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第1頁/共1頁2025北京高三(上)期末化學匯編化學反應(yīng)與電能章節(jié)綜合一、單選題1.(2025北京石景山高三上期末)下列關(guān)于能源和作為能源的物質(zhì)說法不正確的是()A.燃料電池將熱能轉(zhuǎn)化為電能B.綠色植物進行光合作用時可將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能C.物質(zhì)的化學能可經(jīng)過放熱反應(yīng)被人們利用D.化石能源內(nèi)部蘊藏著大量的能量2.(2025北京西城高三上期末)下列方程式與所給事實不相符的是()A.金屬鈉與水反應(yīng):B.氨的催化氧化反應(yīng):C.鐵絲和氯氣在加熱條件下反應(yīng):D.鋼鐵在中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕,正極反應(yīng):3.(2025北京石景山高三上期末)習慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫氯堿工業(yè),一個單元槽的電解原理示意圖如下,下列說法不正確的是()A.陰極的電極反應(yīng):B.在陽極,比容易失去電子C.中間的離子交換膜選用陰離子交換膜D.電解飽和食鹽水可以得到三種重要的化工產(chǎn)品:、和4.(2025北京石景山高三上期末)一種全釩液流電池放電狀態(tài)的工作原理示意圖如下。下列說法正確的是()A.放電時,穿過質(zhì)子交換膜進入負極室B.放電時,正極的反應(yīng)為C.充電時,負極室的升高D.充電時,電極a應(yīng)連接電源的負極5.(2025北京石景山高三上期末)下列電化學實驗裝置與實驗?zāi)康幕蛟聿幌喾氖牵ǎ嶒災(zāi)康幕蛟鞟.鐵與硫酸銅的反應(yīng)形成原電池B.鐵片上鍍銅實驗裝置實驗?zāi)康幕蛟鞢.鐵的吸氧腐蝕D.電解食鹽水制備Cl2和NaOH實驗裝置A.A B.B C.C D.D6.(2025北京石景山高三上期末)一種基于電解原理的濕法冶鐵裝置如圖所示,電解過程中,下列說法不正確的是()A.陽極生成的氣體為Cl2B.OH?移向陽極區(qū)補充溶液中陰離子的減少C.陰極反應(yīng):Fe2O3+6e?+3H2O=2Fe+6OH?D.陰極區(qū)溶液的pH升高7.(2025北京房山高三上期末)下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是()A.溶液與溶液反應(yīng):B.溶液與溶液反應(yīng):C.用溶液將水垢中的轉(zhuǎn)化為溶于酸的:D.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時負極反應(yīng):8.(2025北京房山高三上期末)回收利用工業(yè)廢氣中的和,實驗原理示意圖如下。下列說法不正確的是()A.裝置溶液中B.裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的C.裝置中陰極反應(yīng)式為D.通電一段時間后,裝置中陽極區(qū)溶液降低9.(2025北京西城高三上期末)一種二次電池的工作原理示意圖如圖所示,采用惰性電極材料,將和分別溶解在溶液中配成電解質(zhì)溶液,關(guān)閉,電子由電源沿導線流向M極。下列說法不正確的是()A.充電時,M極為陰極B.充電時,N極反應(yīng):C.放電時,通過陽離子交換膜從負極室移向正極室D.放電時,當電路中轉(zhuǎn)移時,生成X10.(2025北京海淀高三上期末)堿性鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖。該電池放電時發(fā)生反應(yīng):。下列說法正確的是()A.Zn發(fā)生還原反應(yīng)B.正極發(fā)生反應(yīng)C.電池工作時向正極方向移動D.理論上,每轉(zhuǎn)移0.1mol電子,有8.8gMnOOH生成二、填空題11.(2025北京石景山高三上期末)H2O2是重要的化學試劑,在實驗室和生產(chǎn)實際中應(yīng)用廣泛。(1)多角度認識物質(zhì),有助于我們更全面地認識物質(zhì)的化學性質(zhì)。i.元素化合價角度①H2O2催化分解反應(yīng)中體現(xiàn)了H2O2的(填化學性質(zhì))。