近三年高考化学真题分类汇编：化学反应速率和化学平衡1

试卷更新日期：2023-07-24 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 向一恒容密闭容器中加入 $1 m o l C H_{4}$ 和一定量的 $H_{2} O$ ，发生反应： $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) ⇌ C O (g) + 3 H_{2} (g)$ 。 $C H_{4}$ 的平衡转化率按不同投料比 $x (x = \frac{n (C H_{4})}{n (H_{2} O)})$ 随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A、 $x_{1} < x_{2}$ B、反应速率： $v_{b 正} < v_{c 正}$ C、点a、b、c对应的平衡常数： $K_{a} < K_{b} = K_{c}$ D、反应温度为 $T_{1}$ ，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

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2. 一定条件下，酸性 ${KMnO}_{4}$ 溶液与 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 发生反应， $Mn$ (Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含 $Mn$ 粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是

A、 $Mn$ (Ⅲ)不能氧化 $H_{2} C_{2} O_{4}$ B、随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小 C、该条件下， $Mn$ (Ⅱ)和 $Mn$ (Ⅶ)不能大量共存 D、总反应为： $2 {MnO}_{4}^{-} + 5 C_{2} O_{4}^{2 -} + 16 H^{+} = 2 {Mn}^{2 +} + 10 {CO}_{2} ↑ + 8 H_{2} O$

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3. 某小组进行实验，向

10mL

蒸馏水中加入

0 {.4gI}_{2}

，充分振荡，溶液呈浅棕色，再加入

0 .2g

锌粒，溶液颜色加深；最终紫黑色晶体消失，溶液褪色。已知

I_{3}^{-} (aq)

为棕色，下列关于颜色变化的解释错误的是

选项	颜色变化	解释
A	溶液呈浅棕色	$I_{2}$ 在水中溶解度较小
B	溶液颜色加深	发生了反应： $I_{2} {+I}^{-} ⇌_{}^{} I_{3}^{-}$
C	紫黑色晶体消失	$I_{2}$ ( $aq$ )的消耗使溶解平衡 $I_{2} (s) ⇌_{}^{} I_{2} (aq)$ 右移
D	溶液褪色	$Zn$ 与有色物质发生了置换反应

A、A B、B C、C D、D

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4. 标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知 $O_{2} (g)$ 和 $C l_{2} (g)$ 的相对能量为0]，下列说法错误的是

A、 $E_{6} - E_{3} = E_{5} - E_{2}$ B、可计算 $C l - C l$ 键能为 $2 (E_{2} - E_{3}) k J \cdot m o l^{- 1}$ C、相同条件下， $O_{3}$ 的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ D、历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为： $C l O (g) + O (g) = O_{2} (g) + C l (g) Δ H = (E_{5} - E_{4}) k J \cdot m o l^{- 1}$

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5. 用尿素水解生成的 $N H_{3}$ 催化还原 $N O$ ，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为 $4 N H_{3} (g) + O_{2} (g) + 4 N O (g) ⇌_{}^{} 4 N_{2} (g) + 6 H_{2} O (g)$ ，下列说法正确的是（）

A、上述反应 $Δ S < 0$ B、上述反应平衡常数 $K = \frac{c^{4} (N_{2}) \cdot c^{6} (H_{2} O)}{c^{4} (N H_{3}) \cdot c (O_{2}) \cdot c^{4} (N O)}$ C、上述反应中消耗 $1 m o l N H_{3}$ ，转移电子的数目为 $2 \times 6.02 \times 1 0^{23}$ D、实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小

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6. 乙醇-水催化重整可获得 $H_{2}$ 。其主要反应为 $C_{2} H_{5} O H (g) + 3 H_{2} O g = 2 C O_{2} (g) + 6 H_{2} (g) Δ H = 173.3 k J \cdot m o l^{- 1}$ ， $C O_{2} (g) + H_{2} (g) = C O (g) + H_{2} O (g) Δ H = 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，在 $1.0 \times 1 0^{5} P a$ 、 $n_{始} (C_{2} H_{5} O H) ： n_{始} (H_{2} O) = 1 ： 3$ 时，若仅考虑上述反应，平衡时 $C O_{2}$ 和CO的选择性及 $H_{2}$ 的产率随温度的变化如图所示。

CO的选择性 $= \frac{n_{生成} (C O)}{n_{生成} (C O_{2}) + n_{生成} (C O)} \times 100 %$ ，下列说法正确的是（）

A、图中曲线①表示平衡时 $H_{2}$ 产率随温度的变化 B、升高温度，平衡时CO的选择性增大 C、一定温度下，增大 $\frac{n (C_{2} H_{5} O H)}{n (H_{2} O)}$ 可提高乙醇平衡转化率 D、一定温度下，加入 $C a O (s)$ 或选用高效催化剂，均能提高平衡时 $H_{2}$ 产率

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7. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是（）

A、总反应为加成反应 B、Ⅰ和Ⅴ互为同系物 C、Ⅵ是反应的催化剂 D、化合物X为 $H_{2} O$

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8. 某温度下，在 $1 L$ 恒容密闭容器中 $2.0 m o l X$ 发生反应 $2 X (s) ⇌_{}^{} Y (g) + 2 Z (g)$ ，有关数据如下：
时间段/ $m i n$
产物Z的平均生成速率/ $m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
下列说法错误的是（）

A、 $1 m i n$ 时，Z的浓度大于 $0.20 m o l \cdot L^{- 1}$ B、 $2 m i n$ 时，加入 $0.20 m o l Z$ ，此时 $v_{正} (Z) < v_{逆} (Z)$ C、 $3 m i n$ 时，Y的体积分数约为33.3% D、 $5 m i n$ 时，X的物质的量为 $1.4 m o l$

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9. 福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用 $C_{60}$ 和改性的 $C u$ 基催化剂，可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是（）

