
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
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
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文檔簡介
…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年粵教滬科版選擇性必修1化學上冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ?mol-1。一定條件下,向體積為2L的密閉容器中充入2molCO2和6molH2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化曲線如圖所示。下列敘述中;正確的是。
A.10min后,升高溫度能使增大B.反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為75%C.3min時,用CO2的濃度表示的正反應(yīng)速率等于用CH3OH的濃度表示的逆反應(yīng)速率D.從反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率υ(H2)=0.075mol·L-1?min-12、某學習小組用“間接碘量法”測定某CuCl2晶體試樣的純度,試樣不含其他能與I-發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì),已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2+2S2O=S4O+2I-。取mg試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),用0.1000mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定;部分實驗儀器和讀數(shù)如圖所示。下列說法正確的是。
A.試樣在容量瓶中溶解,滴定管選乙B.選用淀粉作指示劑,當甲中溶液由無色變?yōu)樗{色時,即達到滴定終點C.丁圖中,滴定前滴定管的讀數(shù)為a-1.00mLD.對裝有待測液的滴定管讀數(shù)時,滴定前后讀數(shù)方式如丁圖所示,則測得的結(jié)果偏大3、探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O反應(yīng)速率的影響因素;有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如表所示:
。實驗。
編號。
溫度。
℃
催化劑用量g
酸性KMn04溶液。
KMn04溶液褪色平均時間(min)
KMn04溶液褪色平均時間(min)
體積(mL)
濃度(mol·L-1)
體積(mL)
濃度(mol·L-1)
濃度(mol·L-1)
體積(mL)
濃度(mol·L-1)
1
25
0.5
4
0.1
8
0.2
12.7
2
80
0.5
4
0.1
8
0.2
a
3
25
0.5
4
0.01
8
0.2
6.7
4
25
0
4
0.01
8
0.2
b
下列說法不正確的是A.a<12.7B.b>6.7C.用KMnO4表示該反應(yīng)速率,(實驗3)>(實驗1)D.可通過比較收集相同體積CO2所消耗的時間來判斷反應(yīng)速率快慢4、關(guān)于常溫下pH=2的H3PO4溶液,下列說法正確的是A.c(H3PO4)=mol/LB.c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-)C.加水稀釋使電離度增大,溶液pH減小D.加入NaH2PO4固體,溶液酸性增強5、短周期元素X;Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。用表中信息判斷下列說法正確的是()
。最高價元素。
氧化物的水化物。
X
Y
Z
W
分子式。
H3ZO4
0.1mol?L-1溶液對應(yīng)的pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素的含氧酸酸性:WB.簡單離子半徑:WC.元素的非金屬性:ZD.簡單氫化物的沸點:X評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)6、圖所示;是原電池的裝置圖。請回答:
(1)若C為稀H2SO4溶液,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且做負極,則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________;反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH將________(填“升高”“降低”或“基本不變”)
(2)若需將反應(yīng):Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+設(shè)計成如上圖所示的原電池裝置,則A(負極)極材料為________,B(正極)極材料為________,溶液C為________。