②H2O2與SO2反應(yīng),只做氧化劑,寫出化學反應(yīng)方程式。③H2O2可使酸性KMnO4溶液褪色,在反應(yīng)中只做還原劑,發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。實驗室常用酸性KMnO4溶液測定H2O2的濃度。取10.00mLH2O2溶液樣品于錐形瓶中,加水稀釋至50.00mL,滴入0.10mol?L-1KMnO4溶液20.00mL,恰好完全反應(yīng)。則原樣品中H2O2的物質(zhì)的量濃度是mol·L-1。ii.物質(zhì)類別角度④H2O2是一種二元弱酸,寫出第一步電離方程式:;H2O2與過量的Ca(OH)2反應(yīng)的化學方程式為。(2)直接H2O2-H2O2燃料電池是一種新型化學電源,其工作原理如圖所示。電池總反應(yīng)為:2H2O2=O2↑+2H2O①電極為極。②電極的反應(yīng)式為:。③該電池的設(shè)計利用了H2O2氧化性、還原性受的影響造成的差異。12.(2025北京海淀高三上期末)氯堿工業(yè)是以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的工業(yè),電解裝置的示意圖如下。(1)電解飽和食鹽水總反應(yīng)的化學方程式為。電解時需加鹽酸控制陽極區(qū)溶液pH在2~3,結(jié)合生產(chǎn)目的解釋原因:。(2)儲存飽和食鹽水的金屬設(shè)備容易發(fā)生電化學腐蝕,食鹽水的流動和攪拌會加劇腐蝕,原因是。(3)淡鹽水補食鹽后可循環(huán)利用,但其中溶解的會部分轉(zhuǎn)化為,造成設(shè)備腐蝕。需向淡鹽水中加入鹽酸脫除,補全該反應(yīng)的離子方程式:。______________________。(4)陽離子交換膜是一種復合高分子材料,其靠近陰極的一側(cè)富含,可排斥陰離子,因而具有離子選擇透過性。若陽極室酸性過強,陽離子交換膜的選擇透過性會降低,原因是。三、解答題13.(2025北京房山高三上期末)碳酸二甲酯是一種環(huán)保且用途廣泛的化工原料,可采用多種方法進行制備。(1)方法一:早期以、和為原料,為催化劑,采用液相法合成。反應(yīng)分兩步進行:反應(yīng)i.寫出反應(yīng)ii的化學方程式:。(2)方法二:用和直接合成。反應(yīng)的熱化學方程式為:
。①在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列措施能提升甲醇平衡轉(zhuǎn)化率的是(填序號)。a.增大壓強b.增大和的投料比c.及時分離出②一定條件下,測得單位時間的產(chǎn)率隨溫度變化如圖所示。分析產(chǎn)率隨溫度變化的原因(忽略溫度對催化劑活性的影響)。(3)方法三:以為原料,通過電化學法合成,工作原理如圖所示。①b是電解池的極。②電解過程中生成的電極反應(yīng)式是。(4)以為原料制備,有助于實現(xiàn)碳中和,請結(jié)合化學反應(yīng)原理對方法二提出優(yōu)化建議。14.(2025北京海淀高三上期末)釕(Ru)是貴金屬,在醫(yī)療、催化等方面有重要應(yīng)用。熔融-氧化-蒸餾法是工業(yè)上回收廢釕催化劑中Ru的一種方法,流程如下。已知:ⅰ.易揮發(fā),加熱時容易分解成和。ⅱ.隨溫度升高,溶解度增大。(1)廢釕催化劑中的釕單質(zhì)和經(jīng)堿熔焙燒生成,其中的作用是。(2)如圖1所示,蒸餾溫度高于80℃時,蒸餾收率隨著溫度的升高而降低,可能的原因是。(3)氧化-蒸餾時選用硫酸酸化而非鹽酸,原因是(用離子方程式表示)。(4)獲得晶體的操作A包括加熱濃縮、、。(5)用交替電解法可剝落舊電極表面的催化涂層,再用熔融-氧化-蒸餾法回收Ru。已知:ⅰ.電解時會生成Ru、和,新生成的含釕物質(zhì)在電極上的附著力弱。ⅱ.電解一段時間后,惰性陽極可能被部分氧化,導電能力降低。①交替電解裝置如圖2,每隔5~6分鐘改變一次電流方向。電解時兩電極上均有少量氣泡產(chǎn)生。剛通電時,陽極的電極反應(yīng)式為、。②用交替電解法剝落涂層的效率較高,可能的原因有(填序號)。a.含釕物質(zhì)可同時從a、b兩電極上脫落b.陰極上,全部電子均用于還原c.電流變向后,部分氧化的陽極被還原,電阻減小15.(2025北京石景山高三上期末)某小組探究銅和雙氧水在不同條件下的反應(yīng)。資料:還原反應(yīng)中,增大反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度,氧化劑的氧化性增強;氧化反應(yīng)中,增大反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度,還原劑的還原性增強。