A、草酸属于无机物 B、 $C_{60}$ 与石墨互为同分异构体 C、 $C u$ 属于过渡元素 D、催化剂通过降低焓变加快反应速率

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10. 向恒温恒容密闭容器中通入2mol $S O_{2}$ 和1mol $O_{2}$ ，反应 $2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 S O_{3} (g)$ 达到平衡后，再通入一定量 $O_{2}$ ，达到新平衡时，下列有关判断错误的是（）

A、 $S O_{3}$ 的平衡浓度增大 B、反应平衡常数增大 C、正向反应速率增大 D、 $S O_{2}$ 的转化总量增大

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11. 硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备： $2 N a H S (s) + C S_{2} (l) = N a_{2} C S_{3} (s) + H_{2} S (g)$ ，下列说法正确的是（）

A、 $N a_{2} C S_{3}$ 不能被氧化 B、 $N a_{2} C S_{3}$ 溶液显碱性 C、该制备反应是熵减过程 D、 $C S_{2}$ 的热稳定性比 $C O_{2}$ 的高

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12. 同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一、已知醛与 $H_{2} O$ 在酸催化下存在如下平衡： $R C H O + H_{2} O \overset{H^{+}}{⇌} R C H {(O H)}_{2}$ 。据此推测，对羟基苯甲醛与10倍量的 ${D_{2}}^{18} O$ 在少量酸催化下反应，达到平衡后，下列化合物中含量最高的是（）

A、 B、 C、 D、

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13. $C O_{2}$ 捕获和转化可减少 $C O_{2}$ 排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以 $N_{2}$ 为载气，以恒定组成的 $N_{2} 、 C H_{4}$ 混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到 $C O_{2}$ ，在催化剂上有积碳。
下列说法错误的是（）

A、反应①为 $C a O + C O_{2} = C a C O_{3}$ ；反应②为 $C a C O_{3} + C H_{4} \begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \end{array} C a O + 2 C O + 2 H_{2}$ B、 $t_{1} ~ t_{3}$ ， $n (H_{2})$ 比 $n (C O)$ 多，且生成 $H_{2}$ 速率不变，可能有副反应 $C H_{4} \begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \end{array} C + 2 H_{2}$ C、 $t_{2}$ 时刻，副反应生成 $H_{2}$ 的速率大于反应②生成 $H_{2}$ 速率 D、 $t_{3}$ 之后，生成 $C O$ 的速率为0，是因为反应②不再发生

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14. 两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p₁和p₂。
反应1：NH₄HCO₃(s) $\overset{}{⇌}$ NH₃(g)+H₂O(g)+CO₂(g)    p₁=3.6×10⁴Pa
反应2：2NaHCO₃(s) $\overset{}{⇌}$ Na₂CO₃(s)+H₂O(g)+CO₂(g)    p₂=4×10³Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH₄HCO₃和Na₂CO₃固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是（   ）

A、反应2的平衡常数为4×10⁶Pa² B、通入NH₃ ，再次平衡后，总压强增大 C、平衡后总压强为4.36×10⁵Pa D、缩小体积，再次平衡后总压强不变

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二、多选题

15. 恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为① $X = Y$ ；② $Y = Z$ 。反应①的速率 $v_{1} = k_{1} c (X)$ ，反应②的速率 $v_{2} = k_{2} c (Y)$ ，式中 $k_{1} 、 k_{2}$ 为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的 $l n k ~ \frac{1}{T}$ 曲线。下列说法错误的是（）

A、随 $c (X)$ 的减小，反应①、②的速率均降低 B、体系中 $v (X) = v (Y) + v (Z)$ C、欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D、温度低于 $T_{1}$ 时，总反应速率由反应②决定

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三、非选择题

16. 聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。

(1)、Ⅰ．苯乙烯的制备
已知下列反应的热化学方程式：
① $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) + \frac{21}{2} O_{2} (g) = 8 C O_{2} (g) + 5 H_{2} O (g) Δ H_{1} = - 4386.9 k J \cdot m o l^{- 1}$

② $C_{6} H_{5} C H = C H_{2} (g) + 10 O_{2} (g) = 8 C O_{2} (g) + 4 H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 4263.1 k J \cdot m o l^{- 1}$

③ $H_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = H_{2} O (g) Δ H_{3} = - 241.8 k J \cdot m o l^{- 1}$

计算反应④ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) ⇌ C_{6} H_{5} C H = C H_{2} (g) + H_{2} (g)$ 的 $Δ H_{4} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ ；

(2)、在某温度、 $100 k P a$ 下，向反应器中充入 $1 m o l$ 气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入 $m o l$ 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；

(3)、在 $913 K$ 、 $100 k P a$ 下，以水蒸气作稀释气。 $F e_{2} O_{3}$ 作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：
⑤ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) ⇌ C_{6} H_{6} (g) + C H_{2} = C H_{2} (g)$

⑥ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) + H_{2} (g) ⇌ C_{6} H_{5} C H_{3} (g) + C H_{4} (g)$

以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S( $S = \frac{转化为目的产物所消耗乙苯的量}{已转化的乙苯总量} \times 100 %$ )随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是，理由是；

(4)、关于本反应体系中催化剂 $F e_{2} O_{3}$ 的描述错误的是____；

A、X射线衍射技术可测定 $F e_{2} O_{3}$ 晶体结构 B、 $F e_{2} O_{3}$ 可改变乙苯平衡转化率 C、 $F e_{2} O_{3}$ 降低了乙苯脱氢反应的活化能 D、改变 $F e_{2} O_{3}$ 颗粒大小不影响反应速率

