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試卷第=page2121頁,共=sectionpages2121頁試卷第=page2020頁,共=sectionpages2121頁高考化學(xué)一輪訓(xùn)練題—化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1.(2022秋·江西贛州·高三校聯(lián)考專題練習(xí))草酸()是常見的二元弱酸,的溶液中、、的物質(zhì)的量分數(shù)隨pH變化如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)曲線②表示_______(填離子符號);用離子方程式說明溶液顯堿性的原因:_______。(2)根據(jù)隨pH變化圖。①反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為_______。②常溫下反應(yīng)的平衡常數(shù),的電離平衡常數(shù)的值為_______。(3)的溶液中,_______(填微粒濃度符號);該溶液中離子濃度由大到小的順序為_______。(4)已知。將的溶液與的溶液等體積混合,混合溶液中的濃度約為_______(用含a的代數(shù)式表示,混合后溶液體積變化忽略不計)。2.(2022秋·四川成都·高三校聯(lián)考期末)200℃時,氣態(tài)肼(N2H4)在Cu-Ni雙金屬表面分解的過程如下:過程Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g)△H1=akJ?mol-1過程Ⅱ:2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)△H2=+92kJ?mol-1已知相關(guān)化學(xué)鍵的數(shù)據(jù)如表所示:化學(xué)鍵H-HN-NN≡NH-NE/(kJ?mol-1)x265946y(1)過程Ⅰ中a=_____,寫出氣態(tài)肼(N2H4)在Cu-Ni雙金屬表面分解成氮氣和氫氣的熱化學(xué)方程式_____。(2)300℃時,向2L剛性容器中充入1molN2H4發(fā)生分解成N2和H2的反應(yīng),不同時刻測得容器內(nèi)壓強的變化如表所示:時間/h0123567p/MPa506080120140140140反應(yīng)前5小時內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)為_____mol?L-1?h-1,平衡時H2的分壓p(H2)=_____MPa。(3)在溫度為573K、壓強為100kPa的反應(yīng)條件下,對于n(N2H4):n(Ne)分別為3:1、1:1、1:3、1:6的N2H4-Ne混合氣在熱分解反應(yīng)過程中N2H4的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如圖所示:①n(N2H4):n(Ne)的比值越小,N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率越_____(填“大”或“小”),理由是_____。②n(N2H4):n(Ne)=1:3所對應(yīng)的曲線是_____(填字母代號)。(4)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,溶于水可以發(fā)生與氨水類似的電離,是一種二元弱堿。肼溶于水的電離方程式為:N2H4+H2ON2H+OH-Kb1=2×10-8N2H+H2ON2H+OH-Kb2=6×10-10現(xiàn)將等濃度等體積的肼的水溶液與硫酸溶液混合,混合后生成的鹽的化學(xué)式為_____,混合后溶液中=_____。3.(2021秋·陜西咸陽·高三統(tǒng)考期末)減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一,在生產(chǎn)生活中有重要意義。(1)在催化劑存在下用H2還原CO2是解決溫室效應(yīng)的重要手段之一。已知:a.H2和CH4的燃燒熱分別為285.5kJ/mol和890.0kJ/mol;b.H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol。則H2還原CO2生成CH4和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為______。(2)在密閉容器中充入5molCO和4molNO發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ?mol-1,圖1為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度(T)、壓強(P)的關(guān)系。①溫度:T1______(填“<”、“>”或“=”)T2。②若在D點對反應(yīng)容器升溫的同時并擴大體積使體系壓強減小,重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點中的______點。(3)用CO2、H2為原料合成甲醇(CH3OH)的過程主要涉及以下反應(yīng):a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.0kJ?mol-1b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1①科學(xué)家結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果,得出CO2與H2在TiO2/Cu催化劑表面生成CH3OH的部分反應(yīng)歷程如圖2所示,其中吸附在催化劑表面的物種用*標注。反應(yīng)歷程中最小能壘(活化能)E正=_____eV。歷程②中反應(yīng)的△H=______eV。②上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的是______(填字母)。A.升高溫度,反應(yīng)b正向移動B.向反應(yīng)a中加入催化劑,可降低反應(yīng)的活化能及反應(yīng)熱C.增大H2的濃度,有利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.及時分離出CH3OH,可使反應(yīng)a的正反應(yīng)速率增大③使用新型催化劑,使1molCO2和3molH2在1L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)a、b,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇率(指轉(zhuǎn)化生成甲醇的CO2物質(zhì)的量分數(shù))隨溫度的變化趨勢如圖3所示。由圖可知,適宜的反應(yīng)溫度為______K;553K時,若反應(yīng)后體系的總壓為p,則反應(yīng)a的Kp=______。(用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))4.(2022秋·北京大興·高三統(tǒng)考期末)二氧化碳的綜合利用是實現(xiàn)碳達峰、碳中和的關(guān)鍵。I.利用和合成甲醇,涉及的主要反應(yīng)如下:已知:a.b.c.(1)計算_______。(2)一定條件下,向密閉容器中充入物質(zhì)的量之比為1:3的和發(fā)生上述反應(yīng),使用不同催化劑經(jīng)相同反應(yīng)時間,的轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性隨溫度的變化如圖所示:甲醇的選擇性①210-270℃間,在甲醇的選擇性上,催化效果較好的是_______。②210-270℃間,催化劑2條件下的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大,可能原因為_______。II.工業(yè)上用和通過如下反應(yīng)合成尿素:。t℃時,向容積恒定為的密閉容器中充入和發(fā)生反應(yīng)。(3)下列能說明反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。a.相同時間內(nèi),鍵斷裂,同時有鍵形成b.容器內(nèi)氣體總壓強不再變化c.d.容器內(nèi)氣體的密度不再改變(4)的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表所示:時間/min03070801001.6l.00.80.80.8的平衡轉(zhuǎn)化率為_______;t°C時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。III.中科院研究所利用和甲酸(HCOOH)的相互轉(zhuǎn)化設(shè)計并實現(xiàn)了一種可逆的水系金屬二氧化碳電池,結(jié)構(gòu)如圖所示:(5)放電時,正極上的電極反應(yīng)為_______;若電池工作時產(chǎn)生a庫侖的電量,則理論上消耗鋅的質(zhì)量為_______g。(已知:轉(zhuǎn)移1mol電子所產(chǎn)生的電量為96500庫侖)5.(2022秋·吉林·高三??计谀┗卮鹣铝袉栴}:(1)鹽酸滴定氫氧化鈉溶液:滴定時應(yīng)將鹽酸溶液加入_______(填“酸式”或“堿式”)滴定管中;在規(guī)格為50.00的滴定管中,若NaOH溶液起始讀數(shù)為15.00,此時滴定管中NaOH溶液的實際體積為_______(填標號)。a.15.00
B.35.00
C.大于35.00
D.小于15.00(2)用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定補血劑FeSO4·7H2O某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式中,最合理的是_______(填字母)。(3)下列操作能使結(jié)果偏大的是A.滴定管未潤洗即裝入標準溶液 B.滴定過程中開始仰視,后來俯視度數(shù)C.滴定過程中錐形瓶中不慎有液體濺出 D.滴定開始時滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失(4)常溫下,有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下:Ksp[Mg(OH)2]=3.2x10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.0x10-20。向含有、Cu2+的溶液中滴加溶液,當(dāng)兩種沉淀共存時c(Mg2+):c(Cu2+)=_______。(5)工業(yè)原料氯化銅中含雜質(zhì),使其溶于水,再加入適量__________________(填“名稱”),目的是消耗_______促進____________(填“離子方程式”)平衡右移,使Fe3+完全沉淀。(6)以為原料制得的溶液中常含有、、等金屬離子,通過添加過量難溶電解質(zhì),可使這些金屬離子形成硫化物沉淀,經(jīng)過濾除去包括在內(nèi)的沉淀,再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶,可得純凈的。根據(jù)上述實驗事實,可推知溶解度_______CdS(填“<”“>”或“=”),寫出生成硫化物沉淀的離子方程式______________________________。6.(2022秋·天津河北·高三天津十四中校考期末)利用甲醇制備一些高附加值產(chǎn)品,是目前研究的熱點。(1)甲醇和水蒸氣經(jīng)催化重整可制得氫氣,反應(yīng)主要過程如下:反應(yīng)Ⅰ.