(3)若C為CuCl2溶液,Zn是________極,Cu極發(fā)生________反應(yīng),電極反應(yīng)為________________________。反應(yīng)過程溶液中c(Cu2+)________(填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O,則c電極是________(填“正極”或“負極”),c電極的反應(yīng)方程式為____________________________。若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子,則上述CH3OH燃料電池,消耗的O2在標準狀況下的體積為________L。7、硝酸銅晶體[Cu(NO3)2·6H2O],是一種重要的化工原料,常用于農(nóng)藥、鍍銅、搪瓷等工業(yè)。以輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備硝酸銅晶體的某工藝如圖1所示?;卮鹣铝袉栴}:
調(diào)節(jié)溶液pH時選用的物質(zhì)a可以是_____,幾種金屬離子沉淀的pH范圍如圖2所示,“調(diào)pH”時應(yīng)將溶液pH調(diào)至_____~_____。8、如圖是一個電化學過程的示意圖;請按要求回答下列問題:
(1)甲池中通入的電極的名稱是_______。
(2)寫出電極反應(yīng)式:通入的電極_______。
(3)反應(yīng)一段時間后,甲池中消耗1.12L(標準狀況)甲烷,則乙池中溶液質(zhì)量變化為_______g。
(4)反應(yīng)一段時間后,乙池中溶液成分發(fā)生了變化,想要完全恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入的物質(zhì)是_______。
(5)某工廠煙氣中主要含可用NaOH溶液吸收煙氣中的將所得的溶液進行電解,可循環(huán)再生NaOH,同時得到其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。
①圖中a極要連接電源的_______(填“正”或“負”)極。B是_______。
②放電的電極反應(yīng)式為_______。9、根據(jù)要求回答下列問題:
(1)鹽堿地(含較多Na2CO3;NaCl)不利于植物生長;試用化學方程式表示:鹽堿地產(chǎn)生堿性的原因:________________________________________________;農(nóng)業(yè)上用石膏降低其堿性的反應(yīng)原理:_____________________________________。
(2)若取pH;體積均相等的NaOH溶液和氨水分別用水稀釋m倍、n倍;稀釋后pH仍相等,則m________n(填“>”“<”或“=”)。
(3)常溫下,在pH=6的CH3COOH與CH3COONa的混合溶液中水電離出來的c(OH-)=__________。
(4)在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。
①在提純時為了除去Fe2+,常加入合適氧化劑,使Fe2+被氧化為Fe3+;下列物質(zhì)最好采用的是__________。
A.KMnO4B.H2O2C.氯水D.HNO3
②然后再加入適當物質(zhì)調(diào)整溶液至pH=4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3;調(diào)整溶液pH可選用下列物質(zhì)中的__________。
A.NaOHB.NH3·H2OC.CuOD.Cu(OH)210、SiCl4在室溫下為無色液體,易揮發(fā),有強烈的刺激性。把SiCl4先轉(zhuǎn)化為SiHCl3,再經(jīng)氫氣還原生成高純硅。一定條件下,在20L恒容密閉容器中發(fā)生SiCl4轉(zhuǎn)化為SiHCl3的反應(yīng):3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?SiHCl3(g),△H=QkJ?mol-1,2min后達到平衡,H2與SiHCl3的物質(zhì)的量濃度分別為0.1mol/L和0.2mol/L。
(1)從反應(yīng)開始到平衡,v(SiCl4)=_______
(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=_______,溫度升高,K值增大,則Q__0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4和H2(假設(shè)Si足量),當反應(yīng)再次達到平衡時,與原平衡相比較,H2的體積分數(shù)將____(填“增大”;“減小”或“不變”)。
(4)原容器中,通入H2的體積(標準狀況下)為_________
(5)平衡后,將容器的體積縮為10L,再次達到平衡時,H2的物質(zhì)的量濃度范圍為__________