(5)、Ⅱ．苯乙烯的聚合

苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某 $C u$ (Ⅰ)的配合物促进 $C_{6} H_{5} C H_{2} X$ (引发剂，X表示卤素)生成自由基 $C_{6} H_{5} C H_{2} ·$ ，实现苯乙烯可控聚合。
引发剂 $C_{6} H_{5} C H_{2} C l 、 C_{6} H_{5} C H_{2} B r 、 C_{6} H_{5} C H_{2} I$ 中活性最高的是；

(6)、室温下，① $C u^{+}$ 在配体L的水溶液中形成 ${[C u {(L)}_{2}]}^{+}$ ，其反应平衡常数为K；② $C u B r$ 在水中的溶度积常数为 $K_{s p}$ 。由此可知， $C u B r$ 在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。

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17. 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。

(1)、我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO₄·5H₂O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO₄·5H₂O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO₂、和(填化学式)。


(2)、铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO₂+SO₂+H₂O=NO+H₂SO₄

2NO+O₂=2NO₂

(ⅰ)上述过程中NO₂的作用为。

(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是(答出两点即可)。

(3)、接触法制硫酸的关键反应为SO₂的催化氧化：
SO₂(g)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g) $⇌$ SO₃(g) ΔH=-98.9kJ·mol^-1

(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是。



a．温度越高，反应速率越大

b．α=0.88的曲线代表平衡转化率

c．α越大，反应速率最大值对应温度越低

d．可根据不同 $α$ 下的最大速率，选择最佳生产温度

(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是(填标号)。



(ⅲ)设O₂的平衡分压为p，SO₂的平衡转化率为α_e ，用含p和α_e的代数式表示上述催化氧化反应的K_p=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。

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18. 2—噻吩乙醇( $M_{r} = 128$ )是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备方法如下：


Ⅰ．制钠砂。向烧瓶中加入 $300 mL$ 液体A和 $4.60 g$ 金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振荡至大量微小钠珠出现。

Ⅱ．制噻吩钠。降温至 $10 ℃$ ，加入 $25 mL$ 噻吩，反应至钠砂消失。

Ⅲ．制噻吩乙醇钠。降温至 $- 10 ℃$ ，加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应 $30 min$ 。

Ⅳ．水解。恢复室温，加入 $70 mL$ 水，搅拌 $30 min$ ；加盐酸调 $pH$ 至4~6，继续反应 $2 h$ ，分液；用水洗涤有机相，二次分液。

Ⅴ．分离。向有机相中加入无水 ${MgSO}_{4}$ ，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后，得到产品 $17 .92g$ 。

回答下列问题：

(1)、步骤Ⅰ中液体A可以选择。
a．乙醇     b．水     c．甲苯     d．液氨

(2)、噻吩沸点低于吡咯()的原因是。

(3)、步骤Ⅱ的化学方程式为。

(4)、步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是。

(5)、步骤Ⅳ中用盐酸调节 $pH$ 的目的是。

(6)、下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是(填名称)：无水 ${MgSO}_{4}$ 的作用为。


(7)、产品的产率为(用 $Na$ 计算，精确至0.1%)。

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19. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（

{Ni}^{2 +} 、 {Co}^{2 +} 、 {Fe}^{2 +} 、 {Fe}^{3 +} 、 {Mg}^{2 +}

和

{Mn}^{2 +}

)。实现镍、钴、镁元素的回收。

已知：

物质	$Fe {(OH)}_{3}$	$Co {(OH)}_{2}$	$Ni {(OH)}_{2}$	$Mg {(OH)}_{2}$
$K_{sp}$	$10^{- 37.4}$	$10^{- 14.7}$	$10^{- 14.7}$	$10^{- 10.8}$

回答下列问题：

(1)、用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为(答出一条即可)。

(2)、“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸

(H_{2} {SO}_{5})

，

1 {molH}_{2} {SO}_{5}

中过氧键的数目为。

(3)、“氧化”中，用石灰乳调节

pH = 4

，

{Mn}^{2 +}

被

H_{2} {SO}_{5}

氧化为

{MnO}_{2}

，该反应的离子方程式为(

H_{2} {SO}_{5}

的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为

{MnO}_{2}

、(填化学式)。

(4)、“氧化”中保持空气通入速率不变，

Mn

(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。

{SO}_{2}

体积分数为时，

Mn

(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大

{SO}_{2}

体积分数时，

Mn

(Ⅱ)氧化速率减小的原因是。

(5)、“沉钴镍”中得到的

Co

(Ⅱ)在空气中可被氧化成

CoO (OH)

，该反应的化学方程式为。

(6)、“沉镁”中为使

{Mg}^{2 +}

沉淀完全

(25 ℃)

，需控制

pH

不低于(精确至0.1)。

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20. 纳米碗 $C_{40} H_{10}$ 是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， $C_{40} H_{10}$ 可以由 $C_{40} H_{20}$ 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。 $C_{40} H_{20} (g) \overset{H \cdot}{\to} C_{40} H_{18} (g) + H_{2} (g)$ 的反应机理和能量变化如下：




回答下列问题：

(1)、已知 $C_{40} H_{x}$ 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 $431.0 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 和 $298.0 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ ， H-H键能为 $436.0 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。估算 $C_{40} H_{20} (g) ⇌ C_{40} H_{18} (g) + H_{2} (g)$ 的 $Δ H =$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。

(2)、图示历程包含个基元反应，其中速率最慢的是第个。

(3)、 $C_{40} H_{10}$ 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为、。

(4)、1200K时，假定体系内只有反应 $C_{40} H_{12} (g) ⇌ C_{40} H_{10} (g) + H_{2} (g)$ 发生，反应过程中压强恒定为 $p_{0}$ (即 $C_{40} H_{12}$ 的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数 $K_{p}$ 为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(5)、 ${\overset{\cdot}{C}}_{40} H_{19} (g) ⇌ C_{40} H_{18} (g) + H \cdot (g)$ 及 ${\overset{\cdot}{C}}_{40} H_{11} (g) ⇌ C_{40} H_{10} (g) + H \cdot (g)$ 反应的 $\ln K$ ( $K$ 为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下， $lnK=- \frac{ΔH}{RT} +c$ (R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是。