反應(yīng)Ⅱ.
反應(yīng)Ⅲ.
①_________。②工業(yè)上采用吸附增強制氫的方法,可以有效提高反應(yīng)Ⅰ氫氣的產(chǎn)率,如圖所示,請分析加入提高氫氣產(chǎn)率的原因:_________。(2)和充入一定體積的密閉容器中,在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng):,測得的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖。①曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為_________。(填“>”或“=”或“<”)②一定溫度下,在容積為的兩個恒容密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時間后達到平衡。容器甲乙反應(yīng)物投入量、、、、若甲中平衡后氣體的壓強為開始的0.8倍,則乙容器起始時反應(yīng)速率_________。(填“>”“<”或“=”)。③一定溫度下,此反應(yīng)在恒壓容器中進行,能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_________。a.容器中壓強不變b.的體積分數(shù)不變c.d.容器中密度不變e.2個斷裂的同時有3個斷裂(3)已知電離常數(shù):,:,,則向溶液中通入少量時的離子方程式為_________。(4)利用人工光合作用,借助太陽能使和轉(zhuǎn)化為,如圖所示,在催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)為:_________。7.(2022秋·山西·高三校聯(lián)考期末)甲醇是重要的化工原料,利用合成氣(主要成分為CO、和)在催化劑作用下合成甲醇,相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及298K時相關(guān)物質(zhì)的能量如圖所示。i、ii、iii、(1)298K時,根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的能量,則___________。(2)在一容積為2L的密閉容器內(nèi)加入2mol的CO和6mol的,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)i。該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示:①由圖可知反應(yīng)在、、時都達到了平衡,而在、時都改變了條件,試判斷時改變的條件可能是___________。②若時降壓,時達到平衡,時增大反應(yīng)物的濃度,請在圖中畫出時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系曲線。(3)在一定溫度下,向體積為1L的恒容密閉容器中通入等物質(zhì)的量的和,在催化劑的作用下僅發(fā)生反應(yīng)ⅲ。下列敘述能表示該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是___________(填標號)。a、平衡常數(shù)和焓變保持不變b、容器中和的物質(zhì)的量之比保持不變c、容器中氣體的密度不再改變d、相同時間內(nèi),斷裂鍵的數(shù)目是斷裂鍵的2倍(4)圖甲為恒溫恒容裝置,乙為恒溫恒壓裝置。已知和在一定條件甲下可以合成甲醇:。相同溫度下,將1mol和3mol分別通入體積為1L的如圖所示甲、乙裝置中,一段時間后均達到平衡,此時的轉(zhuǎn)化率:甲___________乙(填“<”“>”或“=”)。(5)一定條件下,向體積為1L的恒容密閉容器中通入1mol和3mol發(fā)生上述反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ,達到平衡時,容器中為0.5mol,CO為0.1mol,此時的濃度為___________,反應(yīng)ⅲ的平衡常數(shù)為___________(保留2位小數(shù))。8.(2023秋·黑龍江綏化·高三??计谀〤O2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為2L的恒溫密閉容器中,按物質(zhì)的量之比1∶3.5充入CO2和H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
,測得CO2和CH3OH的濃度隨時間變化如圖所示。已知鍵能數(shù)據(jù):C=OC-OC-HH-HO-H鍵能/kJ/mol799358411432459(1)_______。(2)能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。A.反應(yīng)中CO2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)B.混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化C.單位時間內(nèi)生成,同時生成D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化E.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化(3)平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為_______(保留一位小數(shù))。(4)保持溫度和容積不變,除充入H2外,還能使平衡后增大的措施是_______。9.(2023秋·四川成都·高三校聯(lián)考期末)在一個容積為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):。回答下列問題:(1)用各物質(zhì)的平衡濃度表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式_______。(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如下表所示:T/℃8008301200K0.61.02.6該反應(yīng)的逆反應(yīng)為_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)在830℃時,向容器中充入和,5分鐘達到平衡,平衡時的容器內(nèi)壓強為。的轉(zhuǎn)化率為_______;5分鐘內(nèi),以的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為_______。用各物質(zhì)的平衡分壓強()表示該反應(yīng)的平衡常數(shù),其值為_______。(4)在1200℃時,某時刻反應(yīng)混合物中四種物質(zhì)的濃度相同,則此時反應(yīng)的平衡_______(填“正反應(yīng)方向”“逆反應(yīng)方向”或“不”)移動。(5)下列有關(guān)上述可逆反應(yīng)的說法正確的是_______(填標號)。A.?dāng)嗔褌€同時斷裂個鍵,說明該可逆反應(yīng)達到平衡B.