(6)圖中x軸表示溫度,y軸表示平衡混合氣中H2的體積分數(shù),a、b表示不同的壓強,則壓強a____b(填“>”、“<”或“=”)。
評卷人得分三、判斷題(共6題,共12分)11、物質(zhì)的狀態(tài)不同ΔH的數(shù)值也不同。____A.正確B.錯誤12、2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH>0。__________________A.正確B.錯誤13、恒溫恒容下進行的可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。(____)A.正確B.錯誤14、任何溫度下,利用H+和OH-濃度的相對大小均可判斷溶液的酸堿性。(______________)A.正確B.錯誤15、Na2CO3溶液加水稀釋,促進水的電離,溶液的堿性增強。(_______)A.正確B.錯誤16、pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合:c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)。(_______)A.正確B.錯誤評卷人得分四、工業(yè)流程題(共4題,共40分)17、重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備。鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3;還含有硅;鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示:
回答下列問題。
(1)將鉻鐵礦粉碎有利于加快熔融;氧化的速率;其原理是______________________________。
步驟①的主要反應(yīng)為FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2(未配平),氧化產(chǎn)物為_________________,配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的化學計量數(shù)之比為______________。
(2)下列說法正確的是____。。A.步驟①可以用陶瓷容器做反應(yīng)器B.步驟②低溫可提高浸取率C.步驟③所得濾渣2的主要成分是Al(OH)3及含硅的雜質(zhì)D.步驟④的目的主要是使Na2CrO4轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2Cr2O7(3)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到____(填標號),得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。
。A.20°CB.40°CC.60°CD.80°C(4)某工廠用m1kg鉻鐵礦粉(含Cr2O340%)制備K2Cr2O7,最終得到m2kgK2Cr2O7產(chǎn)率為_______________(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。
(5)某小組用分光光度法測定產(chǎn)品純度(K2Cr2O7溶液的吸光度與其濃度成正比),其中某同學測得的質(zhì)量分數(shù)明顯偏低,分析原因,發(fā)現(xiàn)配制K2Cr2O7待測溶液時少加了一種試劑。該試劑是________,添加該試劑的作用是_______________________________。18、某有色金屬研究室對從銀錳精礦中提取單質(zhì)銀的方法進行改良創(chuàng)新,從而更高效地實現(xiàn)錳和銀的分離。其簡易流程如下圖。已知:銀錳精礦主要成分為MnO2和銀單質(zhì)。
(1)操作1與操作2所對應(yīng)的分離方法是__________________。
(2)通過對“浸出1”步驟中纖維細度的控制,繪制出一定時間內(nèi)纖維素-Mn浸出率圖象如上圖所示,實際生產(chǎn)中應(yīng)控制細度________mm較為合適,理由是_________。
(3)在“浸出1”步驟中,纖維素會先水解為單糖,請寫出該單糖(用分子式表達)與銀錳精礦反應(yīng)的離子方程式:_______________________。
(4)浸出液2的主要成分為[Ag(CN)2]-,使用情性電極電解浸出液2,請寫出陰極的電極方程式:________。本流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)為_________________。
(5)通過上述流程,浸出液1中通常還含有少量銀離子,充分提取銀,可對MnSO4·H2O晶體進行洗滌,請簡述洗滌的方法_____________________________。將洗滌液與母液合并,加入鹽酸,過濾后再經(jīng)過以下步驟可回收大部分浸出液1中的銀。試劑a是______________。
19、硒是人體和動物所必需的營養(yǎng)元素,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有廣闊的應(yīng)用前景。從電解精煉銅的陽極泥(含有等)中回收硒的工藝流程如圖:
