河北省张家口市张垣联盟2023-2024学年高三上学期12月阶段测试化学试题（解析版）.docx

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2023-2024学年第一学期12月高三阶段测试卷化学试卷注意事项：1.本试卷共100分，考试时间75分钟。2.请将各题答案填在答题卡上。可能用到的相对原子质量：H-1C-12O-16Na-23Mg-24Si-28P-31S-32Ni-59Cu-64Zn-65一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是A.“神舟17号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料B.北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其所用芯片的主要成分为SiC.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是电化学保护法的牺牲阳极法D.二硫化钼是我国科学家自主研制的能导电、能储存能量的二维材料，这种材料属于新型有机功能材料【答案】D【解析】【详解】A．高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料，选项A正确；B．芯片的主要成分为，选项B正确；C．镁活泼性强，与热水器金属内胆接触，再与自来水形成原电池结构，镁做负极消耗，使内胆免于锈蚀，原理是电化学保护法的牺牲阳极法，选项C正确；D．二硫化钼属于无机物，不属于新型有机功能材料，属于新型无机非金属材料，选项D错误；答案选D2.实验室制备下列气体的方法可行的是A.硫在空气中燃烧制备B.硫化钠和浓硫酸混合制备C.铜和浓硝酸制备D.加热氯化铵制备【答案】C【解析】【详解】A．硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫需催化氧化才能制得三氧化硫，A错误；B．，B错误；第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 2023-2024学年第一学期12月高三阶段测试卷化学试卷注意事项：1.本试卷共100分，考试时间75分钟。2.请将各题答案填在答题卡上。可能用到的相对原子质量：H-1C-12O-16Na-23Mg-24Si-28P-31S-32Ni-59Cu-64Zn-65一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是A.“神舟17号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料B.北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其所用芯片的主要成分为SiC.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是电化学保护法的牺牲阳极法D.二硫化钼是我国科学家自主研制的能导电、能储存能量的二维材料，这种材料属于新型有机功能材料【答案】D【解析】【详解】A．高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料，选项A正确；B．芯片的主要成分为，选项B正确；C．镁活泼性强，与热水器金属内胆接触，再与自来水形成原电池结构，镁做负极消耗，使内胆免于锈蚀，原理是电化学保护法的牺牲阳极法，选项C正确；D．二硫化钼属于无机物，不属于新型有机功能材料，属于新型无机非金属材料，选项D错误；答案选D2.实验室制备下列气体的方法可行的是A.硫在空气中燃烧制备B.硫化钠和浓硫酸混合制备C.铜和浓硝酸制备D.加热氯化铵制备【答案】C【解析】【详解】A．硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫需催化氧化才能制得三氧化硫，A错误；B．，B错误；第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 C．，C正确；D．氯化铵固体受热分解生成氯化氢与氨气，二者在低温的试管口处会重新反应生成氯化铵并堵塞导管，D错误。故选C。3.下列有关化学用语的表示正确的是A.的电子式：B.分子中键的形成：C.的空间结构为四面体形D.基态As原子的简化电子排布式：【答案】B【解析】【详解】A．分子中原子与每个原子共用两对电子，电子式为：，A错误；B．分子中键的形成为：，B正确；C．中价层电子对数为3，无孤对电子，故空间结构为平面三角形，C错误；D．