混合氣體的平均密度不再改變,說明該可逆反應(yīng)達到平衡C.在該容器中充入一定量的氫氣,平衡不移動D.在該容器中充入,平衡常數(shù)K增大E.,說明該可逆反應(yīng)達到平衡F.該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行10.(2022秋·廣東廣州·高三廣州市第三中學(xué)??计谀┲袊茖W(xué)家首次實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的全合成,相關(guān)成果于北京時間9月24日由國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。CO2的捕集、利用與封存是科學(xué)家研究的重要課題,利用CH4與CO2制備“合成氣”(CO、H2),合成氣可直接制備甲醇,反應(yīng)原理為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-99kJ?mol-1。(1)若要該反應(yīng)自發(fā)進行,_____(填“高溫”或“低溫”)更有利。(2)在恒溫,恒容密閉容器中,對于合成氣合成甲醇的反應(yīng),下列說法中能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____(填字母序號)。A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化 B.混合氣體的密度不再變化C.CO的百分含量不再變化 D.CO、H2、CH3OH的物質(zhì)的量之比為1:2:1(3)T1℃下,在2L恒容密閉容器中充入2molCO和6molH2合成CH3OH(g),測得CO的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時間的變化如圖所示:①前5分鐘內(nèi),v(H2)=_____。②T1℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_____。③10min時,改變的外界條件可能是_____。(4)T1℃下,在1L恒容密閉容器中充入2molCO、2molH2和3molCH3OH(g),此時反應(yīng)將_____(填“向左進行”“向右進行”“達到平衡”或“無法判斷”)。(5)工業(yè)上也可以用電解法捕獲CO2,如圖,CO2在酸性水溶液中用情性電極電解制得乙烯,其原理如圖所示,則b電極上的電極反應(yīng)為______。11.(2022秋·北京·高三北京師大附中??计谀斐纱髿馕廴?,在工業(yè)上采用多種方法進行處理。Ⅰ.氧化法:煙氣中的NO經(jīng)預(yù)處理后轉(zhuǎn)化為,再用懸濁液吸收。已知:常溫下,,。(1)NO與反應(yīng)過程的能量變化如下:NO被氧化的總反應(yīng)是化合反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______。(2)將懸濁液靜置,取上層清液,測得pH約為8,用化學(xué)用語解釋原因為_______。(3)用懸濁液吸收,將其轉(zhuǎn)化為,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(4)在實際吸收的過程中,通過向懸濁液中加入固體,提高的吸收速率,從溶解平衡的角度解釋其原因_______。Ⅱ.選擇性非催化還原法:該反應(yīng)不使用催化劑,但必須在高溫有氧下利用做還原劑與進行選擇性反應(yīng):。不同溫度(T)下,反應(yīng)時間(t)與NO濃度的關(guān)系如下圖所示。(5)判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),并說明理由:_______。(6)檢測煙氣中含量的步驟如下:i.將VL氣樣通入適量酸化的溶液中,使完全被氧化為;ii.加水稀釋至100.00mL,量取20.00mL該溶液,與標準溶液(過量)充分混合;iii.用標準溶液滴定剩余的,終點時消耗。滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng):煙氣氣樣中折合成的含量為_______。12.(2023秋·北京昌平·高三統(tǒng)考期末)實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的“雙碳”目標的一種有效方式是將作為碳源制造各種化學(xué)品,其中將轉(zhuǎn)化為有機化學(xué)品是日前研究的熱點。I.利用和乙醇()可以合成一種重要的化學(xué)中間體碳酸二乙酯(),主要化學(xué)反應(yīng)是:CO2(g)+2C2H5OH(g)+H2O(g)?H<0。(1)下圖為不同壓強下的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化圖,壓強由大到小的順序為_______,理由是_______。(2)在實際生產(chǎn)合成的同時,還伴隨著乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng),下圖為在復(fù)合鈰鋯氧化物()催化劑作用下,溫度對產(chǎn)量和選擇性的影響。備注:DEC的產(chǎn)量,代表的質(zhì)量,代表反應(yīng)結(jié)束恢復(fù)至室溫后混合液的體積;的選擇性,代表的物質(zhì)的量,代表總產(chǎn)物的物質(zhì)的量圖中在以后,隨著溫度的升高,的產(chǎn)量下降,若從平衡角度分析產(chǎn)量下降的可能原因是_______;若從速率角度分析產(chǎn)量下降的可能原因是_______。II.通過電解可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化為,后續(xù)經(jīng)酸化轉(zhuǎn)化為,電解裝置原理示意圖如下:(3)寫出陰極電極反應(yīng)式:_______。(4)電解一段時間后,陽極區(qū)的溶液濃度降低,結(jié)合化學(xué)用語解釋其原因_______。(5)可通過測定電解消耗的電量求出制得甲酸的質(zhì)量,已知電解中轉(zhuǎn)移電子所消耗的電量為96500庫侖,電解結(jié)束后消耗的電量為x庫侖,理論上制得的甲酸質(zhì)量為_______g(列出計算式),實際得到的甲酸的質(zhì)量低于理論值,可能的原因是_______。13.(2023秋·天津?qū)氎妗じ呷旖蚴袑氎鎱^(qū)第一中學(xué)??计谀錃馐且环N理想的綠色能源。利用生物質(zhì)發(fā)酵得到的乙醇制取氫氣,具有良好的應(yīng)用前景。乙醇和水蒸氣重整制氫的部分反應(yīng)過程如下圖所示:已知:反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)隨溫度變化曲線如圖所示。(1)反應(yīng)Ⅰ中,參與反應(yīng)后的熱量變化是。①反應(yīng)Ⅰ的熱化學(xué)方程式是___________。②反應(yīng)Ⅰ在較高溫度下能夠自發(fā)進行的原因是___________。③已知絕熱恒壓下,下列說法能夠判斷反應(yīng)Ⅰ達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。A的含量保持不變
B.容器中壓強保持不變C.
