi)壓強增大，反應物和生成物的濃度不變，不影響該反應的反

應速率，B錯誤；

c.CC)2中兩條C=O雙鍵完全相同，逆向反應提供O原子機會相同，NO和CO中也可能

存在18。，C正確；

D.反應過程中溫度不斷變化，壓強之比不等于物質的量之比，無法求得NO具體的轉化

率，D錯誤；

故答案為：C?

10.生態(tài)環(huán)保部指出：近地面臭氧濃度超標已成為現(xiàn)階段夏季主要大氣污染物，近地面臭

氧產(chǎn)生和吸收機理如圖所示。設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

A.22.4L。2和。3的混合物含質子數(shù)為16NA

B.每產(chǎn)生1molO3需要NO2分子數(shù)為3NA

C.反應③中有48gO3完全反應，轉移電子數(shù)為2NA

D.標準狀況下NO和02各22.4L混合充分反應后，分子總數(shù)為1.5心

【答案】C

【解析】

【詳解】A.未說明是否為標準狀況，無法確定混合物中各物質的物質的量，質子總數(shù)無

法求出，A錯誤；

B.根據(jù)反應①和②，產(chǎn)生ImolO3需要ImolNO?提供ImolO原子和空氣中氧氣分子結

合，B錯誤；

C.根據(jù)反應③，。3反應時只有一個氧原子被還原，所以有48gO3完全反應，轉移電子

數(shù)為2NA，C正確；

D.因存在反應2NC）2；N2O4,最終分子總數(shù)小于1.5NA，D錯誤；

故選：Co

11.一定溫度下，向容器相同的恒容密閉容器中充入ImolM和W的混合物氣體和4mol

N,發(fā)生如下反應

反應I.M（g）+N（g）-P（g）+Q（g）AH,<0

反應H.M（g）+3N（g）+W（g）.-P（g）+Q（g）AH2<0

n（M）

實驗測得起始沖入的一品與M和W的平衡轉化率的關系如圖所示。下列說法正確的是

n（W

otMMI

W)

n（M）

A.曲線L1表示起始沖入的一島與M的平衡轉化率的關系

n（W）

B.x＞l

c.若M和w的轉化率均處于b點狀態(tài)時，反應I和n均存在v正＞丫逆

D.若縮小容器的容積，達到新平衡后P的體積分數(shù)與原平衡相等L?上

【答案】B

【解析】

〃（M）

【詳解】A.w只是n的反應物，一舄增大，w的平衡轉化率增大，L表示起始沖入

〃（M）

的Tu（與W的平衡轉化率的關系，A項錯誤；

〃（W）

B.根據(jù)2個反應方程式可知，當x=l時，即M和W等物質的量，M的平衡轉化率大于

W,當x＞l時，M的平衡轉化率才可能等于W,B項正確；

C.對于反應I：u正＜丫逆，對于反應H：丫正＞丫逆，C項錯誤；

D.縮小容器體積，反應II正向進行，M減小，Q增多，反應I逆向進行，P的體積分數(shù)改

變，D項錯誤；

故選Bo

12.用黃鐵礦為原料制硫酸產(chǎn)生的硫酸渣（含F(xiàn)ezO、、SiO?、A12O3,MgO等）提取鐵紅

（FjOj的過程如圖所示。下列有關離子反應方程式判斷和書寫錯誤的是

Hs

2LFeSz粉濾渣A①NaOH②空氣

T

硫酸渣f酸還原過濾氧化過濾f濾液B

鐵紅T研磨J烘干以。

+3+

A.酸溶過程中Fe2O3溶解的離子反應方程式為Fe2O3+6H=2Fe+3H2O

B.濾渣A溶解于NaOH溶液的離子方程式為Si。？+2OFT=SiO:+H2O

C.“還原”過程產(chǎn)物之一為H2so4,發(fā)生的離子反應方程式為

3+2++

FeS2+16Fe+9H2O=17Fe+2S0f+18H

D.“氧化”過程發(fā)生的離子反應方程式為4Fe?++O2+2也0+80田=4Fe(OH)3J

【答案】C

【解析】

【分析】硫酸渣中含F(xiàn)ezCh、SiCh、AI2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不與酸反應的