基态As原子的简化电子排布式为，D错误；故选B。4.下列说法正确的是A.因为表面有氧化铝保护层，所以可用铝制餐具存放酸性及碱性食物B.在稀溶液中：，若将含的浓硫酸与的溶液混合，放出的热量为C.工业上以纯碱、石膏和石英砂为原料制取玻璃D.与混合充分反应，则反应中转移电子的物质的量小于【答案】D【解析】【详解】A．铝和氧化铝均能与酸、碱发生化学反应，则铝制餐具不能存放酸性及碱性食物，A错误；B．含的浓硫酸与溶液混合，除了酸碱中和反应还伴随浓硫酸的稀释放热，放出的热量大于，B错误；第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 C．工业上以纯碱、石灰石和石英砂为原料制取玻璃，C错误；D．与混合充分反应，因该反应是可逆反应不能实现氮气的完全转化，则反应中转移电子的物质的量小于，D正确。故选D。5.设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A.28.4g含键的数目为B.电解精炼铜时，当电路中通过的电子数为时，理论上阳极减重C.反应中，每有被还原，转移电子数为D.的溶液中和的数目之和大于【答案】C【解析】【详解】A．该物质分子式为，1个该分子含有16个键，因此该物质中含有键数目为，A错误；B．电解精炼铜，当电路中通过的电子数为时，阳极先是锌铁等比铜活泼的金属失电子，故减重质量无法计算，B错误；C．根据反应方程式可知，反应中的氧化剂为，的化合价由+7价降低为+4价，参与反应，转移电子数目为，C正确；D．的溶液的体积未知，无法计算，D错误；故选C。6.下列离子方程式书写正确的是A.用铜作电极电解硫酸铜溶液：B.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气反应：C.向溶液中滴加溶液至刚好沉淀完全：第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 D.浓氨水中滴加少量硫酸铜溶液：【答案】C【解析】【详解】A．用铜作电极电解硫酸铜溶液，铜为活性电极优先于氢氧根离子放电，不会生成氧气，A错误；B．氯气先氧化碘离子，再氧化亚铁离子，和以反应时，氯气只氧化碘离子，离子方程式为，B错误；C．向溶液中逐滴加入溶液至刚好沉淀完全，二者的物质的量相等，反应的离子方程式为：，C正确；D．浓氨水中滴加少量硫酸铜溶液，反应生成四氨合铜离子：，D错误。故选C。7.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是A.甲：对比普通锌锰干电池，碱性锌锰电池的比能量和可储存时间均有所提高B.乙：负极的电极反应式为C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，消耗时内电路中有电子转移D.丁：电池放电过程中，负极质量逐渐变轻【答案】A【解析】【详解】A．对比普通锌锰干电池，碱性锌锰电池的比能量和可储存时间均有所提高，A正确；B．乙装置中，为负极，B错误；C．丙中锌较活泼，故锌为负极，锌失去电子发生氧化反应，锌筒会变薄，但是电子不会进入内电路，C错误；第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 D．电池放电过程中，铅和二氧化铅都反应生成硫酸铅，负极铅转化为硫酸铅，质量增加，D错误。故选A。8.下列装置用于实验室制取并回收，下列有关说法错误的是A.装置甲制取气体存在设计缺陷，将长颈漏斗改为分液漏斗B.装置乙收集气体时气流应短进长出C.装置丙进行的尾气处理时通入足量氧气可保证尾气吸收充分D.装置丁蒸干溶液可获得固体【答案】D【解析】【详解】A．为避免气体从长颈漏斗逸出，改为分液漏斗，A正确；B．NO不溶于水，能与氧气反应，只能用排水法收集，气流应短进长出，B正确；C．不与溶液反应，通入足量氧气可以发生反应吸收充分，C正确；D．硝酸铜溶液中存在，加热促进水解，易挥发或受热分解，有利于平衡正向进行。因此采用该方法不能得到硝酸铜固体，D错误；故选D9.实验是科学探究的重要手段，下列实验操作或方案正确且能达到预期目的的是选项ABCD第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 实验操作或方案实验目的是吸热反应可用来制备小苏打制取氨气并测量体积测定中和反应反应热A.AB.BC.CD.D【答案】B【解析】【详解】A．热水中气体颜色加深说明平衡向生成二氧化氮方向移动，是放热反应，A错误；B．氨气极易溶于水，不能插入液面下，先通氨气，后通二氧化碳可制得碳酸氢钠，B正确；C．制取方法正确，但氨气极易溶于水，不能用排水法测量体积，C错误；D．