D.體系的溫度保持不變(2)反應(yīng)Ⅱ中①某溫度下,已知和的起始濃度總和為,且的投料比下,的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)的值為___________。②當(dāng)不同的進氣比[達到相同的平衡轉(zhuǎn)化率時,對應(yīng)的反應(yīng)溫度和進氣比的關(guān)系是___________。(3)我國科學(xué)家設(shè)計了一種電解裝置如圖所示,能將二氧化碳轉(zhuǎn)化成合成氣和,同時獲得甘油醛。a極接電源的___________極;若陰離子交換膜只允許離子通過,當(dāng)有通過時,理論上可制得甘油醛___________g。14.(2021秋·河北唐山·高三開灤第一中學(xué)??计谀╆P(guān)于甲醇:(1)以下是工業(yè)上合成甲醇的兩個反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟”原則的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(2)已知在常溫常壓下:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2③H2O(g)=H2O(l)ΔH3則反應(yīng)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH為_______(3)用甲醇燃料作電池,用電解法來處理酸性含鉻廢水時,實驗室利用如圖裝置模擬該方法:(廢水主要含有Cr2O)①N電極的電極反應(yīng)式為_______。②完成電解池中轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子反應(yīng)方程式:_______15.(2023秋·天津河?xùn)|·高三統(tǒng)考期末)CO2的回收和綜合利用對實現(xiàn)“碳中和”有重要意義。回答下列問題。(1)一種富集煙氣中CO2的方法示意圖如圖:寫出“解吸”過程產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式______。(2)CO2和H2在催化劑作用下可轉(zhuǎn)化為CH3OH,體系中發(fā)生的主要反應(yīng)如下:i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
△H=-49kJ?mol-1ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
△H=+41kJ?mol-1CO和H2也能生成CH3OH,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______。(3)在催化劑作用下,將1molCO2、3molH2投入反應(yīng)器,反應(yīng)溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率X(CO2)、CH3OH選擇性Y(CH3OH)的影響如圖。已知:Y(CH3OH)=×100%①X(CO2)隨溫度升高逐漸增大、Y(CH3OH)隨溫度升高逐漸減小的原因是______。②在240℃達到平衡時,體系______(填“吸收”或“放出”)的熱量為______kJ(除了反應(yīng)i和ii,不考慮其他反應(yīng))。(4)利用金屬催化劑,在水性電解質(zhì)中進行電解,將CO2和CH3OH都轉(zhuǎn)化為HCOOH,其裝置如圖所示。a為電源______(填“正極””或“負極”);陽極的電極反應(yīng)_______。16.(2022秋·遼寧沈陽·高三東北育才學(xué)校校考期末)研究二氧化碳的回收對我國2060年實現(xiàn)碳中和具有現(xiàn)實意義:(1)以與為原料可合成尿素[]回收并為農(nóng)業(yè)服務(wù),已知:反應(yīng)I.
反應(yīng)II.
在相同條件下,反應(yīng)正反應(yīng)的活化能為8179kJ/mol,則逆反應(yīng)的活化能為_______。(2)向一體積為1L的密閉容器中通入和發(fā)生反應(yīng):。的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度及氫碳比m[]的關(guān)系分別如圖a和圖b所示。圖a中壓強從大到小的順序為_______,圖b中氫碳比m從大到小的順序為_______。(3)工業(yè)上也可利用NaOH溶液捕獲。①1L1mol/L的NaOH溶液捕獲標準狀況下16.8L所得溶液中,所有離子濃度由大到小的順序為_______。②若所得溶液中,溶液pH=_______。(室溫下,的;)(4)工業(yè)上也可以用電解法捕獲,如圖,在酸性水溶液中用惰性電極電解制得乙烯,其原理如圖所示,則b電極上的電極反應(yīng)為_______。17.(2023秋·天津河?xùn)|·高三統(tǒng)考期末)Ⅰ、研究水溶液中的粒子行為在研究中具有重要價值。(1)根據(jù)下表所列三種溶液在25℃時的相關(guān)數(shù)據(jù),按要求填空:溶液物質(zhì)的量濃度用離子方程式表示溶液顯酸性的原因(Ⅰ)3___________(Ⅱ)6/(Ⅲ)1/(2)比較溶液(Ⅱ)、(Ⅲ)中的大小關(guān)系是(Ⅱ)___________(Ⅲ)(填“>”、“<”或“=”)。(3)溶液(Ⅱ)中各離子濃度由大到小的順序是___________。(4)溶液(Ⅰ)和(Ⅱ)中由水電離出的之比是___________。Ⅱ、海水是巨大的化學(xué)資源寶庫,利用海水可以直接或間接獲取很多物質(zhì)。(5)如下圖是氯堿工業(yè)中電解飽和氯化鈉溶液的示意圖,飽和氯化鈉溶液從a口進入,溶液從___________(填b或d)口導(dǎo)出,陽離子交換膜的作用是___________;電解飽和氯化鈉溶液的方程式為___________。18.(2022秋·廣東深圳·高三統(tǒng)考期末)碳及其化合物在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。I.合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH12CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH3(1)3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH是_______。A.ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3 B.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3C.ΔH=ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D.ΔH=2ΔH1+ΔH2ΔH3II.在容積固定的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6請回答下列問題:(2)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=_______。(3)該反應(yīng)為_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(4)不能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。a.容器中總壓強不變
b.混合氣體中c(CO)不變c.H2消耗的速率與H2O消耗的速率相等
d.c(CO2)=c(CO)(5)若1200℃時,在某時刻反應(yīng)混合物中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,則此時上述反應(yīng)的平衡移動方向為_______(填“正反應(yīng)方向”“逆反應(yīng)方向”或“不移動”)。答案第=page3939頁,共=sectionpages1919頁答案第=page4040頁,共=sectionpages1919頁參考答案:1.(1)
(2)
(或)
4.8(3)
(4)【分析】在中逐滴加入氫氧化鈉溶液,依次發(fā)生反應(yīng)、,故由圖可知,①②③分別代表的微粒為、、,根據(jù)曲線的交點可計算出、?!驹斀狻浚?)曲線②表示。溶液顯堿性的原因是的水解,但由于的水解常數(shù),則溶液顯堿性為第一步水解:。(2)①反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。②的平衡常數(shù),解得,。(3)的溶液中,根據(jù)電荷守恒可得,物料守恒可得,上述兩式聯(lián)立可得;由前述討論知,,溶液中離子濃度由大到小的順序為。(4)根據(jù)反應(yīng),設(shè)兩溶液的體積分別為V,反應(yīng)后的溶液中,,,解得。2.(1)