SiO2,加入FeS2將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,再加氫氧化鈉和空氣，調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe?+

沉淀，而Mg2+,AP+都不沉淀，最后洗滌、烘干、研磨使氫氧化鐵分解生成氧化鐵，從而得

到鐵紅。

【詳解】A.酸溶過程中FeO溶解的離子反應方程式為Fe2O3+6H*=2Fe3++3H2。，A正

確；

B.濾渣A為SiO?,溶解于NaOH溶液的離子方程式為SiO2+2OH=SiO；+H2。，B正

確；

C.“還原”過程產(chǎn)物之一為H2so仆發(fā)生的離子反應方程式為

3+2++

FeS2+14Fe+8H2O=15Fe+2SO^+16H,C錯誤；

D.“氧化”過程發(fā)生的離子反應方程式為4Fe2++O2+2H2O+8OH-HFe(OH)3J,D正

確。

故選Co

13.我國科研團隊研制的一種新型二次電池能量密度高、持續(xù)時間長，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋰

離子電池，其示意圖如圖所示。該電池充電時，P琮嵌入CFR電極。下列說法正確的是

---[=^-0----

C?PF6阻膜Al-Li合金

+

LiLi2s。4的

碳酸二甲酯溶液

P培

//

A.放電時，負極的電極反應式為PR-e-=PR

B.放電時，內(nèi)電路的電流方向為Al-Li合金一C“P耳

C.充電時，導線中流過2moiel理論上陽極質量增加14g

D.充電或放電時，均存在上的電勢低于Al-Li合金上的電勢

【答案】B

【解析】

【詳解】A.放電時，電極為正極，Al-Li合金電極為負極，負極的電極反應方程式

為Li—e-=Li,，A項錯誤；

B.放電時，在內(nèi)電路，電流由負極(Al-Li合金)流向正極(CnPR),B項正確；

C.充電時，導線中流過2moie：理論上陰極生成2moiLi單質，質量增加14g,C項錯

誤；

D.放電時，C.PR電極為正極，充電時，C“PR電極為陽極，所以CnPR電極上的電勢

高于Al-Li合金電極上的電勢，D項錯誤；

故選：Bo

14.碑酸(H'AsOd)為三元弱酸，室溫下向O.lmol/L的HQsO4溶液中滴加NaOH溶液，

溶液中各微粒的物質的量分數(shù)B(X)隨pH的變化如圖所示。

/、c(X)

已知(X)―c(H3AsO4)+c(H2AsO；)+c(HAsO^)+c(AsO^)，下列敘述上確的是

A.反應AsO：+H20-HAsOf+OH"的平衡常數(shù)值為IO-2.2

B.室溫下，HAsO；離子的電離程度強于水解程度

C.向VLO.lmol/LNaH2AsO4溶液中滴加0.05mol/LNaOH溶液至pH=7時，消耗NaOH

溶液體積大于VL

D.圖中pH為4.7和9.8時均有

c（H*）+C（H3ASO4）=2c（AsO；）+c（HAsOj）+c（0FT）

【答案】C

【解析】

c（AsO；）c（H+）/、.、

【詳解】A.由圖像可得Ka3=-^他言不'，PH=11.3時c（AsO；）=c（HAsOj）,

此時Ka3=c（H+）=10』3,反應ASO：-+H2。.HAsO；-+OH-的平衡常數(shù)