資料:ⅰ.315℃升華,易揮發(fā),溶于水得()。
ⅱ.能與生成硒代硫酸根(),在強酸溶液中,硒代硫酸根()分解生成單質(zhì)。
(1)實驗室中電解精煉銅的簡易裝置如圖所示,請在圖中標出電極材料和電解液的名稱_______。
(2)焙燒前,攪拌的目的是_______。
(3)陽極泥中的與濃硫酸反應(yīng)的化學方程式為_______。
(4)常溫下,電離平衡體系中含(+4價)微粒的物質(zhì)的量分數(shù)與的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是_______(填序號)。
a.溶液顯酸性。
b.時,溶液中存在
c.溶液中,
(5)探究硫酸濃度對還原得到的還原率的影響。相同投料比、相同反應(yīng)時間,不同硫酸濃度對硒的還原率的影響如圖。隨著硫酸濃度的增大,硒的還原率先增大后減小的原因是_______。
20、V2O5是化工生產(chǎn)中重要的催化劑,可用于制備硫酸和彩色玻璃。一種以含釩廢料(主要成分為V2O3,還含有Fe2O3、Al2O3、CuO、有機物雜質(zhì))制備V2O5的工藝流程如下圖所示。
已知:①含釩離子在溶液中的存在形式與溶液pH的關(guān)系。溶液pH<4.06.0≤pH≤8.0>8.0釩元素存在形式
②該流程溫度下:Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33;Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-19
請回答下列問題:
(1)“焙燒”的目的之一是將V2O3轉(zhuǎn)化為Mg(VO3)2,還有一個目的是_______;
(2)已知Mg(VO3)2難溶于水,能溶于酸,寫出在“酸浸”時(pH<2)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式_______。為提高酸浸速率,可采取的措施_______(填序號)。
a.使用98%的硫酸b.加速攪拌。
c.升高溫度d.增大壓強。
(3)“調(diào)pH凈化I”時需將Fe3+、Al3+、Cu2+三種離子去除干凈(濃度<1×10-5mol?L-1時視為去除干凈),需調(diào)節(jié)pH范圍為_______(pH值保留1位小數(shù))。
(4)“凈化II”時,若加入過量(NH4)2CO3,可能導(dǎo)致的結(jié)果是_______。
(5)“煅燒”時,改變環(huán)境會得到不同產(chǎn)物,但都會有V2O5生成。若煅燒時隔絕空氣,還生成物質(zhì)A和一種參與大氣循環(huán)的物質(zhì),且A可在該流程中循環(huán)使用,則A的化學式為_______;若煅燒時通入空氣,還生成兩種參與大氣循環(huán)的物質(zhì),該反應(yīng)的化學方程式為_______。評卷人得分五、原理綜合題(共3題,共24分)21、以高純H2為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池具有能量效率高;無污染等優(yōu)點;但燃料中若混有CO將顯著縮短電池壽命。
(1)以甲醇為原料制取高純H2是重要研究方向。甲醇水蒸氣重整制氫主要發(fā)生以下兩個反應(yīng):
主反應(yīng):CH3OH(g)+H2O(g)==CO2(g)+3H2(g)△H=+49kJ?mol-1
副反應(yīng):H2(g)+CO2(g)==CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ?mol-1
①甲醇蒸氣在催化劑作用下裂解可得到H2和CO,則該反應(yīng)的熱化學方程式為_________________,既能加快反應(yīng)速率又能提高CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的一種措施是_________________。
②分析適當增大水醇比對甲醇水蒸氣重整制氫的好處是_______________。
③某溫度下,將n(H2O)∶n(CH3OH)=1∶1的原料氣充入恒容密閉容器中,初始壓強為P1,反應(yīng)達平衡時總壓強為P2,則平衡時甲醇的轉(zhuǎn)化率為____________(忽略副反應(yīng))。
(2)工業(yè)上用CH4與水蒸氣在一定條件下制取H2,原理為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+203kJ?mol-1
①該反應(yīng)逆反應(yīng)速率表達式為:v逆=k?c(CO)?c3(H2),k為速率常數(shù),在某溫度下測得實驗數(shù)據(jù)如表:。CO濃度(mol?L-1)H2濃度(mol?L-1)逆反應(yīng)速率(mol?L-1?min-1)0.05c14.8c2c119.2c20.158.1
由上述數(shù)據(jù)可得該溫度下,該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率常數(shù)k為_________L3?mol-3?min-1。