(6)、下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成 $C_{40} H_{10}$ 的反应速率的是(填标号)。
a．升高温度    b．增大压强    c．加入催化剂

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21. LiMn₂O₄作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO₃ ，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn₂O₄的流程如下：

已知：K_sp[Fe(OH)₃]=2.8×10^-39 ， K_sp[Al(OH)₃]=1.3×10^-33 ， K_sp[Ni(OH)₂]=5.5×10^-16。

回答下列问题：

(1)、硫酸溶矿主要反应的化学方程式为。为提高溶矿速率，可采取的措施(举1例)。

(2)、加入少量MnO₂的作用是。不宜使用H₂O₂替代MnO₂ ，原因是。

(3)、溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe³⁺)=mol·L^-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是。

(4)、加入少量BaS溶液除去Ni²⁺ ，生成的沉淀有。

(5)、在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断。电解废液可在反应器中循环利用。

(6)、缎烧窑中，生成LiMn₂O₄反应的化学方程式是。

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22. 硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：

(1)、在 $N_{2}$ 气氛中， ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 的脱水热分解过程如图所示：

根据上述实验结果，可知 $x =$ ， $y =$ 。

(2)、已知下列热化学方程式：
${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O (s) = {FeSO}_{4} (s) + 7 H_{2} O (g) Δ H_{1} = akJ \cdot {mol}^{- 1}$

${FeSO}_{4} \cdot {xH}_{2} O (s) = {FeSO}_{4} (s) + {xH}_{2} O (g) Δ H_{2} = bkJ \cdot {mol}^{- 1}$

${FeSO}_{4} \cdot {yH}_{2} O (s) = {FeSO}_{4} (s) + {yH}_{2} O (g) Δ H_{3} = ckJ \cdot {mol}^{- 1}$

则 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O (s) + {FeSO}_{4} \cdot {yH}_{2} O (s) = 2 ({FeSO}_{4} \cdot {xH}_{2} O) (s)$ 的 $Δ H =$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。

(3)、将 ${FeSO}_{4}$ 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： $2 {FeSO}_{4} (s) ⇌ {Fe}_{2} O_{3} (s) + {SO}_{2} (g) + {SO}_{3} (g)$ (Ⅰ)。平衡时 $P_{{SO}_{3}} - T$ 的关系如下图所示。 $660 K$ 时，该反应的平衡总压 $P_{总} =$ $kPa$ 、平衡常数 $K_{p} (Ⅰ) =$ ${(kPa)}^{2}$ 。 $K_{p} (Ⅰ)$ 随反应温度升高而(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)、提高温度，上述容器中进一步发生反应 $2 {SO}_{3} (g) ⇌ 2 {SO}_{2} (g) + O_{2} (g)$ (Ⅱ)，平衡时 $P_{O_{2}} =$ (用 $P_{{SO}_{3}} 、 P_{{SO}_{2}}$ 表示)。在 $929 K$ 时， $P_{总} = 84.6 kPa 、 P_{{SO}_{3}} = 35.7 kPa$ ，则 $P_{{SO}_{2}} =$ $kPa$ ， $K_{p} (Ⅱ) =$ $kPa$ (列出计算式)。

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23. 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：

(1)、根据图1数据计算反应 $\frac{1}{2} N_{2} (g)+ \frac{3}{2} H_{2} {(g)=NH}_{3} (g)$ 的 $Δ H =$ $kJ \cdot {mol}^{-1}$ 。

(2)、研究表明，合成氨反应在 $Fe$ 催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， $N_{2} *$ 表示被吸附于催化剂表面的 $N_{2}$ )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为(填步骤前的标号)，理由是。

(3)、合成氨催化剂前驱体(主要成分为 ${Fe}_{3} O_{4}$ )使用前经 $H_{2}$ 还原，生成 $α-Fe$ 包裹的 ${Fe}_{3} O_{4}$ 。已知 $α-Fe$ 属于立方晶系，晶胞参数 $a=287pm$ ，密度为 $7 .8g \cdot {cm}^{-3}$ ，则 $α-Fe$ 晶胞中含有 $Fe$ 的原子数为(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 $N_{A}$ )。

(4)、在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 $x_{H_{2}} =0 .75 、 x_{N_{2}} =0 .25$ ，另一种为 $x_{H_{2}} =0 .675 、 x_{N_{2}} =0 .225 、 x_{At} =0 .10$ 。(物质i的摩尔分数： $x_{i} = \frac{n_{i}}{n_{总}}$ )

①图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是。

②进料组成中含有情性气体 $Ar$ 的图是。

③图3中，当 $p_{2} =20MPa$ 、 $x_{{NH}_{3}} =0 .20$ 时，氮气的转化率 $α=$ 。该温度时，反应 $\frac{1}{2} N_{2} (g)+ \frac{3}{2} H_{2} (g) ⇌ {NH}_{3} (g)$ 的平衡常数 $K_{p} =$ ${(MPa)}^{-1}$ (化为最简式)。

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24. ${BaTiO}_{3}$ 是一种压电材料。以 ${BaSO}_{4}$ 为原料，采用下列路线可制备粉状 ${BaTiO}_{3}$ 。

回答下列问题：

(1)、“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是。

(2)、“焙烧”后固体产物有 ${BaCl}_{2}$ 、易溶于水的 $BaS$ 和微溶于水的 $CaS$ 。“浸取”时主要反应的离子方程式为。

(3)、“酸化”步骤应选用的酸是(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸

(4)、如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？，其原因是。

(5)、“沉淀”步骤中生成 $BaTiO {(C_{2} O_{4})}_{2}$ 的化学方程式为。

(6)、“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 $n_{{CO}_{2}} ： n_{CO} =$ 。