不锈钢搅拌棒易传导热量，造成热量较快损失，增大误差，D错误；故选B。10.A、B、C、D为短周期主族元素且原子序数依次增大，A是地壳中含量最高的元素，A的最外层电子数为C的最外层电子数的两倍，基态B原子的p轨道电子总数比s轨道电子总数多1且p轨道有一个未成对电子，C和D的价电子数之和等于B的价电子数。下列叙述错误的是A.原子半径：B.简单氢化物的稳定性：A>BC.分子具有正四面体结构D.C与D均位于金属与非金属分界线附近【答案】B【解析】【分析】A是地壳中含量最高的元素为O，A的最外层电子数为C的最外层电子数的两倍，A、B、C、D第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 为短周期主族元素且原子序数依次增大，C为Al；基态B原子的p轨道电子总数比s轨道电子总数多1且p轨道有一个未成对电子，B为F；C和D的价电子数之和等于B的价电子数则D为Si。【详解】A．由分析可知，A、B、C、D分别为：O、F、A1、Si，根据同一周期从左往右原子半径依次减小，同一主族从上往下原子半径依次增大，故原子半径即C>D>A>B，A正确；B．由分析可知，AO，B为F，非金属性F>O，则HF比稳定，B错误；C．由分析可知，B、D分别为：F、Si，即分子，其中心原子Si周围的价层电子对数为4，根据价层电子对互斥理论可知，具有正四面体结构，C正确；D．由分析可知，C为Al，D为Si，两者均位于金属与非金属分界线附近，D正确；故选B。11.下列化学活动所对应化学原理叙述错误的是选项化学活动化学原理A将石墨电极放入溶液中，连接小灯泡，接通电源后小灯泡变亮是电解质B用酵母菌发酵面粉催化剂可以加快反应速率C将铁钉分别放在有水和无水环境中观察较长时间钢铁在有水存在的条件下更容易生锈D附着S的试管用热的烧碱溶液清洗硫在碱性溶液中溶解度大A.AB.BC.CD.D【答案】D【解析】【详解】A．是电解质，的水溶液能够导电，故将石墨电极放入溶液中，连接小灯泡，接通电源，能观察到小灯泡变亮，A正确；B．酵母菌可以促进面粉的发酵，加快面粉的发酵速率，B正确；C．铁钉生锈是铁、氧气、水共同作用的结果，钢铁在有水存在的条件下更容易生锈，C正确；D．硫单质可以和热的烧碱溶液反应，不是溶解性的原因，D错误；故选D。第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 12.工业上利用和制备，相关化学键的键能如下表所示：化学键键能745436462.8413.4351已知：①实验测得：，，、为速率常数②温度为时，下列说法错误的是A.由题中数据可知：B.时，密闭容器充入浓度均为的、，反应至平衡，则体积分数为C.若温度为时，，则D.该反应在高温下可自发进行【答案】D【解析】【详解】A．反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和，反应，选项A正确；B．设平衡时生成甲酸的浓度为，根据三段式列式：则，解得，则体积分数为，选项B正确；C．由温度为时，可知。该反应为放热反应，温度越低，化学平衡常数越大，则反应温度，选项C正确；D．反应为气体体积缩小的放热反应，、，由吉布斯自由能公式第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 可知低温有利于本反应的自发进行，选项D错误；答案选D。13.用含的溶液吸收工业尾气中的和，获得和产品的工艺流程如下。下列说法正确的是A.和都是酸性氧化物B.装置Ⅱ中反应后溶液pH变大C.装置Ⅲ中阴极反应式为D.装置Ⅳ中为了提高反应速率可使用高温、高压、催化剂【答案】C【解析】【分析】SO2、NO是大气污染物，通过氢氧化钠溶液吸收得到亚硫酸氢钠，一氧化氮不反应，通过装置Ⅱ加入Ce4+发生氧化还原反应得到Ce3+、、等，和亚硫酸氢钠溶液混合，在电解池中通电电解得到Ce4+循环使用，装置Ⅲ中发生2Ce3++2=2Ce4+++2OH-，获得Na2S2O4，加入氨气和氧气在装置Ⅳ先发生2+O2═2，后生成NH4NO3。【详解】A．NO不是酸性氧化物，A错误；B．反应后酸性增强，减小，B错误；C．“装置Ⅲ”为电解槽，阴极发生还原反应生成，反应为，C正确；D．氨水具有挥发性，高温不利于氨气进入溶液反应，D错误；故选C。14.钠离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池。某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市并进行量产，电池结构如图所示。该电池的负极材料为(嵌钠硬碳)，正极材料为(普鲁士白)。