14

Kh=Kw/（3=10-/10-U3=10々7,A錯誤；

B.當6（HAsOj）=l時，溶液pH=9.8呈堿性，所以HAsO：離子的水解程度強于電離程

度，B錯誤；

C.根據(jù)圖像，當溶液pH=6.8時，溶液中c（H2AsOn=c（HAsOj），向VL0」mol/L的

NaH2AsO4溶液中滴加等體積0.05mol/L的NaOH溶液的時刻，生成的HAsO；與剩余的

HzAsO；物質的量相等，由于前者水解程度小于后者的電離程度（4,2>KJKQ,此時

溶液顯酸性，若要使pH=7,需繼續(xù)滴加NaOH溶液，所以消耗NaOH溶液體積大于VL,

C正確；

D.在pH為4.7和9.8時均有電荷守恒關系式：

c（H+）+c（Na+）=3c（AsO『）+2c（HAsOj）+c（H2AS0；）+c（0H"）,但兩點的物料

守恒（也叫元素守恒）式不同，pH為4.7時有c（Na+）=c（AsO：）

+c（HAsO^）+c（H2ASO；）+C（H3ASO4）,電荷守恒式和物料守恒式作差可得：

+

c（H）+c（H3AsO4）=2c（AsO：-）+c（HAsOj）+c（OH-）,pH為9.8時有物料守恒式

+

c（Na）=2c（AsO：）+24HAsO：）+2c（H2ASO；）+2c（H,AsO4）,電荷守恒式和物

+

料守恒式作差可得：c（H）+2C（H3ASO4）+C（H2ASO；）=C（ASO：）+《OfT）,D錯

誤；

故選C。

二、非選擇題：本題共4小題，共58分

15.取一定量加碘食鹽（可能含KK）3、KhFe3+等），加蒸鐳水溶解，分成幾份對加碘食鹽

的組成進行實驗測定。（已知酸性條件下KK）3能氧化廠，堿性或中性條件下KI。,不能氧

化「）

實驗現(xiàn)象

I.取一份溶液，滴加少量稀硫酸酸化，加入加入足量KI固體，溶液顯淡黃色，加入

足量KI固體，加入適量CC，振蕩，靜置CC14振蕩靜置后下層溶液顯紫紅色

II.另取一份溶液滴加KSCN溶液溶液顯紅色

II[.另取一份溶液滴加淀粉溶液，并滴加少量

溶液不變色

稀硫酸

（1）配制一定質量分數(shù)的加碘鹽溶液的下列操作正確的是.

（2）實驗I中發(fā)生的離子反應方程式為,實驗n中紅色物質的化學名稱為

（3）實驗HI中溶液不變色，說明加碘食鹽（填'‘含”或"不含”）KI。

（4）有同學認為該加碘鹽中可能含F(xiàn)e?+，設計實驗方案檢驗否含F(xiàn)e?+。

（5）加碘鹽中若含KL在潮濕空氣中易引起碘的損失，為提高其穩(wěn)定性，可加適量穩(wěn)定

劑，以減少碘的損失，下列物質可以作為穩(wěn)定劑的是o

A.CaCl2B.FeCl,C.Na2S2O3D.

NaNO2

（6）為測定加碘鹽中KIO3的含量，實驗小組稱取xg加碘鹽，加蒸儲水溶解，滴加適量

稀鹽酸和幾滴淀粉溶液，并加入足量KI固體，充分反應后，用amol/L的Na2s2。3標準溶

液進行滴定，消耗VmL標準溶液，則加碘鹽中KIO3含量為mg/kgo（列出計算表

達式，己知2s2。：+U=$4。；-+2「，忽略測定過程中微量Fe3+的干擾）

（7）有同學認為可以直接用Na2s溶液檢測10；的存在，并根據(jù)反應溶液藍色出現(xiàn)的時

間來衡量反應速率，實驗記錄如下：

含淀粉和稀鹽酸的加0.01mol/L的Na2so3加水體積實驗溫出現(xiàn)藍色

碘鹽溶液/mL溶液/mL/mL度J"C時間/s

實驗

1552525

1

實驗

15V\3025

2

實驗155V20

3

設計該實驗的目的是。

+3+2+

【答案】(l)d(2)d.IO；+5r+6H=3I2+3H2O,2Fe+2E=2Fe+12

②.硫氟酸鐵(或硫氟化鐵)