(1)實驗過程實驗I實驗II實驗III操作30%的溶液中,加入光亮銅片30%的溶液中,加入光亮銅片,滴加稀硫酸30%的溶液中,滴加的氨水,加入光亮銅片現(xiàn)象開始無明顯現(xiàn)象,較長時間溶液變?yōu)闇\藍色,取出銅片晾干,表面有藍色沉淀物銅片表面產(chǎn)生少量氣泡,隨著反應(yīng)的進行,氣泡越來越多,溶液很快變藍,取出銅片晾干,鋼片依然保持光亮立即產(chǎn)生大量氣泡,溶液顏色變?yōu)樯钏{色,取出鋼片晾干,表面有藍色沉淀物①實驗I中的藍色沉淀物是。②實驗II中發(fā)生的反應(yīng)有。③實驗III中溶液呈深藍色,是因為含有離子。④參照實驗III的操作進行實驗IV:溶液加入氨水后,加入一定量的固體,攪拌溶解后,加入光亮的銅片,立即產(chǎn)生大量氣泡,溶液顏色變?yōu)樯钏{色,取出銅片晾干,銅片依然保持光亮。解釋銅片依然保持光亮的原因。(2)分析解釋①實驗I中銅和的電極反應(yīng)式:i.還原反應(yīng):ii.氧化反應(yīng):。②實驗II比實驗I溶液更快變藍的原因可能是:加入稀硫酸,的氧化性,采用下圖電化學裝置進行驗證,實驗操作及現(xiàn)象。③實驗III比實驗I溶液更快變藍的原因可能是。16.(2025北京石景山高三上期末)在國民經(jīng)濟中占有重要地位??刹扇〔煌姆椒ㄖ苽?。(1)氨的發(fā)現(xiàn):科學家在加熱氯化銨和石灰(主要成分是)混合物時發(fā)現(xiàn)氨,寫出反應(yīng)的化學方程式。(2)氰化法制氨:以為氮源兩步合成氨。①第I步產(chǎn)物還有單質(zhì),則反應(yīng)中(填序號)。a.是氧化劑
b.是還原劑
c.既是氧化劑又是還原劑②第II步產(chǎn)物還有,反應(yīng)的化學方程式為。(3)直接合成法制氨是人類科學技術(shù)的一項重大突破,其反應(yīng)如下:
若斷裂、需要吸收的能量分別為、,則斷裂需要吸收的能量為。(4)電化學氮還原合成氨是未來合成氨工藝最有潛力的前沿技術(shù)。水相電解是最早實現(xiàn)低溫合成氨的體系。①以溶液為離子導體的示意圖如圖所示,陰極的電極反應(yīng)是。②以稀硫酸為離子導體,氮還原的選擇性較低。在稀硫酸中添加聚乙二醇,能顯著提高氮還原的選擇性,其原理如下。聚乙二醇不影響的擴散。聚乙二醇能,有效抑制的擴散。17.(2025北京西城高三上期末)人工固氮對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。(1)工業(yè)合成氨。①和合成反應(yīng)的化學方程式是。②下列措施中,既有利于提高合成氨反應(yīng)限度又有利于增大其反應(yīng)速率的是。a.升高溫度
b.增大壓強
c.使用催化劑(2)中國科學家研究合金催化劑電催化還原制,裝置如圖1所示。①陰極生成,其電極反應(yīng)式是。②用相同的電解裝置和試劑進行實驗,證明來自電催化還原,需排除以下可能:?。h(huán)境和電解池中存在微量的。ⅱ.合金與、直接反應(yīng)生成。下列實驗和結(jié)果能同時排除ⅰ、ⅱ的是。資料:自然界中的豐度:為99.6%,為0.4%。a.用Ar代替進行實驗,電解后未檢測到b.用代替進行實驗,電解后僅檢測到c.不通電進行實驗,未檢測到③的生成速率、和的法拉第效率(FE)隨陰極的電勢變化如圖2和圖3所示。資料:ⅰ.相同條件下,陰極的電勢越低,電流越大。ⅱ.某電極上產(chǎn)物B的陰極的電勢由降到時,的生成速率增大。陰極的電勢繼續(xù)降低,的生成速率反而減小。結(jié)合解釋的生成速率減小的原因:。(3)用滴定法測定溶液中的物質(zhì)的量濃度的一種方法如下。Ⅰ.取含的待測溶液。Ⅱ.加入過量的溶液。Ⅲ.蒸餾,將蒸出的用過量的溶液吸收。Ⅳ.加入甲基橙指示劑,用溶液滴定吸收液中過量的,消耗的溶液體積為。計算待測溶液中的物質(zhì)的量濃度時用到的溶液體積:和。