-151
N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)
△H=+11kJ?mol-1(2)
0.09
90(3)
大
恒壓條件下,N2H4的分壓越小,濃度就越小,越有利于分解反應(yīng)正向進行
c(4)
N2H6SO4
3×10-2(或0.03)【詳解】(1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和,;過程Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g)△H1=-151kJ?mol-1過程Ⅱ:2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)△H2=+92kJ?mol-1根據(jù)蓋斯定律得,(過程Ⅰ+2×過程Ⅱ),可得氣態(tài)肼在雙金屬表面分解成氮氣和氫氣的熱化學(xué)方程式為。(2)根據(jù)三段式:在等溫等容下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,則,,則前5小時濃度的變化量為,前5小時的平均反應(yīng)速率,平衡時的分壓強為。(3)①分解反應(yīng)是氣體化學(xué)計量數(shù)增大的反應(yīng),因此恒壓條件下的分壓越小,越有利于分解反應(yīng)的正向進行,即的平衡轉(zhuǎn)化率越大;②由圖像和轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系可知,曲線a、b、c、d、分別表示為3:1、1:1、1:3、1:6時的轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系,因此對應(yīng)的是曲線c。(4)聯(lián)氨為二元弱堿,等濃度等體積的肼的水溶液與硫酸溶液混合形成正鹽,化學(xué)式為,將分式的分子與分母同乘以,得到或0.03。3.(1)4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
△H=-164kJ?mol-1(2)
>
A(3)
0.61
+0.20
AC
513
【詳解】(1)H2和CH4的燃燒熱分別為285.5kJ/mol和890.0kJ/mol,則有①;②;又已知③,根據(jù)蓋斯定律反應(yīng)①×4?②+③×2即可得H2還原CO2生成CH4和H2O(g)的熱化學(xué)方程式4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=(?285.5×4+890.0+44×2)kJ/mol=?164kJ/mol,故答案為4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-164kJ?mol-1。(2)①根據(jù)反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=?746kJ?mol?1,升高溫度,平衡逆向移動,所以NO的體積分數(shù)會增大,即T1>T2,故答案為>。③若在D點對反應(yīng)容器升高溫度,容器體積不變時,氣體總壓強減小,同時擴大容器體積導(dǎo)致氣體總壓強減小更多,升高溫度平衡逆向移動、減小壓強平衡逆向移動,則平衡時NO體積分數(shù)可能增大但是總壓強減小,故答案為A。(3)①該歷程中最小能壘(活化能),為能量上升階段,可知最小的活化能為1.08到1.69階段,等于0.61eV;歷程②是HOCO*+H*=CO*+H*+OH*反應(yīng)時由相對能量0.07eV升至0.75eV的過渡態(tài)2再降至?0.13eV。E正=0.07?(?0.13)=+0.20(ev);故答案為0.61;+0.20;②A.反應(yīng)b為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動,故A正確;B.加入反應(yīng)a的催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能但不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,故B錯誤;C.增大H2的濃度,反應(yīng)a、b均正向移動,有利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,故C正確;D.及時分離除CH3OH,反應(yīng)物濃度降低,最終反應(yīng)a的反應(yīng)速率降低,故D錯誤;故答案選AC:③根據(jù)圖中信息可知,553K時,反應(yīng)a平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則平衡時CO2的物質(zhì)的量為1mol(1?60%)=0.4mol,利用三段式可得:若反應(yīng)后體系的總壓為p,各物質(zhì)的分壓分別為,,,;反應(yīng)a的,當(dāng)溫度升高時反應(yīng)a平衡逆向移動,而反應(yīng)b平衡正向移動且幅度更大,所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加,但甲醇的選擇性卻降低,故適宜的反應(yīng)溫度為513K,故答案為513K;?!军c睛】本題考查了化學(xué)平衡相關(guān)知識點,重點是明確化學(xué)平衡的影響因素,難點是化學(xué)平衡常數(shù)的計算,為高頻考點,難度中等。4.(1)(2)
催化劑Ⅰ
升高溫度,催化劑活性增大,反應(yīng)速率加快,相同反應(yīng)時間轉(zhuǎn)化率增大(3)bd(4)
25(5)
【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律,方程式,(2)根據(jù)圖中曲線,使用催化劑Ⅰ,甲醇的選擇性較高;升高溫度,催化劑Ⅱ活性增大,反應(yīng)速率加快,在相同反應(yīng)時間反應(yīng)增多,轉(zhuǎn)化率增大。(3)對于反應(yīng):a.相同時間內(nèi),鍵斷裂,同時有鍵形成,都表示正反應(yīng)速率,不能判斷反應(yīng)達平衡狀態(tài),a錯誤;b.容積恒定的容器中,反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等,壓強是變量,當(dāng)容器內(nèi)氣體總壓強不再變化,反應(yīng)達平衡狀態(tài),b正確c.,c錯誤;d.根據(jù),是變量,密度是變量,當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不再改變,反應(yīng)達平衡狀態(tài),d正確。故選bd。(4)根據(jù)三段式,,(5)放電時,正極上,電極反應(yīng)為:,根據(jù)反應(yīng):,列式計算,。5.(1)
酸式
C(2)c(3)AD(4)1.6×109(5)
氧化銅、氫氧化銅、碳酸銅、堿式碳酸銅中一種
H+
3H2O+Fe3+Fe(OH)3+3H+(6)
>
【詳解】(1)酸式滴定管用于裝酸性和氧化性溶液,KMnO4溶液有強氧化性,用酸式滴定管盛裝;滴定管的0刻度在上方,50mL刻度在下方,當(dāng)初始讀數(shù)為0時。滴定管中試劑體積大于50mL,所以若KMnO4溶液初始讀數(shù)為15mL時,滴定管中實際體積大于35mL,答案為酸式、C;(2)a.高錳酸鉀具有強氧化性,會將乳膠管損壞,選項a不正確;b.高錳酸鉀標準液應(yīng)置于滴定管中,試樣置于錐形瓶中,選項b不正確;c.高錳酸鉀具有強氧化性,置于酸式滴定管,操作正確,選項c正確;答案選c;(3)A.滴定管未潤洗直接加入標準液,則標準液濃度偏低,測定待測溶液濃度偏大,選項A正確;B.滴定過程中開始仰視,后來俯視度數(shù),導(dǎo)致讀數(shù)偏小,所測溶液濃度偏小,選項B錯誤;C.滴定過程中錐形瓶中不慎有液體濺出,滴定時標準溶液用量減少,所測溶液濃度偏小,選項C錯誤;D.滴定開始時滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失,導(dǎo)致讀數(shù)偏大,所測溶液濃度偏大,選項D正確;答案選AD;(4)兩種沉淀共存,根據(jù)難溶電解質(zhì)的溶解度積常數(shù)表達式可得,K=====1.6×109;(5)金屬離子雜質(zhì)一般采用沉淀法,除去氯化銅中的氯化鐵,在不引入新雜質(zhì)的情況下選擇氧化銅、氫氧化銅、碳酸銅、堿式碳酸銅消耗H+促進3H2O+Fe3+Fe(OH)3+3H+平衡右移,使Fe3+完全沉淀。(6)根據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化,難溶物MnS能與、、反應(yīng)生成更難溶的、、,且類型相同,所以MnS的溶解度大于、、,其中MnS與反應(yīng)的離子方程式為,答案為MnS溶解度大于、、;。6.(1)