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25. 甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：

(1)、已知下列反应的热化学方程式：
① $3 O_{2} (g) = 2 O_{3} (g)$      $K_{1}$      $Δ H_{1} = 285 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

② $2 {CH}_{4} (g) + O_{2} (g) = 2 {CH}_{3} OH (l)$       $K_{2}$      $Δ H_{2} = - 329 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

反应③ ${CH}_{4} (g) + O_{3} (g) = {CH}_{3} OH (l) + O_{2} (g)$ 的 $Δ H_{3} =$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ ，平衡常数 $K_{3} =$ (用 $K_{1} 、 K_{2}$ 表示)。

(2)、电喷雾电离等方法得到的 $M^{+}$ ( ${Fe}^{+} 、 {Co}^{+} 、 {Ni}^{+}$ 等)与 $O_{3}$ 反应可得 ${MO}^{+}$ 。 ${MO}^{+}$ 与 ${CH}_{4}$ 反应能高选择性地生成甲醇。分别在 $300 K$ 和 $310 K$ 下(其他反应条件相同)进行反应 ${MO}^{+} + {CH}_{4} = M^{+} + {CH}_{3} OH$ ，结果如下图所示。图中 $300 K$ 的曲线是(填“a”或“b”。 $300 K$ 、 $60 s$ 时 ${MO}^{+}$ 的转化率为(列出算式)。


(3)、 ${MO}^{+}$ 分别与 ${CH}_{4} 、 {CD}_{4}$ 反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 ${CH}_{4}$ 示例)。


(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 ${MO}^{+}$ 与 ${CD}_{4}$ 反应的能量变化应为图中曲线(填“c”或“d”)。

(ⅲ) ${MO}^{+}$ 与 ${CH}_{2} D_{2}$ 反应，氘代甲醇的产量 ${CH}_{2} DOD$ ${CHD}_{2} OH$ (填“＞”“＜”或“=”)。若 ${MO}^{+}$ 与 ${CHD}_{3}$ 反应，生成的氘代甲醇有种。

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26. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，

C H_{4}

还原

C O_{2}

是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：

Ⅰ： $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) ⇌ 2 C O (g) + 2 H_{2} (g) Δ H_{1} = + 247 k J \cdot m o l^{- 1} ， K_{1}$

Ⅱ： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = + 41 k J \cdot m o l^{- 1} ， K_{2}$

请回答：

(1)、有利于提高

C O_{2}

平衡转化率的条件是。

A．低温低压B．低温高压C．高温低压D．高温高压

(2)、反应

C H_{4} (g) + 3 C O_{2} (g) ⇌ 4 C O (g) + 2 H_{2} O (g)

的

Δ H =

k J \cdot m o l^{- 1}

，

K =

(用

K_{1} ， K_{2}

表示)。

(3)、恒压、

75 0^{∘} C

时，

C H_{4}

和

C O_{2}

按物质的量之比

1 ： 3

投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现

C O_{2}

高效转化。

①下列说法正确的是。

A． $F e_{3} O_{4}$ 可循环利用， $C a O$ 不可循环利用

B．过程ⅱ， $C a O$ 吸收 $C O_{2}$ 可促使 $F e_{3} O_{4}$ 氧化 $C O$ 的平衡正移

C．过程ⅱ产生的 $H_{2} O$ 最终未被 $C a O$ 吸收，在过程ⅲ被排出

D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原 $1 m o l C O_{2}$ 需吸收的能量更多

②过程ⅱ平衡后通入 $H e$ ，测得一段时间内 $C O$ 物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释 $C O$ 物质的量上升的原因。

(4)、

C H_{4}

还原能力

(R)

可衡量

C O_{2}

转化效率，

R = Δ n (C O_{2}) / Δ n (C H_{4})

(同一时段内

C O_{2}

与

C H_{4}

的物质的量变化量之比)。

①常压下 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 按物质的量之比 $1 ： 3$ 投料，某一时段内 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出 $400 \sim 1000 ℃$ 间R的变化趋势，并标明 $1000 ℃$ 时R值。

②催化剂X可提高R值，另一时段内 $C H_{4}$ 转化率、R值随温度变化如下表：

温度/℃	480	500	520	550
$C H_{4}$ 转化率/%	7.9	11.5	20.2	34.8
R	2.6	2.4	2.1	1.8

下列说法错误的是

A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率

B．温度越低，含氢产物中 $H_{2} O$ 占比越高

C．温度升高， $C H_{4}$ 转化率增加， $C O_{2}$ 转化率降低，R值减小

D．改变催化剂提高 $C H_{4}$ 转化率，R值不一定增大

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27. 硫铁化合物( $F e S$ 、 $F e S_{2}$ 等)应用广泛。

(1)、纳米 $F e S$ 可去除水中微量六价铬 $[C r (V I)]$ 。在 $p H = 4 ~ 7$ 的水溶液中，纳米 $F e S$ 颗粒表面带正电荷， $C r (V I)$ 主要以 $H C r O_{4}^{-}$ 、 $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ 、 $C r O_{4}^{2 -}$ 好形式存在，纳米 $F e S$ 去除水中 $C r (V I)$ 主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
已知： $K_{s p} (F e S) = 6.5 × 1 0^{- 18}$ ， $K_{s p} [F e (O H)_{2}] = 5.0 × 1 0^{- 17}$ ； $H_{2} S$ 电离常数分别为 $K_{a 1} = 1.1 × 1 0^{- 7}$ 、 $K_{a 2} = 1.3 × 1 0^{- 13}$ 。
①在弱碱性溶液中， $F e S$ 与 $C r O_{4}^{2 -}$ 反应生成 $F e (O H)_{3}$ 、 $C r (O H)_{3}$ 和单质S，其离子方程式为。
②在弱酸性溶液中，反应 $F e S + H^{+} ⇌_{}^{} F e^{2 +} + H S^{-}$ 的平衡常数K的数值为。
③在 $p H = 4 ~ 7$ 溶液中，pH越大， $F e S$ 去除水中 $C r (V I)$ 的速率越慢，原因是。