在充、放电过程中，在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法正确的是第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 A.电池工作时，定向移动到负极B.放电时，负极的电极反应式为C.充电时，阳极的电极反应式为D.由于未使用稀缺锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低【答案】D【解析】【详解】A．在原电池中阳离子定向移动到正极，A错误；B．负极材料为嵌钠硬碳，相当于原子嵌在碳中，则中的为0价，放电时为负极，失去电子，电极反应式为，B错误；C．阳极应为失电子一极，C错误；D．锂比钠稀缺，钠离子电池生产成本低，D正确。故选D。二、非选择题：本题共4小题，共58分。15.世界卫生组织公布镍金属和镍合金是致癌物。请结合所学知识完成问题：（1）镍原子在周期表中的位置_______，其电子排布式为_______。（2）溶液与丁二酮肟的反应如下图，该反应可以用来鉴别。①丁二酮肟中同周期元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。②二(丁二酮肟)合镍(Ⅱ)中存在的化学键类型有_______(填标号)。A．极性键B．非极性键C．氢键D．配位键第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 （3）可以用来衡量酸的强弱。下表是部分酸的数据：物质(室温)2.861.290.65从表中数据可知，酸性：，请从物质结构角度解释原因_______。（4）某种镁、镍和碳三种元素形成的晶体具有超导性。该晶体可看作是镁原子位于顶点，镍原子位于面心的面心立方堆积(晶胞结构如图，未标出碳原子位置)，碳原子只填充在由镍构成的八面体空隙。①填充在八面体空隙的碳原子位于该晶胞的_______位置。②原子的分数坐标：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，若A点原子分数坐标，B点原子分数坐标，则碳原子的分数坐标为_______。③已知晶胞中相邻且最近的镁、碳原子间核间距为，为阿伏加德罗常数的值，其密度为_______(列出计算式即可)。【答案】（1）①.第4周期Ⅷ族②.或（2）①.②.ABD（3）Cl原子电负性大于H，物质分子中烃基中Cl原子数目越多，羧基H就越容易电离，其相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强（4）①.体心②.③.【解析】【分析】同周期元素，第一电离能随核电荷数增大整体呈增大趋势，需要注意第ⅡA、ⅤA第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 族的第一电离能比同周期相邻元素都要大。羧酸的酸性和羧基中羟基的极性有关，极性越大羧酸酸性越强。【小问1详解】镍是28号元素在周期表中的位置为：第4周期、第Ⅷ族，其核外电子排布为或，故答案为：第4周期Ⅷ族、或；小问2详解】同周期元素为C、N、O，同周期元素第一电离能随核电荷数增大而增大，但是N最高能级为2p3半充满，更稳定，其第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能；C-N、C-H为极性键，C-C为非极性键，N→Ni为配位键，氢键不是化学键，故答案为：、ABD；【小问3详解】元素电负性越大，对键合电子吸引力越大，Cl原子电负性大于H，使羧基的极性增强，羧基H原子更容易电离，物质分子中烃基中Cl原子数目越多，羧基H就越容易电离，其相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强，故答案为：Cl原子电负性大于H，物质分子中烃基中Cl原子数目越多，羧基H就越容易电离，其相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强；【小问4详解】碳原子只填充在由镍构成的八面体空隙可知C位于晶胞的体心，若A点原子分数坐标，B点原子分数坐标，则体心位置在xyz的投影都是，故C的坐标为，设晶胞边长为x则体心到顶点的距离为，镁、碳原子间核间距为有，，利用均摊法晶胞中Mg：、C：1，Ni：，晶胞的化学式为MgNi3C，因此晶胞的密度为：。故答案为：体心、、。16.钨在自然界的储量只有620万吨，以钨冶炼渣(主要含、、、CaO、MgO、Fe的氧化物以及少量重金属氧化物等)为原料，提炼制备电池级硫酸锰的工艺流程如下：第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 已知：一般难溶于酸溶液。