b—a
CaO消耗CO2,生成物CO2的濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,氫氣的產(chǎn)率增大(2)
>
<
bd(3)CO2+CN—+H2O=HCN+HCO(4)CO2+2H++2e—=HCOOH【詳解】(1)①由蓋斯定律可知,反應(yīng)Ⅲ—反應(yīng)Ⅱ可得反應(yīng)Ⅰ,則ΔH1=ΔH3—ΔH2=(b—a)kj/mol,故答案為:b—a;②二氧化碳能與氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣,則加入氧化鈣可以使反應(yīng)Ⅰ生成的二氧化碳濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,氫氣的產(chǎn)率增大,故答案為:CaO消耗CO2,生成物CO2的濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,氫氣的產(chǎn)率增大;(2)①由圖可知,曲線Ⅱ達到平衡達到平衡所需時間小于曲線Ⅰ,甲醇的物質(zhì)的量小于曲線Ⅰ說明反應(yīng)溫度Ⅱ大于Ⅰ,平衡向逆反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以化學(xué)平衡常數(shù)KI大于KII,故答案為:>;②設(shè)甲中平衡水蒸氣的濃度為amol,由題意可建立如下三段式:由平衡后氣體的壓強為開始的0.8倍可得:=,解得a=0.4,則平衡時二氧化碳、氫氣、甲醇、水蒸氣的濃度分別為0.6mol/L、1.8mol/L、0.4mol/L、0.4mol/L,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=≈0.046,容器乙中的濃度熵Qc==1>K,所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,故答案為:>;③a.恒壓容器中混合氣體的壓強始終不變,則容器中壓強不變不能說明正逆反應(yīng)速率相等,無法判斷反應(yīng)是否達到平衡,故錯誤;b.氫氣的體積分數(shù)不變說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達到平衡,故正確;c.不能說明正逆反應(yīng)速率相等,無法判斷反應(yīng)是否達到平衡,故錯誤;d.由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),反應(yīng)中氣體體積減小,混合氣體的密度增大,則容器中密度不變說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達到平衡,故正確;e.2個斷裂的同時有3個斷裂均代表正反應(yīng)速率,不能說明正逆反應(yīng)速率相等,無法判斷反應(yīng)是否達到平衡,故錯誤;故選bd;(3)由電離常數(shù)可知,氫氰酸的電離程度大于碳酸氫根離子,小于碳酸,所以由強酸制弱酸的原理可知,氰化鉀溶液與二氧化碳反應(yīng)生成氫氰酸和碳酸氫鉀,反應(yīng)的離子方程式為CO2+CN—+H2O=HCN+HCO,故答案為:CO2+CN—+H2O=HCN+HCO;(4)由圖中電子移動方向可知,催化劑b為原電池的正極,酸性條件下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸,電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e—=HCOOH,故答案為:CO2+2H++2e—=HCOOH。7.(1)(2)催化劑@(3)d(4)<(5)
0.6
0.11【詳解】(1)已知298K時,相關(guān)物質(zhì)的能量如圖所示,則。(2)①由圖象可知,時刻,逆反應(yīng)速率上升,并且后續(xù)未發(fā)生突變,因此時刻改變的條件增加了化學(xué)反應(yīng)速率且不影響化學(xué)平衡,故時刻改變的條件可能為加入催化劑。②ⅰ。為分子數(shù)減小的反應(yīng),若時降壓,逆反應(yīng)速率將突然降低,平衡將逆向移動,后續(xù)逆反應(yīng)速率將逐漸降低,直至?xí)r達到平衡;時增大反應(yīng)物的濃度,改變反應(yīng)物濃度瞬間,甲醇濃度并未改變,因此瞬間逆反應(yīng)速率不變,正反應(yīng)速率增大,平衡將正向移動,甲醇濃度逐漸上升,逆反應(yīng)速率將逐漸升高直至達到新平衡,因此圖象如圖所示:(3)溫度不變,平衡常數(shù)不變,因此平衡常數(shù)不變無法作為判斷是否達到平衡的標志,焓變與化學(xué)反應(yīng)有關(guān),反應(yīng)是否平衡焓變都是恒定不變的,焓變也無法作為判斷是否達到平衡的標志,a錯誤;起始等物質(zhì)的量的和,轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量與系數(shù)成正比,因此容器中和的物質(zhì)的量之比等于1:1,不能說明達到平衡狀態(tài),b錯誤;容器體積和氣體質(zhì)量始終不變,則混合氣體的密度始終不變,因此不能說明反應(yīng)已達平衡,c錯誤;相同時間內(nèi),斷裂鍵的數(shù)目是斷裂鍵的2倍,說明正逆反應(yīng)速率相等,說明達到平衡,d正確。(4)甲裝置是恒溫恒容,乙裝置是恒溫恒壓,相同溫度下,將1mol和3mol分別通入,由于發(fā)生反應(yīng),氣體分子數(shù)減少,則乙裝置體積縮小,與甲比較相當(dāng)于增大了壓強,平衡進一步正向移動,轉(zhuǎn)化率增大,故的轉(zhuǎn)化率:甲<乙。(5)設(shè)反應(yīng)i中CO反應(yīng)了,則:?、ⅱK?,平衡時,;平衡時,,。8.(1)(2)BD(3)64.3%(4)將H2O從體系中分離或充入和等【詳解】(1),。(2)A.反應(yīng)中CO2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1(即圖中交叉點,說明此時濃度相等,但是還在變化,故不是平衡狀態(tài),故A錯誤;B.該反應(yīng)是分子數(shù)變化的反應(yīng),氣體的物質(zhì)的量變化即壓強變化,故壓強不變則達到了平衡狀態(tài),故B正確;C.速率之比不等于系數(shù)之比,正逆反應(yīng)速率不相等,故不是平衡狀態(tài),故C錯誤;D.該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等,即混合氣體的物質(zhì)的量在變化,密閉容器中氣體的質(zhì)量不變,根據(jù)公式,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化時,說明平衡,故D正確;E.密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量和容器容積始終保持不變,所以混合氣體的密度不隨時間的變化而變化,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故E錯誤;故選BD。(3)反應(yīng)中二氧化碳消耗了0.75mol/L,根據(jù)反應(yīng)的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比,故反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為2.25mol/L,則氫氣的轉(zhuǎn)化率為。(4)將H2O(g)從體系中分離平衡正向移動,或再按照1:3.5充入CO2和H2相當(dāng)于加壓平衡正向移動等,均可以使平衡后平衡后增大;9.(1)(2)放熱(3)
25%