(2)、 $F e S_{2}$ 具有良好半导体性能。 $F e S_{2}$ 的一种晶体与 $N a C l$ 晶体的结构相似，该 $F e S_{2}$ 晶体的一个晶胞中 $S_{2}^{2 -}$ 的数目为，在 $F e S_{2}$ 晶体中，每个S原子与三个 $F e^{2 +}$ 紧邻，且 $F e - S$ 间距相等，如图给出了 $F e S_{2}$ 晶胞中的 $F e^{2 +}$ 和位于晶胞体心的 $S_{2}^{2 -}$ ( $S_{2}^{2 -}$ 中的 $S - S$ 键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他 $S_{2}^{2 -}$ 已省略)。如图中用“-”将其中一个S原子与紧邻的 $F e^{2 +}$ 连接起来。

(3)、 $F e S_{2}$ 、 $F e S$ 在空气中易被氧化，将 $F e S_{2}$ 在空气中氧化，测得氧化过程中剩余固体的质量与起始 $F e S_{2}$ 的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。 $800 ℃$ 时， $F e S_{2}$ 氧化成含有两种元素的固体产物为(填化学式，写出计算过程)。

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28. 氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。

(1)、“ $C u C l - H_{2} O$ 热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。
①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性 $C u C l_{2}^{-}$ 溶液，阴极区为盐酸，电解过程中 $C u C l_{2}^{-}$ 转化为 $C u C l_{4}^{2 -}$ 。电解时阳极发生的主要电极反应为(用电极反应式表示)。
②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有(填元素符号)。

(2)、“ $F e - H C O_{3}^{-} - H_{2} O$ 热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收 $C O_{2}$ 制得的 $N a H C O_{3}$ 溶液反应，生成 $H_{2}$ 、 $H C O O N a$ 和 $F e_{3} O_{4}$ ； $F e_{3} O_{4}$ 再经生物柴油副产品转化为Fe。
①实验中发现，在 $300 ℃$ 时，密闭容器中 $N a H C O_{3}$ 溶液与铁粉反应，反应初期有 $F e C O_{3}$ 生成并放出 $H_{2}$ ，该反应的离子方程式为。
②随着反应进行， $F e C O_{3}$ 迅速转化为活性 $F e_{3} O_{4 - x}$ ，活性 $F e_{3} O_{4 - x}$ 是 $H C O_{3}^{-}$ 转化为 $H C O O^{-}$ 的催化剂，其可能反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为。
③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、 $H C O O^{-}$ 的产率随 $C (H C O_{3}^{-})$ 变化如题图所示。 $H C O O^{-}$ 的产率随 $c (H C O_{3}^{-})$ 增加而增大的可能原因是。

(3)、从物质转化与资源综合利用角度分析，“ $F e - H C O_{3}^{-} - H_{2} O$ 热循环制氢和甲酸”的优点是。

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29. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为： $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 N H_{3} (g) Δ H = - 92.4 k J \cdot m o l^{- 1} Δ S = - 200 J \cdot K^{- 1} \cdot m o l^{- 1}$ 。回答下列问题：

(1)、合成氨反应在常温下(填“能”或“不能”)自发。

(2)、温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用 $400 ~ 500 ℃$ 。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。

(3)、方案一：双温-双控-双催化剂。使用 $F e - T i O_{2 - x} H_{y}$ 双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为 $495 ℃$ 时， $F e$ 的温度为 $547 ℃$ ，而 $T i O_{2 - x} H_{y}$ 的温度为 $415 ℃$ )。
下列说法正确的是。
a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率
b． $N \equiv N$ 在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率
c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率
d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率

(4)、方案二： $M - L i H$ 复合催化剂。
下列说法正确的是。
a． $300 ℃$ 时，复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高

(5)、某合成氨速率方程为： $v = k c^{α} (N_{2}) c^{β} (H_{2}) c^{γ} (N H_{3})$ ，根据表中数据， $γ =$ ；
实验
$c (N_{2}) / m o l \cdot L^{- 1}$
$c (H_{2}) / m o l \cdot L^{- 1}$
$c (N H_{3}) / m o l \cdot L^{- 1}$
$v / m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$
1
m
n
p
q
2
2m
n
p
2q
3
m
n
0.1p
10q
4
m
2n
p
2.828q
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率

(6)、某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为 $N H_{3}$ 配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为 $188 g \cdot m o l^{- 1}$ ，则M元素为(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为。

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30. 某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量，设计实验如下：
①三颈烧瓶中加入 $10.00 g$ 香菇样品和 $400 m L$ 水；锥形瓶中加入 $125 m L$ 水、 $1 m L$ 淀粉溶液，并预加 $0.30 m L 0.01000 m o l \cdot L^{- 1}$ 的碘标准溶液，搅拌。
②以 $0.2 L \cdot m i n^{- 1}$ 流速通氮气，再加入过量磷酸，加热并保持微沸，同时用碘标准溶液滴定，至终点时滴定消耗了 $1.00 m L$ 碘标准溶液。
③做空白实验，消耗了 $0.10 m L$ 碘标准溶液。
④用适量 $N a_{2} S O_{3}$ 替代香菇样品，重复上述步骤，测得 $S O_{2}$ 的平均回收率为95%。
已知： $K_{a 1} (H_{3} P O_{4}) = 7.1 \times 1 0^{- 3}$ ， $K_{a 1} (H_{2} S O_{3}) = 1.3 \times 1 0^{- 2}$
回答下列问题：