(3)不含(4)取少量加碘鹽溶液于試管中，滴加幾滴K3[Fe(CN1]溶液，產(chǎn)生藍色

沉淀，則證明含F(xiàn)e?+，不產(chǎn)生藍色沉淀，則無Fe?+(其他合理答案也可)(5)C

，八107aV

(6)------xlO3

3x

(7)探究溫度、Na2s。3溶液濃度對檢測IO；時反應速率的影響

【解析】

【分析】實驗I.取一份溶液，滴加少量稀硫酸酸化，加入足量KI固體，加入適量CC1,振

蕩，靜置，加入足量KI固體，溶液顯淡黃色，加入Cd4振蕩靜置后下層溶液顯紫紅色，說

明該過程中生成了L;實驗H.另取一份溶液滴加KSCN溶液，說明其中含有Fe3；實驗HI.另

取一份溶液滴加淀粉溶液，并滴加少量稀硫酸，溶液不變色，說明沒有L生成，以此解答。

小問1詳解】

取用固體藥品時塞子應該朝上放置，a錯誤；稱量時左物右碼，b錯誤；從量筒向燒杯中傾

倒液體時應貼緊燒杯口，c錯誤；正確答案為d。

【小問2詳解】

從實驗I和U、IH可得，加碘鹽中含10；和Fe3+，所以發(fā)生反應

+3+2+

IO-+5r+6H=3I2+3H2O,2Fe+2F=2Fe+12,紅色物質為Fe(SCN%,化學

名稱是硫氟酸鐵(或硫氟化鐵)。

【小問3詳解】

結合(2)可知，實驗HI說明該加碘鹽不含KI。

【小問4詳解】

存在Fe3+的情況下檢驗Fe2+的存在最佳方案為取少量加碘鹽溶液入試管中，滴加幾滴

([FeICNk]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，則證明含F(xiàn)e?+。

【小問5詳解】

在空氣中碘的損失主要是因為在潮濕的空氣中氧氣的氧化作用，可以利用Na2s2O3的還原

性，Ca2+能引起潮解，加速碘的損失，F(xiàn)e3+能氧化碘離子、NaN。?能氧化碘離子，加速

碘的損失，所以選C。

【小問6詳解】

根據(jù)反應關系6s2。：312~10,，得〃(IOJ=詈mmol,〃?(KK)3)=號'mg,所以

KI?！暮繛殒谘緓4mg/kg。

3x

【小問7詳解】

由表可知，設計該實驗的目的是探究溫度、Na?SO3溶液濃度對檢測101時反應速率的影

響。

16.甲烷除做燃料外，還可用于化工合成及其他應用。

(1)CH4可用于消除氮氧化物，反應原理如下：

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(1)AH、=-662kJ/mol

CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)=-955kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△&=kJ/mol

(2)CH,可用于生產(chǎn)甲醉，傳統(tǒng)反應分兩個階段，原理為(i)

2cH4+0?f2C0+4H2,(ii)CO+2H2-CH3OH,過程中可能發(fā)生的副反應為

；某條件下按“€114)：11(02)=2：1進行反應(1),各物質的量隨時間變化如圖，

其中表示H?和CO的曲線分別為。

n

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

(3)也可通過如下途徑合成甲醇(DCH,+COzU2c。+2凡,(ii)

CO+2H2/CH3OH；某溫度下，向2L恒容密閉容器中充入3moiCH4和3moiCO2

發(fā)生反應，各物質的量變化如下表；

0L^2

n/mol一—一

CH4321.50.5

co2321.50.5

CO03

n

H20l0.51

CH,OH00.75n22

)=mol,0~t2時刻用CO?表示反應(i)的平均反應速率為mol/(L.min)(用

含t2的式子表示)，該溫度下反應(i)的平衡常數(shù)為

(4)科學家研究發(fā)現(xiàn)在一種特殊催化劑作用下，水可促進CHq、高選擇性的直接合成

CH,OH,其中部分反應機理如圖所示。

2

、

則

舒

友

受

從該部分反應機理分析H?。在CH4氧化合成甲醇過程中的作用是,決定反應進行

的最大能壘(活化能)為kJ/mol,該步驟的化學方程式為；在催化劑表面，

。2和Hq更容易被吸附的是。

【答案】(1)-1248

3

(2)①.CH4+2O2-CO2+2H2?；駽H3OH+/O2fCO2+2H2O或

2CO+O2=2CO2,2H?+。2=21<2。（合理即算正確）②.a和b

（3）①.0.5②.（3）.9（mol/L）2

（4）①.提供*OH與*CH4結合形成*CHQH（2）.22.37③.