參考答案1.A【詳解】A.燃料電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能,A錯誤;B.綠色植物通過光合作用,將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為有機物,可將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能,B正確;C.物質(zhì)通過燃燒或化學反應(yīng),將物質(zhì)的化學能可經(jīng)過放熱反應(yīng)被人們利用,C正確;D.化石能源通過燃燒釋放出熱量,化石能源內(nèi)部蘊藏著大量的能量,D正確;答案選A。2.C【詳解】A.金屬鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,離子方程式為,故A正確;B.氨的催化氧化生成一氧化氮和水,化學方程式為,故B正確;C.鐵絲和氯氣中加熱生成三氯化鐵,化學方程式為,故C錯誤;D.吸氧腐蝕的正極反應(yīng)為氧氣得到電子生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為,故D正確;故答案為C。3.C【分析】在左側(cè)電極氯離子失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,該電極為陽極,則右側(cè)為陰極,陰極水中氫離子放電生成氫氣,鈉離子通過離子交換膜移向陰極,故離子交換膜為陽離子交換膜,據(jù)此分析解答。【詳解】A.陰極水中氫離子放電生成氫氣,電極反應(yīng)式為:,故A正確;B.在陽極,同時存在、,最終生成氯氣,可知放電能力強于,故B正確;C.由上述分析可知鈉離子通過離子交換膜移向陰極,故離子交換膜為陽離子交換膜,故C錯誤;D.電解飽和食鹽水時陽極得到,陰極得到和,故D正確;故選:C。4.B【分析】放電時,正極室發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:,負極室發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:V2+-e-=V3+,H+通過質(zhì)子交換膜由負極室移向正極室?!驹斀狻緼.放電時,穿過質(zhì)子交換膜進入正極室,A錯誤;B.根據(jù)電子的移動方向,正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng),正極的反應(yīng)為:,B正確;C.充電時,H+由正極室移向負極室,負極室H+濃度增大,降低,C錯誤;D.充電時,電極a為陽極,應(yīng)連接電源的正極,D錯誤;答案選B。5.D【詳解】A.Fe、Cu與硫酸銅溶液可以形成原電池,活潑金屬Fe為負極,Cu為正極,A不符合題意;B.鐵片上鍍銅用銅作陽極,鐵片做陰極,含銅離子的溶液做電解質(zhì)溶液,B不符合題意;C.Fe和Cu做電極,NaCl溶液做電解質(zhì)溶液,可以發(fā)生吸氧腐蝕,C不符合題意;D.電解食鹽水不能用Cu做陽極,應(yīng)該用惰性電極作陽極,D符合題意;答案選D。6.B【分析】裝置圖中右側(cè)為飽和食鹽水,右側(cè)電極上生成氣體,則右側(cè)為電解池的陽極,氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng):2C1--2e-=Cl2↑;左側(cè)電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),F(xiàn)e2O3在堿性條件下轉(zhuǎn)化為Fe,電極反應(yīng):Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-,中間為陽離子交換膜,Na+由陽極移向陰極?!驹斀狻緼.右側(cè)為陽極,氯離子失去電子生成氯氣,A正確;B.中間是陽離子交換膜,OH-離子不能移動,B錯誤;C.由分析可知,陰極反應(yīng):Fe2O3+6e?+3H2O=2Fe+6OH?,C正確;D.根據(jù)陰極反應(yīng):Fe2O3+6e?+3H2O=2Fe+6OH?,生成有OH-,陰極區(qū)pH值升高,D正確;答案選B。7.B【詳解】A.是弱酸,保留化學式,故正確的離子方程式為,故A錯誤;B.溶液與溶液反應(yīng)生成氫氧化銅與硫酸鋇,離子方程式為,故B正確;C.用溶液將水垢中的轉(zhuǎn)化為,離子方程式為,故C錯誤;D.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時負極反應(yīng):,故D錯誤;答案選B。