(1)、装置图中仪器a、b的名称分别为、。

(2)、三颈烧瓶适宜的规格为____(填标号)。

A、 $250 m L$ B、 $500 m L$ C、 $1000 m L$

(3)、解释加入 $H_{3} P O_{4}$ ，能够生成 $S O_{2}$ 的原因：。

(4)、滴定管在使用前需要、洗涤、润洗；滴定终点时溶液的颜色为；滴定反应的离子方程式为。

(5)、若先加磷酸再通氮气，会使测定结果(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

(6)、该样品中亚硫酸盐含量为 $m g \cdot k g^{- 1}$ (以 $S O_{2}$ 计，结果保留三位有效数字)。

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31. 天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员把铁的配合物 $F e^{3 +} L$ (L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体 $H_{2} S$ 转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：① $H_{2} S$ 的吸收氧化；② $F e^{3 +} L$ 的再生。反应原理如下：
① $H_{2} S (g) + 2 F e^{3 +} L (a q) + 2 O H^{-} (a q) = S (s) + 2 F e^{2 +} L (a q) + 2 H_{2} O (l)$ $Δ H = - a k J \cdot m o l^{- 1} (a > 0)$
② $4 F e^{2 +} L (a q) + O_{2} (g) + 2 H_{2} O (l) = 4 F e^{3 +} L (a q) + 4 O H^{-} (a q)$ $Δ H = - b k J \cdot m o l^{- 1} (b > 0)$
回答下列问题：

(1)、该工艺的总反应方程式为。1mol $H_{2} S (g)$ 发生该反应的热量变化为， $F e^{3 +} L$ 在总反应中的作用是。

(2)、研究不同配体与 $F e^{3 +}$ 所形成的配合物(A、B、C)对 $H_{2} S$ 吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中，配成相同物质的量浓度的吸收液，在相同反应条件下，分别向三份吸收液持续通入 $H_{2} S$ ，测得单位体积吸收液中 $H_{2} S$ 吸收转化率 $[α (H_{2} S)]$ 随时间变化的曲线如图1所示。以 $α (H_{2} S)$ 由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，结果最好的是(填“A”、“B”或“C”)。

(3)、 $H_{2} S$ 的电离方程式为。25℃时， $H_{2} S$ 溶液中 $H_{2} S$ 、 $H S^{-}$ 、 $S^{2 -}$ 在含硫粒子总浓度中所占分数 $δ$ 随溶液pH的变化关系如图2，由图2计算， $H_{2} S$ 的 $K_{a 1} =$ ， $K_{a 2} =$ 。再生反应在常温下进行， $F e^{2 +} L$ 解离出的 $F e^{2 +}$ 易与溶液中的 $S^{2 -}$ 形成沉淀。若溶液中的 $c (F e^{2 +}) = 1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ ， $c (H_{2} S) = 6.0 \times 1 0^{- 9} m o l \cdot L^{- 1}$ ，为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于(已知25℃时，FeS的 $K_{s p}$ 为 $6.0 \times 1 0^{- 18}$ )。

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32. 反应 $C O (g) + H_{2} O (g) ⇌_{}^{一定条件} C O_{2} (g) + H_{2} (g)$ 在工业上有重要应用。

(1)、该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
温度/℃
700
800
830
1000
平衡常数
1.67
1.11
1.00
0.59
①反应的△H0(填“>”“<”或“=”)。
②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是。

(2)、该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。
①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是。
②某温度下，H₂在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡： $H_{2} ⇌ 2 H$ ，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是。
A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性
B．过程2的△H＞0
C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H₂的解离
D．H原子在Pd膜表面上结合为H₂的过程为放热反应
③同温同压下，等物质的量的CO和H₂O通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中H₂的质量比为。

(3)、该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。
①固体电解质采用(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
②阴极的电极反应式为。
③同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)：n(H₂O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则CO的转化率为(用a，b，y表示)。

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33. 异丙醇 $(C_{3} H_{8} O)$ 可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯 $(C_{3} H_{6})$ 的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下：
Ⅰ. $C_{3} H_{8} O (g) ⇌_{}^{} C_{3} H_{6} (g) + H_{2} O (g) Δ H_{1} = + 52 k J \cdot m o l^{- 1}$
Ⅱ. $2 C_{3} H_{6} (g) ⇌_{}^{} C_{6} H_{12} (g) Δ H_{2} = - 97 k J \cdot m o l^{- 1}$
回答下列问题：

(1)、已知 $2 C_{3} H_{8} O (g) + 9 O_{2} (g) = 6 C O_{2} (g) + 8 H_{2} O (g) Δ H = - 3750 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，则 $C_{3} H_{6} (g)$ 燃烧生成 $C O_{2} (g)$ 和 $H_{2} O (g)$ 的热化学方程式为。

(2)、在 $1350 ℃$ 下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：
反应时间 $/ μ s$
0
4
8
12
t
20
$H_{2} O$ 浓度 $/ p p m$
0
2440
3200
3600
4000
4100
① $4 ~ 8 μ s$ 内， $v (C_{3} H_{8} O) =$ $p p m \cdot μ s^{- 1}$ ；
②t16(填“>”“<”或“=”)。

(3)、在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是(填标号)。
a. $H_{2} O (g)$ 的分压不变 b.混合气体密度不变
c. $n (C_{3} H_{6}) = 2 n (C_{6} H_{12})$ d. $v_{正} (H_{2} O) = v_{逆} (C_{3} H_{8} O)$