*OH+*CH4->*CH3OH+*F^*OH+*CH4+*H-?*CHQH+2*H④,H2O

【解析】

【小問1詳解】

已知①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CC）2（g）+2H2O（l）=-662kJ/mol；

②CH/g)+2NC)2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)AH2=-955kJ/mol；

由蓋斯定律可知，2x②-①即可得到CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(I)

A//3=2A//2-bH、=-1248kJ/mol。

【小問2詳解】

該條件下可能發(fā)生甲烷的完全氧化和甲醇的氧化或者一氧化碳和氫氣的氧化，所以副反應

為CH4+2O2->CO2+2H2O和CHQH+3/20,CO2+2H2O、

2CO+O2=2CO2,2H2+O2=2H2O；根據(jù)反應2cH4+O22C0+4H2,氫氣和

一氧化碳為主要產(chǎn)物，且物質的量比為2:1,所以對應曲線分別為a和b。

【小問3詳解】

CH4+CO2—-2CO+2H,

起始(mol)3300

根據(jù)反應灶

轉化1(mol/)nn2n2n'

§時亥U(mol)2222n4n

CO+2H2CH30H

起始(mol)2n2n0

轉化(mol)x2x，所以n=l,x=0.75,?|=0.5；根據(jù)，2時的

X

J時亥U(mol)0.75X

…0.75

數(shù)據(jù)，仿照上述計算，用CO?表示曳(1川？十用區(qū)此逐卒刀［mo叭L?mm?

CH,MO?L2CO+2H2

起始(mol)3300

根據(jù)反應‘土八〉/'一U

轉化(mol)2.52.555

t?時亥U(mol)0.50.531

CO+2H2lCH,OH

起始(mol)

轉化該溫度下反應(i)的平衡常數(shù)為

(mol)242，

t3時亥U(mol)312

k=°’!？L5]=%mol/了。

0.25x0.25''

【小問4詳解】

從該部分反應機理可看出，水在催化劑表面離解出*0H直接與*CH,結合形成*CH3OH,

活化能最大的步驟是從-35.05至-12.68,該步驟決定反應的進行，發(fā)生反應

*OH+*CH4f*CH3OH+*H或*0H+*CH4+*Hf*CH30H+2*H。從相對能量

看，水吸附在催化劑表面的能量更低(水：-15.91,氧氣：-14.53)。

17.從煙氣脫硝催化劑(含V2O5、MOO3,WO3、TiO2等)回收V2O5的工藝流程如下(已

知Mo。，、WO3、TiC)2不溶于稀硫酸)。

椎般酸

?

回答下列問題：

(1)粉碎的目的是，濾渣1的成分為。

(2)若酸浸還原產(chǎn)物為VOSO「其中V的化合價是。用H2c2。4代替無水

Na2sO3做還原劑，寫出“酸浸還原''的離子反應方程式。

(3)寫出“富集氧化”過程的化學方程式,若用KCIO,代替。2,要使3moiVO2+

變?yōu)閂O；,至少需要KCIO3moL

(4)可用KM11O4滴定法測定VOSO4的浸出率，對含4.95gV2O5的廢脫硝催化劑進行

浸出，浸出后的VOSO&溶液用O.lOOOmol/L的KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液

100mL,則VOS。4的浸出率為%。(保留1位小數(shù))

150℃-200℃

(5)NH4VO,焙燒過程發(fā)生反應(i)NH4VO3NH3T+HVO,,(ii)