②在體積為3L的密閉容器中通入物質(zhì)的量均為3mol的CH4和水蒸氣,在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),測得平衡時H2的體積分數(shù)與溫度及壓強的關(guān)系如圖所示:則壓強Pl_______P2(填“大于”或“小于”);N點v正_______M點v逆(填“大于”或“小于”);求Q點對應(yīng)溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO,平衡_______移動(填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向”或“不”)。22、氮氧化物氣體是造成光化學污染的主要氣體;降低氮氧化物氣體的排放是環(huán)境保護的重要課題。已知汽車尾氣中的氮氧化物氣體主要涉及如下反應(yīng):
ⅰ.N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180.5kJ·mol-1;
ⅱ.2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-114.0kJ·mol-1;
ⅲ.2NO2(g)?N2O4(g)△H=-52.7kJ·mol-1。
回答下列問題:
(1)該條件下,N2中N≡N鍵的鍵能為916.5kJ·mol-1,O2中O=O鍵的鍵能為458.0kJ·mol-1,則NO中化學鍵的鍵能為______。
(2)向某剛性密閉容器中充入等量的N2和O2;一定溫度下發(fā)生上述3個反應(yīng)。
①下列狀態(tài)能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是____(填字母)。
a.NO濃度不再變化。
b.混合氣體的顏色不再變化。
c.混合氣體的密度不再變化。
d.每消耗2molNO2,同時消耗1molN2O4。
②若起始時容器內(nèi)總壓強為p1kPa,10s時容器內(nèi)3個反應(yīng)達到平衡狀態(tài),此時的總壓強和N2O4的分壓分別為p2kPa和p3kPa;則前10s內(nèi)N2O4的平均生成速率為_____kPa·s-1,該溫度下反應(yīng)ⅲ的平衡常數(shù)Kp=_____kPa-1。
③若升高溫度,平衡體系中NO的體積分數(shù)___(填“增大”“減小”或“無法確定”),原因為____。
(3)反應(yīng)6NO(g)+4NH3(g)?5N2(g)+6H2O(g)△H<0,是工業(yè)上處理氮氧化物的方法之一、向某密閉容器中投入等量的NO和NH3發(fā)生上述反應(yīng),平衡時,NO和H2O的物質(zhì)的量隨溫度的變化如圖所示。
①圖中代表NO物質(zhì)的量變化的曲線為___________。
②T1℃下,N2的平衡體積分數(shù)為___________。23、二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚(CH3OCH3)。請回答下列問題:
(1)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H=-90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ/mol
總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=____;
一定條件下的密閉容器中;該總反應(yīng)達到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是:________(填字母代號)。
a.壓縮體積b.加入催化劑c.減少CO2的濃度d.增加CO的濃度e.分離出二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知反應(yīng)②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol
某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下:。物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O濃度(mol·L-1)0.400.60.6
①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小比較:_________(填“>”、“<”或“=”)。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式為K=_____,溫度升高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____(填“增大”、“減小”或“不變”)參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、B【分析】【詳解】
A.根據(jù)圖像10min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),此反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,導(dǎo)致甲醇的物質(zhì)的量減少,二氧化碳的物質(zhì)的量增大,所以使比值減??;A錯誤;