（1）第一步酸浸后所得浸出液中金属阳离子包括，写出对应的离子方程式_______。（2）第二步中温度升高可以增大浸取速率，但高于50℃时浸取速率反而会下降，其可能的原因是_______。（3）第四步中加MnS的目的是_______。（4）溶解度曲线如图。从酸溶后的溶液中提取晶体的操作为_______、_______，然后可用_______洗涤再进行干燥和碾磨制得电池级硫酸锰。（5）如图硫酸锰电池在组装后发现导线中电流方向为石墨1→石墨2，则该装置负极的电极反应式为_______。【答案】（1）（2）双氧水受热分解（3）除去重金属离子（4）①.蒸发结晶②.趁热过滤③.热水（5）【解析】【分析】根据问题(1)以及流程可知，酸浸后得到的浸出液中含有Al3+、Ca2+、Fe3+、Mg2+、Fe2+第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 和重金属离子，部分Ca2+与反应生成CaSO4，SiO2和CaSO4不溶于酸存在于滤渣1中，浸出液中加入H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH使Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤后向滤液中加入MnF2使Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀，过滤后向滤液中加入MnS除去重金属离子，过滤后向滤液中加入Na2CO3使Mn2+转化为MnCO3沉淀，MnCO3溶于稀硫酸并且调节pH，最终得到电池级硫酸锰，据此分析；【小问1详解】第一步酸浸后所得浸出液中金属阳离子包括,结合流程及题意：一般难溶于酸溶液分析可知，是生成的亚铁离子再酸性条件下氧化了二氧化锰，故离子方程式为：。【小问2详解】第二步中温度升高可以增大浸取速率，但高于50℃时浸取速率反而会下降，其可能的原因是：双氧水受热分解。【小问3详解】根据上述分析，滤液中还含有重金属离子杂质，加入MnS的目的是让重金属离子转化成金属硫化物沉淀，故答案为除去重金属离子。【小问4详解】根据图像可知，当温度高于30℃后温度越高溶解度越小，从MnSO4溶液中提取MnSO4晶体的操作为：蒸发浓缩(蒸发结晶)、趁热过滤、热水洗涤、干燥；故答案为蒸发浓缩(蒸发结晶)、趁热过滤、热水洗涤。【小问5详解】如图硫酸锰电池在组装后发现导线中电流方向为石墨1→石墨2，结合图分析可知石墨2为电池的负极，则负极为锰离子失去电子，对应电极反应式为：。17.某化学学习小组经查阅资料发现：为紫色固体，微溶于溶液，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定。现制备高铁酸钾，测定其纯度并探究其性质。（1）制备(夹持装置略)第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 ①A为气体发生装置，写出对应的离子方程式_______。②装置B的作用为_______。③装置C中主要反应的化学方程式为_______。（2）探究的性质取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有。为证明是否是氧化了而产生，设计以下方案：方案Ⅰ取少量a于试管中，…方案Ⅱ用溶液充分洗涤C中所得固体，再用溶液将溶出，得到紫色溶液b；取少量b，滴加盐酸，有产生。①补全方案Ⅰ中实验步骤：取少量a于试管中，_______，但该离子的产生不能判断一定是被还原得到，还可能由_______产生(用离子反应方程式表示)。②方案Ⅱ可证明氧化了，用溶液洗涤的目的是_______。③小组同学对比方案Ⅱ实验和的制备实验发现：和的氧化性强弱关系相反，请你帮助解释出现矛盾的原因是_______。【答案】（1）①.②.除去氯气中的氯化氢杂质③.（2）①.滴加KSCN溶液，溶液呈红色②.③.排除的干扰或洗去，防止与在酸性条件下生成氯气④.溶液的酸碱性不同【解析】第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 