(4)、在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为。

(5)、下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时 $l g Q_{p}$ 与温度的关系曲线。
(已知：对于可逆反应 $a A (g) + b B (g) ⇌_{}^{} c C (g) + d D (g)$ ，任意时刻 $Q_{p} = \frac{p^{c} (C) \cdot p^{d} (D)}{p^{a} (A) \cdot p^{b} (B)}$ ，式中 $p (X)$ )表示物质×的分压)
①在 $350 ℃$ 恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的点(填“甲”“乙”或“丙”)，判断依据是。
② $350 ℃$ 时，在密闭容器中加入一定量的 $C_{3} H_{8} O$ ，体系达到平衡后，测得 $C_{6} H_{12}$ 的分压为 $x M P a$ ，则水蒸气的分压为 $M P a$ (用含x的代数式表示)。

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34. 氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。

(1)、 $298 K$ 时， $1 g H_{2}$ 燃烧生成 $H_{2} O (g$ )放热 $121 k J$ ， $1 m o l H_{2} O (l)$ 蒸发吸热 $44 k J$ ，表示 $H_{2}$ 燃烧热的热化学方程式为。

(2)、工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ. $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) ⇌_{}^{} C O (g) + 3 H_{2} (g)$
Ⅱ. $C O (g) + H_{2} O (g) ⇌_{}^{} C O_{2} (g) + H_{2} (g)$
①下列操作中，能提高 $C H_{4} (g)$ 平衡转化率的是 (填标号)。
A．增加 $C H_{4} (g)$ 用量 B．恒温恒压下通入惰性气体
C．移除 $C O (g)$ D．加入催化剂
②恒温恒压条件下，1molCH₄(g)和1molH₂O(g)反应达平衡时， $C H_{4} (g)$ 的转化率为 $α$ ， $C O_{2} (g)$ 的物质的量为 $b m o l$ ，则反应Ⅰ的平衡常数 $K_{x} =$ (写出含有α、b的计算式；对于反应 $m A (g) + n B (g) ⇌_{}^{} p C (g) + q D (g)$ ， $K_{x} = \frac{x^{p} (C) \cdot x^{q} (D)}{x^{m} (A) \cdot x^{n} (B)}$ ， x为物质的量分数)。其他条件不变， $H_{2} O (g)$ 起始量增加到 $5 m o l$ ，达平衡时， $α = 0.90 ， b = 0.65$ ，平衡体系中 $H_{2} (g)$ 的物质的量分数为(结果保留两位有效数字)。

(3)、氢氧燃料电池中氢气在(填“正”或“负”)极发生反应。

(4)、在允许 $O^{2 -}$ 自由迁移的固体电解质燃料电池中， $C_{n} H_{2 n + 2}$ 放电的电极反应式为。

(5)、甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→(用 $b ~ j$ 等代号表示)。

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35. 自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“

C a O - A l - H_{2} O

”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值(

Δ T

)随时间(t)的变化曲线，如图所示。

实验编号	反应物组成
a	$0.20 g$ $C a O$ 粉末 $5.0 m L$ $H_{2} O$
b	$0.15 g$ $A l$ 粉 $5.0 m L$ $H_{2} O$
c	$0.15 g$ $A l$ 粉 $5.0 m L$ 饱和石灰水
d	$0.15 g$ $A l$ 粉 $5.0 m L$ 石灰乳
e	$0.15 g$ $A l$ 粉 $0.20 g$ $C a O$ 粉末 $5.0 m L$ $H_{2} O$

回答下列问题：

(1)、已知：

① $C a O (s) + H_{2} O (l) = C a {(O H)}_{2} (s) Δ H_{1} = - 65.17 k J \cdot m o l^{- 1}$

② $C a {(O H)}_{2} (s) = C a^{2 +} (a q) + 2 O H^{-} (a q) Δ H_{2} = - 16.73 k J \cdot m o l^{- 1}$

③ $A l (s) + O H^{-} (a q) + 3 H_{2} O (l) = {[A l {(O H)}_{4}]}^{-} (a q) + \frac{3}{2} H_{2} (g) Δ H_{3} = - 415.0 k J \cdot m o l^{- 1}$

则 $C a O (s) + 2 A l (s) + 7 H_{2} O (l) = C a^{2 +} (a q) + 2 {[A l {(O H)}_{4}]}^{-} (a q) + 3 H_{2} (g)$ 的 $Δ H_{4} =$ $k J · m o l^{- 1}$ 。

(2)、温度为T时，

K_{s p} [C a {(O H)}_{2}] = x

，则

C a {(O H)}_{2}

饱和溶液中

c (O H^{-}) =

(用含x的代数式表示)。

(3)、实验a中，

4 m i n

后

Δ T

基本不变，原因是。

(4)、实验b中，

Δ T

的变化说明

A l

粉与

H_{2} O

在该条件下(填“反应”或“不反应”)。实验c中，前

3 m i n

的

Δ T

有变化，其原因是；

3 m i n

后

Δ T

基本不变，其原因是微粒的量有限。

(5)、下列说法不能解释实验d在

10 m i n

内温度持续升高的是____(填标号)。

A、反应②的发生促使反应①平衡右移 B、反应③的发生促使反应②平衡右移 C、气体的逸出促使反应③向右进行 D、温度升高导致反应速率加快

(6)、归纳以上实验结果，根据实验e的特征，用文字简述其发热原理。

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时间段/ $m i n$	产物Z的平均生成速率/ $m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$
0～2	0.20
0～4	0.15
0～6	0.10

实验	$c (N_{2}) / m o l \cdot L^{- 1}$	$c (H_{2}) / m o l \cdot L^{- 1}$	$c (N H_{3}) / m o l \cdot L^{- 1}$	$v / m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$
1	m	n	p	q
2	2m	n	p	2q
3	m	n	0.1p	10q
4	m	2n	p	2.828q

反应时间 $/ μ s$	0	4	8	12	t	20
$H_{2} O$ 浓度 $/ p p m$	0	2440	3200	3600	4000	4100

温度/℃	700	800	830	1000
平衡常数	1.67	1.11	1.00	0.59