8.A【分析】根據(jù)圖知,含CO2和SO2的廢氣通入NaHCO3溶液中,得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液和CO2,發(fā)生的反應(yīng)為2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O,電解池中,左側(cè)電極上失電子生成,該電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,電解質(zhì)溶液呈堿性,陽極反應(yīng)式為-2e-+2OH-=+H2O,則通入CO2的電極為陰極,陰極反應(yīng)式為CO2+2e-+2H+=HCOOH。【詳解】A.NaHCO3溶液呈堿性,碳酸氫根離子水解程度大于其電離程度,,故A錯誤;B.NaHCO3溶液能和SO2反應(yīng)生成CO2,且不能和CO2反應(yīng),所以NaHCO3溶液能吸收SO2,故B正確;C.分析可知,裝置b中陰極反應(yīng)式為:CO2+2H++2e-=HCOOH,故C正確;D.通電一段時間后,裝置b中陽極電極反應(yīng):陽極反應(yīng)式為-2e-+2OH-=+H2O,氫氧根濃度減小,溶液酸性增強,陽極區(qū)溶液pH降低,故D正確;故選:A。9.D【分析】當關(guān)閉K1時,此裝置為電解池裝置,電子由電源沿導線流向M極,說明M極為陰極,電極反應(yīng)式為:,N極為陽極,電極反應(yīng)式為:;當關(guān)閉K2時,此裝置為原電池裝置,M極為負極,電極反應(yīng)式為:,N極為正極,電極反應(yīng)式為:,據(jù)此作答。【詳解】A.根據(jù)分析可知,關(guān)閉K1時,此裝置為電解池裝置,電子由電源沿導線流向M極,說明M極為陰極,故A不符合題意;B.根據(jù)分析可知,N極為陽極,陽極上失電子生成,電極反應(yīng)式為:,故B不符合題意;C.根據(jù)分析可知,放電時,即關(guān)閉K2時,M極為負極,N極為正極,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動,因此通過陽離子交換膜從負極室移向正極室,故C不符合題意;D.根據(jù)分析可知,放電時,M極為負極,電極反應(yīng)式為:,因此當電路中轉(zhuǎn)移時,生成1mol,故D符合題意;故選D。10.D【分析】堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH,負極為鋅失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),正極為二氧化錳,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,據(jù)此分析。【詳解】A.負極是金屬鋅,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),故A錯誤;B.正極上得電子,發(fā)生還原反應(yīng),所以正極的電極反應(yīng)式為:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,故B錯誤;C.電池工作時,陰離子向負極移動,則OH-通過向負極移動,故C錯誤;D.反應(yīng)中錳元素的化合價由+4價降低到+3價,則每轉(zhuǎn)移0.1mol電子,有0.1mol×88g/mol=8.8gMnOOH生成,故D正確;故選:D。11.(1)氧化性、還原性H2O2+SO2=H2SO40.5H2O2H++H2O2+Ca(OH)2=CaO2+2H2O(2)負極H2O2+2e-+2H+=2H2O酸堿性或pH【詳解】(1)①催化分解反應(yīng)為,該反應(yīng)中O元素化合價即有升高,又有降低,體現(xiàn)了即具有氧化性又具有還原性;②與反應(yīng),只做氧化劑,則生成硫酸,化學方程式:;③根據(jù)化學方程式,2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O,則2KMnO4~5H2O2,則反應(yīng)的H2O2的物質(zhì)的量為=510-3mol,則該溶液的濃度為=0.5mol·Lˉ1;④是一種二元弱酸,第一步電離方程式為:;與過量反應(yīng)生成過氧化鈣和水,化學方程式為:;(2)原電池中,電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動。外電路中電子由負極流向正極;所以電極Ⅰ為負極,失去電子,電極反應(yīng)式為H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2;電極Ⅱ為正極,得電子,電極反應(yīng)式為H2O2+2e-+2H+=2H2O;據(jù)此分析解題;①由分析,電極Ⅰ為負極;②由分析,電極Ⅱ為正極,得電子,電極反應(yīng)式為H2O2+2e-+2H+=2H2O;③根據(jù)兩電極反應(yīng)物相同,分別發(fā)生氧化、還原反應(yīng)可知,H2O2在不同的酸堿性條件下的氧化性、還原性不同。