B.由題干圖示可知,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為B正確;
C.3min時,CH3OH和CO2的濃度相等,但是并沒有達到平衡,因為二氧化碳和甲醇的化學計量數(shù)相等,故此時用CO2的濃度表示的正反應(yīng)速率不等于用CH3OH的濃度表示的逆反應(yīng)速率;C錯誤;
D.從反應(yīng)開始到平衡,二氧化碳的平均反應(yīng)速率==0.075mol?L-1?min-1,根據(jù)反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的化學計量系數(shù)比,故H2的平均反應(yīng)速率υ(H2)=3υ(CO2)=3×0.075mol?L-1?min-1=0.225mol?L-1?min-1;D錯誤;
故答案為:B。2、D【分析】【詳解】
A.容量瓶不能作為溶解或稀釋的儀器,故試樣不能直接在容量瓶中溶解,Na2S2O3溶液顯堿性;故滴定管選丙,A錯誤;
B.選用淀粉作指示劑;當甲中溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍色時,即達到滴定終點,B錯誤;
C.滴定管的0刻度在上面;越往下刻度越大,故丁圖中,滴定前滴定管的讀數(shù)為a+1.00mL,C錯誤;
D.對裝有待測液的滴定管讀數(shù)時;滴定前后讀數(shù)方式如丁圖所示,則讀出的待測液的體積偏小,即實際體積偏大,故測得的結(jié)果偏大,D正確;
故答案為:D。3、C【分析】【分析】
【詳解】
A.由表中數(shù)據(jù)可知,實驗2的溫度比實驗1的高,其余條件均相同,故反應(yīng)2的反應(yīng)速率比實驗1的快,故褪色時間更短,a<12.7;A正確;
B.由表中數(shù)據(jù)可知,實驗4為使用催化劑,其余數(shù)據(jù)均與實驗3相同,故實驗4的反應(yīng)速率比實驗3慢,故褪色時間更長,b>6.7;B正確;
C.由表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)1中KnMnO4的濃度是實驗3的10倍,但所用時間僅是實驗3的2倍不到,故用KMnO4表示該反應(yīng)速率,(實驗3)<(實驗1);C錯誤;
D.反應(yīng)生成的氣體只有二氧化碳,相同條件下可通過比較收集相同體積CO2所消耗的時間來判斷反應(yīng)速率快慢;D正確;
故答案為:C。4、B【分析】【詳解】
A.磷酸的電離為不完全電離,所以磷酸濃度應(yīng)大于mol/L;A錯誤;
B.由電荷守恒得c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-);B正確;
C.加水稀釋后促進磷酸的電離;但電離程度遠小于稀釋程度,故氫離子濃度不斷減小,溶液pH增大,C錯誤;
D.加入磷酸二氫鈉固體后;抑制了磷酸的第一步電離,氫離子濃度減小,溶液酸性減弱,D錯誤;
故選B。5、C【分析】【分析】
短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,0.1mol/LX的最高價含氧酸的pH為1.00,Y對應(yīng)的pH為13.00,可知X為N、Y為Na;Z的分子式為H3ZO4;結(jié)合原子序數(shù)可知Z為P;W的最高價含氧酸的pH小于1,W為S,以此來解答。
【詳解】
由上述分析可知;X為N;Y為Na、Z為P、W為S;
A.非金屬性越強;最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強;則元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:Z<W,但是含氧酸不一定是最高價氧化物對應(yīng)水化物,A錯誤;
B.電子層越多;離子半徑越大;則簡單離子半徑:W>Y,B錯誤;
C.P和S為同一周期元素;從左往右元素的非金屬性逐漸增強,則元素的非金屬性:Z<W,C正確;
D.相對分子質(zhì)量越大;物質(zhì)的熔沸點越高,但由于氨氣分子間含氫鍵,則簡單氫化物的沸點:X>Z,D錯誤;
故答案為:C。二、填空題(共5題,共10分)6、略
【分析】【詳解】
(1)鐵作負極,則該原電池反應(yīng)是鐵與稀硫酸置換氫氣的反應(yīng),所以正極反應(yīng)是氫離子得電子生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H++2e-═H2↑;溶液中氫離子放電,導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小,pH升高;
(2)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設(shè)計成如上圖所示的原電池裝置,根據(jù)方程式中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類型判斷,Cu發(fā)生氧化反應(yīng),作原電池的負極,所以A材料是Cu,B極材料是比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)如石墨、Ag等即可.溶液C中含有Fe3+,如FeCl3溶液;