1(4)正反應(yīng)方向(5)E【詳解】(1)根據(jù)反應(yīng)方程式可知平衡常數(shù)為;(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知升高溫度K增大,說明升溫平衡向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故逆反應(yīng)為放熱反應(yīng);(3)在830℃時,設(shè)CO25min反應(yīng)了xmol,平衡時CO2為(1-x)mol,(3-x)mol,CO和H2O各為x,根據(jù)平衡常數(shù)公式可知,解得x=0.75mol,的轉(zhuǎn)化率為;5分鐘內(nèi),以的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為;平衡時CO2、、CO和H2O的物質(zhì)的量分數(shù)分別為:、、、;用各物質(zhì)的平衡分壓強()表示該反應(yīng)的平衡常數(shù),;(4)在1200℃時,某時刻反應(yīng)混合物中四種物質(zhì)的濃度相同,此時,故此時反應(yīng)的平衡正反應(yīng)方向移動;(5)A.?dāng)嗔褌€是正反應(yīng)速率,同時斷裂個鍵也是正反應(yīng)速率,同向不能說明該可逆反應(yīng)達到平衡,故A錯誤;B.該反應(yīng)是恒容純氣體反應(yīng),,混合氣體的平均密度始終不變,故平均密度不變不能說明該可逆反應(yīng)達到平衡,故B錯誤;C.在該容器中充入一定量的氫氣,氫氣濃度增大,平衡正向移動,故C錯誤;D.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),在該容器中充入,平衡常數(shù)K不變,故D錯誤;E.,方向相反速率相等,說明該可逆反應(yīng)達到平衡,故E正確;F.該反應(yīng),變化很小,根據(jù)可知該反應(yīng)應(yīng)該在高溫下能自發(fā)進行,故F錯誤;故答案為E。10.(1)低溫(2)AC(3)
0.2mol/(L·min)
0.25
降低溫度(4)向右進行(5)【詳解】(1)該反應(yīng)為熵減的放熱反應(yīng),低溫下反應(yīng)△H-T△S<0,反應(yīng)能自發(fā)進行。(2)A.由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),反應(yīng)中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達到平衡,A正確;B.由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等,在恒溫恒容密閉容器中混合氣體的密度始終不變,則混合氣體的密度保持不變不能說明正逆反應(yīng)速率相等,無法判斷反應(yīng)是否達到平衡,B錯誤;C.CO的百分含量不再變化說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達到平衡,C正確;D.CO、、物質(zhì)的量之比為1:2:1不能說明正逆反應(yīng)速率相等,無法判斷反應(yīng)是否達到平衡,D錯誤;故選AC。(3)①由圖可知,前5分鐘內(nèi),一氧化碳的濃度變化量為(1.0-0.5)mol/L=0.5mol/L,則;②℃平衡時,一氧化碳、氫氣和甲醇的濃度分別為0.5mol/L、(3.0-0.5×2)mol/L=2.0mol/L和0.5mol/L,則反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù);③由圖可知,10min時,外界條件改變的瞬間,一氧化碳的濃度不變,隨后濃度減小說明平衡向正反應(yīng)方向移動,新平衡時一氧化碳濃度為0.26mol/L,則平衡時氫氣、甲醇的濃度為(3.0-0.74×2)mol/L=2.0mol/L、0.74mol/L,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),則改變的外界條件為降低溫度。(4)溫度不變,平衡常數(shù)不變,℃下,在1L恒容密閉容器中充入2molCO、2molH2和3molCH3OH(g),此時反應(yīng)濃度熵,則反應(yīng)向右進行。(5)電解時,二氧化碳在b極上生成乙烯,電極反應(yīng)式為:。11.(1)(2)溶解出的發(fā)生水解,使c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性(3)+2+H2O=+2(4)中存在:,加入硫酸鈉使溶解平衡正向移動,提高了亞硫酸根離子濃度,從而加快反應(yīng)速率(5)T1>T2,溫度升高時NO平衡濃度增大,說明升溫平衡逆向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)(6)【詳解】(1)由左圖可得熱化學(xué)方程式:反應(yīng)I:;由由圖可得熱化學(xué)方程式:反應(yīng)II:;NO被氧化的總反應(yīng)是化合反應(yīng),反應(yīng)為:由蓋斯定律可知總反應(yīng)可由I+2×II得到,則=,總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:,故答案為:;(2)懸濁液靜置,取上層清液,溶液中存在沉淀溶解平衡:,為弱酸陰離子能發(fā)生水解:,導(dǎo)致溶液呈堿性,故答案為:溶解出的發(fā)生水解,使c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性;(3)懸濁液吸收,將其轉(zhuǎn)化為,1mol失去2mol電子生成硫酸鈣,1mol得1mol電子,根據(jù)得失電子守恒得反應(yīng)方程式:+2+H2O=+2,故答案為:+2+H2O=+2;(4)中存在:,加入硫酸鈉,硫酸根能結(jié)合鈣離子生成硫酸鈣,使沉淀溶解平衡正向移動,從而提高了亞硫酸根離子的濃度,加快了與二氧化氮反應(yīng)的速率,故答案為:中存在:,加入硫酸鈉使溶解平衡正向移動,提高了亞硫酸根離子濃度,從而加快反應(yīng)速率;(5)由圖可知溫度T1時反應(yīng)先到達平衡狀態(tài),可知其反應(yīng)速率快,對應(yīng)的溫度高,結(jié)合平衡量可知溫度升高時NO濃度增大,說明平衡逆向移動,則逆向為吸熱反應(yīng)方向,正向為放熱反應(yīng),故答案為:T1>T2,溫度升高時NO平衡濃度增大,說明升溫平衡逆向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng);(6)由反應(yīng)可知剩余的物質(zhì)的量;則硝酸根離子消耗的的物質(zhì)的量==,結(jié)合反應(yīng)可得==,根據(jù)元素守恒煙氣氣樣中折合成的含量為,故答案為:;12.(1)
p1>p2>p3
該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強,平衡右移(2)
合成DEC的反應(yīng)為放熱反應(yīng)、乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),150℃以后,升高溫度,合成DEC的平衡左移,生成乙醛的平衡右移
150℃以后,升高溫度,DEC的選擇性降低,催化劑活性降低,合成DEC的反應(yīng)速率減慢(3)2CO2+2e—+H2O=HCOO—+HCO(4)H2O在陽極發(fā)生如下反應(yīng):2H2O—4e—=O2↑+H+,H+與HCO反應(yīng)生成CO2:H++HCO=CO2↑+H2O,K+移向陰極區(qū)(5)
××46
CO2在陰極放電發(fā)生副反應(yīng)【詳解】(1)合成DEC的反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,DEC的產(chǎn)率增大,由圖可知,溫度相同時,壓強為p1、p2、p3時,DEC的產(chǎn)率依次減小,則壓強的大小順序為p1>p2>p3,故答案為:p1>p2>p3;該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強,平衡右移;(2)合成DEC的反應(yīng)為放熱反應(yīng)、乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),由圖可知,150℃時DEC的產(chǎn)量最高,反應(yīng)達到化學(xué)平衡,150℃以后,升高溫度,合成DEC的平衡向逆反應(yīng)方向移動,生成乙醛的平衡向正反應(yīng)方向移動,所以DEC的產(chǎn)量隨著溫度的升高而降低;由圖可知,150℃時DEC的選擇性最高,150℃以后,升高溫度,DEC的選擇性降低,催化劑的活性減弱,合成DEC的反應(yīng)速率減慢,DEC產(chǎn)量下降,故答案為:合成DEC的反應(yīng)為放熱反應(yīng)、乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),150℃以后,升高溫度,合成DEC的平衡左移,生成乙醛的平衡右移;150℃以后,升高溫度,DEC的選擇性降低,催化劑活性降低,合成DEC的反應(yīng)速率減慢;(3)由化合價變化可知,錫片為電解池的陰極,水分子作用下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸根離子和碳酸氫根離子,電極反應(yīng)式為2CO2+2e—+H2O=HCOO—+HCO,故答案為:2CO2+2e—+H2O=HCOO—+HCO;(4)由化合價變化可知,錫片為電解池的陰極,鉑片為陽極,水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子,電極反應(yīng)式為2H2O—4e—=O2↑+H+,放電生成的氫離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水,反應(yīng)的離子方程式為H++HCO=CO2↑+H2O,溶液中陰離子數(shù)目減小,鉀離子通過陽離子交換膜移向陰極區(qū),所以陽極區(qū)碳酸氫鉀溶液的濃減小,故答案為:H2O在陽極發(fā)生如下反應(yīng):2H2O—4e—=O2↑+H+,H+與HCO反應(yīng)生成CO2:H++HCO=CO2↑+H2O,K+移向陰極區(qū);(5)由化合價變化可知,錫片為電解池的陰極,水分子作用下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸根離子和碳酸氫根離子,電極反應(yīng)式為2CO2+2e—+H2O=HCOO—+HCO,由題意可知,電子的物質(zhì)的量為mol,則理論上制得的甲酸質(zhì)量為(××46)g,若二氧化碳在陰極放電時發(fā)生副反應(yīng)會使甲酸的量減小,導(dǎo)致實際得到的甲酸的質(zhì)量低于理論值,故答案為:××46;CO2在陰極放電發(fā)生副反應(yīng)。13.(1)