12.(1)增大,使平衡逆向移動,減少氯氣的消耗(2)增加氧氣與食鹽水的接觸,促進氧氣的溶解,加劇金屬的吸氧腐蝕(3)(4)通過陽離子交換膜遷移至陰極室一側(cè),與膜上的生成,對陰離子的排斥力降低【詳解】(1)電解飽和食鹽水過程中Cl-在陽極失去電子生成Cl2,H2O在陰極得到電子生成H2和OH-,總方程式為:,解時需加鹽酸控制陽極區(qū)溶液pH在2~3,原因是:增大,使平衡逆向移動,減少氯氣的消耗。(2)儲存飽和食鹽水的金屬設(shè)備容易發(fā)生電化學腐蝕,食鹽水的流動和攪拌會加劇腐蝕,原因是:增加了氧氣與食鹽水的接觸,促進氧氣的溶解,加劇金屬的吸氧腐蝕。(3)和Cl-在酸性環(huán)境中發(fā)生歸中反應(yīng)生成Cl2,Cl元素化合價由+5價下降到0價,又由-1價上升到0價,根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式為:。(4)若陽極室酸性過強,陽離子交換膜的選擇透過性會降低,原因是:通過陽離子交換膜遷移至陰極室一側(cè),與膜上的生成,對陰離子的排斥力降低。13.(1)(2)ac溫度低于時,隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,單位時間產(chǎn)率增大。溫度高于時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,化學平衡向著逆反應(yīng)方向移動,產(chǎn)率降低(3)陰(4)高效分離碳酸二甲酯或水、尋低溫高效催化劑、二氧化碳和甲醇循環(huán)使用、回收熱量用于原料預(yù)熱(其他合理答案)【詳解】(1)早期以CH3OH、CO和O2為原料,CuCl為催化劑,采用液相法合成(CH3O)2CO方程式為4CH3OH+2CO+O2=2(CH3O)2CO+2H2O,反應(yīng)ⅰ.4CH3OH+O2+4CuCl═4Cu(CH3O)Cl+2H2O,總反應(yīng)減去反應(yīng)ⅰ,可得反應(yīng)ⅱ,化學方程式:2Cu(CH3O)Cl+CO═2CuCl+(CH3O)2CO。(2)①a.該反應(yīng)是氣體體積減小得反應(yīng),增大壓強,平衡正向移動,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率提高,故a正確;b.增大CH3OH和CO2的投料比,相當于減小CO2的濃度,平衡逆向移動,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率降低,故b錯誤;c.及時分離出(CH3O)2CO,平衡正向移動,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率提高,故c正確;故答案為:ac;②(CH3O)2CO產(chǎn)率隨溫度變化的原因溫度低于140℃時,隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,(CH3O)2CO單位時間產(chǎn)率增大,溫度高于140℃時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,化學平衡向著逆反應(yīng)方向移動,產(chǎn)率降低。(3)①陰極上O2得到電子,陽極連接電源正極,陰極連接電源負極,則b為陰極,a為陽極;②a電極上是甲醇、一氧化碳發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO],為電解池的陽極,陽極的電極反應(yīng)式為2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+。(4)以CO2為原料制備(CH3O)2CO,有助于實現(xiàn)碳中和,優(yōu)化建議高效分離碳酸二甲酯或水、尋低溫高效催化劑、二氧化碳和甲醇循環(huán)使用、回收熱量用于原料預(yù)熱。14.