(3)Zn比較活潑,在原電池中做負極,Cu做正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),Cu2+在正極得到電子變成Cu,電極反應(yīng)為:Cu2++2e-=Cu,Cu2+發(fā)生了反應(yīng),則c(Cu2+)變小;
(4)甲醇具有還原性,在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,因c為負極,d為正極,粗銅精煉時,粗銅作陽極,與電源的正極d相連,精銅電極電極反應(yīng)式:Cu2++2e-=Cu,Cu2+的物質(zhì)的量為==1mol,由電子得失守恒可知電子轉(zhuǎn)移2mol,原電池中正極電極反應(yīng)為4OH--4e-=2H2O+O2↑,則生成氧氣物質(zhì)的量為0.5mol,體積=0.5mol×22.4L/mol=11.2L?!窘馕觥?H++2e-===H2↑升高Cu石墨FeCl3溶液負極還原Cu2++2e-===Cu變小負極CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+11.27、略
【分析】【分析】
輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))加入稀硫酸和氯化鐵溶液;反應(yīng)生成硫單質(zhì);亞鐵離子、銅離子,二氧化硅不反應(yīng),過濾得到濾渣1是硫和二氧化硅,向濾液中加入適量過量的鐵單質(zhì),充分反應(yīng)過濾,濾液主要含有亞鐵離子,濾渣2主要成分是銅單質(zhì),還有少量鐵,向濾渣2中加入稀硝酸,再通入過量的空氣,將氮的氧化物轉(zhuǎn)化為硝酸,再向溶液中加入氧化銅等物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值促進鐵離子水解,再過濾將濾液經(jīng)過一系列過程得到硝酸銅晶體。
【詳解】
調(diào)節(jié)溶液pH時,主要利用加入的物質(zhì)消耗Fe3+水解生成的氫離子,使其水解程度增大而轉(zhuǎn)化為沉淀,為防止引入新的雜質(zhì),物質(zhì)a可以是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3;“調(diào)pH”時應(yīng)將溶液中Fe3+全部沉淀,而Cu2+不能沉淀,因此要將溶液pH調(diào)至3.2~4.7?!窘馕觥緾uO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO33.24.78、略
【分析】【分析】
左側(cè)為原電池;右側(cè)為電解池,在電解池中根據(jù)陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動分析電解池的電極名稱和電極反應(yīng),據(jù)此回答。
【詳解】
(1)甲池是燃料電池,將化學能轉(zhuǎn)化為電能,屬于原電池;通入的電極得電子;作正極。
(3)標況下1.12L甲烷的物質(zhì)的量為0.05mol,根據(jù)電極反應(yīng)式可知轉(zhuǎn)移電子0.4mol;乙池中C為陽極,F(xiàn)e為陰極,陽極上水電離出的氫氧根放電生成氧氣,陰極上銀離子放電得到銀單質(zhì),乙池總反應(yīng)為轉(zhuǎn)移電子0.4mol,則乙池溶液質(zhì)量減少:
(5)①由圖可知,移向a極,所以a極為陰極,連接電源負極,電極反應(yīng)式為則a極區(qū)NaOH溶液逐漸變濃。B是流出的濃氫氧化鈉溶液。
②在陽極放電,發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根,電極反應(yīng)為【解析】正極46.4負濃NaOH溶液9、略
【分析】【詳解】
(1)鹽堿地含有碳酸鈉,碳酸根離子水解顯堿性,Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH;農(nóng)業(yè)上用石膏降低其堿性的反應(yīng)原理為Na2CO3+CaSO4=CaCO3↓+Na2SO4;
(2)氫氧化鈉為強堿;一水合氨為弱堿,加水稀釋,氫氧化鈉的pH比一水合氨pH的變化要大,因此若取pH;體積均相等的NaOH溶液和氨水分別用水稀釋m倍、n倍,稀釋后pH仍相等,則m<n;
(3)常溫下,在pH=6的CH3COOH與CH3COONa的混合溶液中水電離出來的c(OH-)=mol·L-1=1.0×10-8mol·L-1;
(4)①提純除雜時,加入的試劑應(yīng)當不能引入新的雜質(zhì),在提純時為了除去Fe2+,常加入合適氧化劑,使Fe2+被氧化為Fe3+;下列物質(zhì)最好選用的是過氧化氫,因為其還原產(chǎn)物是水;