△S>0,△H>0,高溫時,反應(yīng)能自發(fā)進行(合理即可)
AD(2)
1
進氣比越大,反應(yīng)溫度越低(3)
正
450【詳解】(1)①反應(yīng)Ⅰ中,1molCH3CH2OH(g)參與反應(yīng)后的熱量變化是236kJ,根據(jù)溫度對化學(xué)平衡常數(shù)的影響可知:溫度升高,化學(xué)平衡常數(shù)K增大,說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:;②反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),△S>0,△H>0,高溫時,反應(yīng)能自發(fā)進行;③A.若反應(yīng)未達到平衡,則CO的質(zhì)量就會發(fā)生改變,CO的含量就會發(fā)生改變,因此若CO的含量不變,則反應(yīng)就會達到平衡,A符合題意;B.反應(yīng)在絕熱恒壓下進行,反應(yīng)體系中壓強始終不變,因此不能根據(jù)容器中壓強保持不變判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),B不符合題意;C.在任何時刻都存在v正(CO)=2v正(CH3CH2OH),若2v正(CO)=v逆(CH3CH2OH),則v逆(CH3CH2OH)=2v正(CO)=4v正(CH3CH2OH),反應(yīng)逆向進行,未處于平衡狀態(tài),C不符合題意;D.該反應(yīng)是在絕熱恒壓條件下進行,若反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),體系的溫度就會發(fā)生變化,因此若體系的溫度保持不變,說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài),D符合題意;故合理選項是AD;(2)①反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H<0。在反應(yīng)開始時,c(CO)+c(H2O)=5mol/L,則c(CO)=3mol/L,c(H2O)=2mol/L,平衡時CO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,反應(yīng)改變的△c(CO)=3mol/L×40%=1.2mol/L,根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時各種氣體的物質(zhì)的量濃度為:c(CO)=1.8mol/L,c(H2O)=0.8mol/L,c(H2)=1.2mol/L,c(CO2)=1.2mol/L,則該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)K=;②在其它條件不變時,增大進氣比,會導(dǎo)致H2O的轉(zhuǎn)化率增大,而CO的轉(zhuǎn)化率降低,因此若達到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時,進氣比低的比進氣比高的平衡正向進行程度大,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)正向進行程度越大,反應(yīng)放出熱量越多,反應(yīng)體系的溫度就越高。故對應(yīng)的反應(yīng)溫度和進氣比的關(guān)系是進氣比越大,反應(yīng)溫度越低;(3)由電解裝置圖知,電極b中二氧化碳和水發(fā)生還原反應(yīng),所以電極a發(fā)生氧化反應(yīng),做電解池陽極,故連接電源正極;電極a反應(yīng)為,所以當(dāng)有5mol通過時,可制得5mol甘油醛,即質(zhì)量為450g。14.(1)Ⅰ(2)ΔH=×(ΔH1-ΔH2+4ΔH3)(3)
O2+4e-+4H+=2H2O
Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O【詳解】(1)反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化為生成物,因此符合原子經(jīng)濟性;反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)中反應(yīng)物不是完全轉(zhuǎn)化為生成物,因此不符合原子經(jīng)濟性要求,故合理的是反應(yīng)Ⅰ;(2)已知反應(yīng):①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2③H2O(g)=H2O(l)ΔH3根據(jù)蓋斯定律,將(①-②+4×③)×,整理可得反應(yīng)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH=×(ΔH1-ΔH2+4ΔH3);(3)①根據(jù)圖示可知M電極是H+離去的電極,說明M電極反應(yīng)產(chǎn)生H+,則M電極為負極,通入燃料CH3OH,則M電極的反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+;N電極上產(chǎn)生H2O,則N電極上通入O2,O2得到電子與溶液中的H+結(jié)合生成H2O,則N電極為正極,正極的電極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+=2H2O;②陽極Fe失去電子變?yōu)镕e2+,反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+具有還原性,Cr2O具有氧化性,二者在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng),F(xiàn)e2+被氧化產(chǎn)生Fe3+,Cr2O被還原產(chǎn)生Cr3+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得反應(yīng)的離子方程式為:Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。15.(1)2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O(2)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
△H=-90kJ?mol-1(3)
反應(yīng)i是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,所以Y(CH3OH)隨溫度升高逐漸減??;反應(yīng)ii是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動,溫度對反應(yīng)ii的影響大于反應(yīng)i,所以X(CO2)隨溫度升高逐漸增大
吸收
3.45(4)
負極
CH3OH-4e-+H2O=HCOOH+4H+【詳解】(1)根據(jù)圖示,“解吸”過程碳酸氫鉀分解為碳酸鉀、二氧化碳、水,產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式為2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O;(2)i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
△H=-49kJ
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