【分析】装置A中KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2；由于Cl2中混有HCl(g)和H2O(g)，HCl(g)会消耗Fe(OH)3和KOH，装置B中盛放饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl(g)；C装置中Cl2与KOH、Fe(OH)3反应制备K2FeO4，在此装置中Cl2还可以直接与KOH反应生成KCl、KClO和H2O；D装置中NaOH溶液用于吸收多余Cl2，防止污染大气；【小问1详解】①根据题意，KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O，反应中Mn元素的化合价由+7价降至+2价，Cl元素的化合价由-1价升至0价，根据电子守恒和原子守恒配平，A中反应的化学方程式为；②装置B中盛放饱和食盐水，作用为除去氯气中的氯化氢杂质；③装置C中得到紫色固体和溶液，说明Cl2在碱性环境下将Fe(NO3)3氧化得到K2FeO4，根据电子守恒和元素守恒可得反应方程式为；【小问2详解】①方案Ⅰ中实验步骤：取少量a于试管中，滴加KSCN溶液，溶液呈红色；溶液a中含有Fe3+，Fe3+的产生不能判断与Cl-一定发生了反应，根据资料“K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2”，自身被还原成Fe3+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，可能的反应为；②方案Ⅱ可证明氧化了，用溶液洗涤的目的是排除的干扰或洗去，防止与在酸性条件下生成氯气；③制备K2FeO4的原理为，在该反应中Cl元素的化合价由0价降至-1价，Cl2是氧化剂，Fe元素的化合价由+3价升至+6价，Fe(NO3)3是还原剂，K2FeO4为氧化产物，根据同一反应中，氧化性：氧化剂＞氧化产物，得出氧化性Cl2＞；方案Ⅱ的反应为，由方案Ⅱ得出氧化性＞Cl2，实验表明，Cl2和氧化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，制备K2FeO4在碱性条件下，方案Ⅱ在酸性条件下，说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。18.当今世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。（1）一定条件下与发生反应时，生成CO、或的能量变化如图1第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 所示。其中，反应物和生成物略去。则与反应生成和的热化学方程式为_______。（2）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了与在催化剂表面生成和的部分反应历程如图2所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。反应历程中反应速率最快一步的能垒(活化能)的_______。并写出该历程的化学方程式_______。（3）向恒容绝热的密闭容器中充入与，进行反应，下列说法正确的是_______(填标号)。A容器中混合气体密度不变B.加入催化剂，可以降低反应的活化能及反应热C.及时分离出，可以使得正反应速率增大D容器内温度始终不变（4）催化重整制取的反应如下第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 主反应：副反应：某研究小组对实验条件温度与水醇比进行优化，实验结果见下图：①观察图3指出达到平衡时，最适宜的反应条件：_______，并解释原因：_______。②下图为图3和图4组合的平面图，实线为甲醇平衡转化率，虚线为物质的量分数。用铅笔在下图涂黑画出最优化的反应条件区域_______。【答案】18.19.①.0.61②.或20.A21.①.温度300℃、水醇比2.00②.升高温度，水醇比越大，甲醇转化率越大③.【解析】第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司 【小问1详解】由图像可以有下列热化学方程式：目标反应为：根据盖斯定律有④=2（②-①-③），则，故答案为：；【小问2详解】从左到右能垒分别为：0.89eV、0.68eV、1.21eV、0.61eV、0.83eV，反应最快则能垒最低，为0.61eV，对应的化学方程式为或，故答案为：0.61、或；【小问3详解】在恒容容器中都是气体参加的反应，密度是个恒定值，A正确；催化剂不能改变反应热，B错误；分离出及时分离出，生成物浓度减小，逆反应速率减小，正反应速率也随之逐渐减小，C错误；容器绝热，反应放热，容器中温度升高，D错误。故答案为A；【小问4详解】由图像可以看出，在温度300℃、水醇比2.00时甲醇的转化率较高，是因为两个反应都是吸热反应，升高温度，水醇比越大，甲醇转化率越大。由图2和图3可以看出，最优化的反应条件区域要求甲醇转化率高同时CO的物质的量分数小。故答案为：温度300℃、水醇比2.00；升高温度，水醇比越大，甲醇转化率越大；第20页/共20页学科网（北京）股份有限公司