250℃300℃

2HV。，,—Vq+HzOT,現(xiàn)對234gNH4V0,樣品進行焙燒，根據(jù)上述原理

在下圖坐標系內(nèi)畫出焙燒過程大致的熱重變化曲線，并在縱坐標處標注固體發(fā)生的質量變

化值，在橫坐標標注必要的溫度數(shù)值。

，?…工尸」

(6)常溫下，對濾渣1進行如下二次處理可提取Mo和W的化合物。己知：常溫下,

Ksp[Ca(OH)?]=5.5x10%/[CaMoOjf&xlCfS,且

KMCaMoOj>KSp[CaWOj

NaOH溶液‘呼兒

ILJ―........

濾渣1-褊一?CaM^4……

I~-----

TiCh

若向c(MoO；-)=0.03mol/L的浸出液中加入石灰乳，需溶液pH為時開始產(chǎn)生

CaMoC)4沉淀。

【答案】(1)①.增大反應物接觸面積，加快化學反應速率，使其充分反應②.

MOO3,WOnTiO2

+2+

(2)+4②.V2O5+H2C2O4+4H=2VO+2CO2T+3H2O

(3)①.4VOSO4+12NaOH+O2=4NaVO3+4Na2SO4+6H2O0.5

(6)13

【解析】

【分析】由題給流程可知，廢脫硝催化劑經(jīng)粉碎后，加入稀硫酸和無水亞硫酸鈉酸浸還原

將五氧化二鋼轉化為VOSO4,三氧化鋁、三氧化鋁、二氧化鈦不溶于稀硫酸，過濾得到含

有三氧化鋁、三氧化鴇、二氧化鈦的濾渣1和含有VOSO4的濾液；向濾液中加入氫氧化鈉

溶液，通入氧氣將VOSO4轉化為NaVCh,向反應后的溶液中加入氯化鏤溶液將NaVO3轉

化為NH4V03沉淀，過濾得到NH4Vo3;NH4VO3高溫焙燒制得五氧化二鈕。

【小問1詳解】

粉碎廢脫硝催化劑可以增大反應物接觸面積，加快化學反應速率，使反應物充分反應；由

分析可知，濾渣1的成分為氧化鋁、三氧化鴇、二氧化鈦，故答案為：增大反應物接觸面

積，加快化學反應速率，使其充分反應；MoO,,WO：、TiO2；

【小問2詳解】

由化合價的代數(shù)和為0可知，V0S04中帆元素的化合價為+4價；由題意可知，用草酸代

替無水亞硫酸鈉做還原劑發(fā)生的反應為酸性條件下五氧化二鈾與草酸反應V02\二氧化碳

和水，反應的離子方程式為V2O5+H2c2。4+4日=2丫。2++2(2021+3凡。，故答案

+2+

為:+4；V2O5+H2C2O4+4H=2VO+2CO2T+3H2O；

【小問3詳解】

由分析可知，富集氧化過程發(fā)生的反應為V0S04與氫氧化鈉、氧氣反應生成NaVCh、硫

酸鈉和水，反應的化學方程式為

4VOSO4+12NaOH+O,=4NaVO3+4Na2SO4+6H2O；由得失電子守恒可知，若用

氯酸鉀代替氧氣，要使3moiVOSO4變?yōu)镹aVCh,至少需要氯酸鉀的物質的量為3moi義工

6

=0.5mol,故答案為：4VOSO4+12NaOH+O2=4NaVO3+4Na2SO4+6H2O：0.5；

【小問4詳解】

由銳原子的原子個數(shù)守恒和得失電子數(shù)目守恒可得：5V2O5-10VOSO4-2KMnO4,由滴定消

耗100mL0.1000mol/L的高銹酸鉀溶液可知，V0S04的浸出率為

I

0.05molxx182g/mol

故答案為:91.9；

2x100%?91.9%

4.95g

【小問5詳解】

234g

234gNH4VO3的物質的量為一,,,=2mol,由方程式可知，第一階段反應生成2moi氨

氣，則200℃時固