(1)作氧化劑(2)受熱易分解或生成HClO受熱分解等(3)(4)冷卻結(jié)晶過濾(洗滌)(5)ac【分析】廢釕催化劑和KOH、KNO3在650℃進行焙燒,廢釕催化劑中的釕單質(zhì)和經(jīng)堿熔焙燒生成,堿熔渣與NaClO、硫酸在減壓蒸餾下得到蒸氣,與濃鹽酸反應(yīng)得到溶液,由于隨溫度升高,溶解度增大,故溶液經(jīng)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)即可得到晶體,通入H2還原即可得到Ru,據(jù)此回答?!驹斀狻浚?)由分析知,廢釕催化劑和KOH、KNO3在650℃進行焙燒,廢釕催化劑中的釕單質(zhì)和經(jīng)堿熔焙燒生成,釕單質(zhì)和中Ru的化合價均升高,被氧化,故KNO3作為氧化劑;(2)由已知ⅰ知:易揮發(fā),加熱時容易分解成和,故蒸餾溫度高于80℃時,蒸餾收率隨著溫度的升高而降低,可能的原因是受熱易分解或生成HClO受熱分解等;(3)由分析知,氧化-蒸餾時,用NaClO作為氧化劑,若使用鹽酸,NaClO與鹽酸發(fā)生反應(yīng),故選用硫酸酸化而非鹽酸;(4)由已知ⅱ知:隨溫度升高,溶解度增大,故溶液經(jīng)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)即可得到晶體;(5)①剛通電時,由于電解時兩電極上均有少量氣泡產(chǎn)生,故水會在陽極失去電子生成氧氣,電極反應(yīng)式為,RuO2也會在陽極失去電子生成,電極反應(yīng)式為;②a.由于每隔5~6分鐘改變一次電流方向,使得電極a、b交替作為陽極和陰極,含釕物質(zhì)可同時從a、b兩電極上脫落,提高了剝落RuO2涂層的效率,a正確;b.陰極上除了RuO2得到電子被還原外,溶液中的H+也可能得到電子生成H2(因為電解時兩電極上均有少量氣泡產(chǎn)生),并非全部電子均用于還原RuO2,b錯誤;c.已知電解一段時間后,惰性陽極可能被部分氧化,導電能力降低,而電流變向后,原來被氧化的陽極變?yōu)殛帢O,部分氧化的陽極被還原,電阻減小,有利于電解的進行,從而提高了剝落RuO2涂層的效率,c正確;故選ac。15.(1)、加入固體,結(jié)合,使溶液堿性減弱,銅片依然保持光亮(2)增強向右側(cè)雙氧水中加入一定量硫酸鈉固體,待固體溶解后,閉合開關(guān);待靈敏電流計指針穩(wěn)定后,先向電極一側(cè)滴加稀硫酸,指針偏轉(zhuǎn)幅度沒有明顯變化;再向石墨電極一側(cè)滴加稀硫酸,指針偏轉(zhuǎn)幅度增大加入氨水生成,的還原性增強是主要原因【分析】根據(jù)實驗I現(xiàn)象可知,Cu與H2O2反應(yīng)較慢,生成藍色沉淀為Cu(OH)2,實驗I和實驗II對比可知,實驗II中加入硫酸,酸性增強,H2O2的氧化性增強,酸性條件下生成Cu2+,沒有沉淀生成,Cu2+對H2O2的分解起到催化劑作用,有氣泡O2產(chǎn)生,實驗III和實驗I對比,加入了氨水,生成深藍色溶液是[Cu(NH3)4]2+,增加了反應(yīng)物濃度,減少了生成物Cu2+濃度,還原劑Cu的還原性增強?!驹斀狻浚?)①實驗I的藍色沉淀物為Cu(OH)2;②實驗II的現(xiàn)象是有氣泡生成,溶液變藍色,發(fā)生的反應(yīng)有:、;③實驗III中溶液呈深藍色,是因為生成的Cu2+與NH3分子形成配離子[Cu(NH3)4]2+;④實驗III中Cu表面依然有藍色沉淀Cu(OH)2,原因是溶液的堿性較強,加入水解呈酸性的(NH4)2SO4,同時還可以增大NH3·H2O濃度,使Cu(OH)2轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2+,銅片依然保持光亮。(2)①利用原電池原理,H2O2具有氧化性,作為正極反應(yīng)物,電極反應(yīng)式為:;Cu為負極反應(yīng)物,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:;②加入硫酸,氧化劑H2O2的氧化性增強;驗證加入稀硫酸,的氧化性增強的操作及現(xiàn)象是:向右側(cè)雙氧水中加入一定量硫酸鈉固體,待固體溶解后,閉合開關(guān);待靈敏電流計指針穩(wěn)定后,先向電極一側(cè)滴加稀硫酸,指針偏轉(zhuǎn)幅度沒有明顯變化,說明增大反應(yīng)物濃度,Cu的還原性沒有增強;再向石墨電極一側(cè)滴加稀硫酸,指針偏轉(zhuǎn)幅度增大,說明H2O2的氧化性增強了;③實驗III比實驗I加入了氨水,增大了反應(yīng)物濃度,溶液更快變藍的原因可能是還原劑的還原性增強。16.(1)(2)b(3)(4)與形成氫鍵【
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