②然后再加入適當物質(zhì)調(diào)整溶液至pH=4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,為防止引入新的雜質(zhì),調(diào)整溶液pH可選用的物質(zhì)是CuO或Cu(OH)2?!窘馕觥縉a2CO3+H2ONaHCO3+NaOHNa2CO3+CaSO4==CaCO3+Na2SO4<1.0×10-8mol·L-1BCD10、略
【分析】【分析】
(1)利用三段分析法,根據(jù)平衡時H2與SiHCl3物質(zhì)的量濃度,求出的起始H2物質(zhì)的量以及2分鐘時轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量,在根據(jù)v(H2)=計算出氫氣的反應(yīng)速率,最后根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比求出v(SiCl4);
(2)根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)等于生成物各物質(zhì)的濃度的冪次方之積比反應(yīng)物各物質(zhì)的濃度的冪次方之積;注意純固體或者純液體不列出;溫度升高,K值增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)方向即為吸熱方向;
(3)若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4和H2(假設(shè)Si足量),等效于先將容器擴大一倍,在壓縮增大壓強平衡向著體積減小的方向移動即正方向移動,故H2的體積分數(shù)將減??;
(4)根據(jù)(1)三段分析法進行計算;
(5)平衡后;將容器的體積縮為10L,相當于增大壓強平衡要向正方向移動進行判斷;
(6)由圖像曲線的變化特點可知;采用“定一儀二”法討論。
【詳解】
(1)由方程式可知3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)
起始量(mol)n0
變化量(mol)2x4x
平衡量(mol)n-2x4x
4x=0.2mol/L×20L=4mol,x=1mol;n-2x=0.1mol/L×20L=2mol,n=4mol,則v(H2)===0.05mol?L-1?min-1,根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比可得v(SiCl4)=v(H2)=0.075mol?L-1?min-1;
(2)根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)等于生成物各物質(zhì)的濃度的冪次方之積比反應(yīng)物各物質(zhì)的濃度的冪次方之積,K=溫度升高;K值增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)方向即為吸熱方向,所以Q>0;
(3)若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4和H2(假設(shè)Si足量),等效于先將容器擴大一倍,在壓縮相當于增大壓強平衡向著體積減小的方向移動即正方向移動,故H2的體積分數(shù)將減小;故答案:減小;
(4)根據(jù)(1)三段分析法計算得,通入H2的體積(標準狀況下)為4mol×22.4mol/L=89.6L;
(5)平衡后,將容器的體積縮為10L,如果平衡不移動H2的物質(zhì)的量濃度變成原來的2倍即×2=0.2mol/L,但是體積壓縮相當于增大壓強平衡要向正方向移動進行,H2的物質(zhì)的量濃度還要減小,但根據(jù)勒夏特列原理,再減小也會比原來的大;故答案為0.1mol?L-1<c(H2)<0.2mol?L-1;
(6)由圖像曲線的變化特點可知,采用“定一儀二”法討論,定溫度相同,增大壓強,平衡向正反應(yīng)的方向移動,H2的體積分數(shù)減小,則說明a>b。【解析】0.075mol/(L·min)>減小89.6L0.1mol/L2)<0.2mol/L>三、判斷題(共6題,共12分)11、A【分析】【分析】
【詳解】
物質(zhì)的物態(tài)變化會產(chǎn)生熱效應(yīng),如固體變液體放熱,液體變氣體吸熱等,而ΔH包含了物態(tài)變化的熱,因此物質(zhì)的狀態(tài)不同ΔH的數(shù)值也不同,該說法正確。12、B【分析】【詳解】
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行,其ΔS<0,則ΔH<0,錯誤。13、B【分析】【分析】
【詳解】
恒溫恒容下進行的可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),當SO3的生成速率與SO2的生成速率相等時,即正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故錯誤。14、A【分析】【分析】
【詳解】
在任何溶液中都存在水的電離平衡:H2OH++OH-。若溶液中c(H+)>c(OH-),溶液顯酸性;若c(H+)=c(OH-),溶液顯中性;若c(H+)<c(OH-),溶液顯堿性,這與溶液所處的外界溫度無關(guān),故在任何溫度下,都利用H+和OH-濃度的相對大小來判斷溶液的酸堿性,這句話是正確的。15、B【分析】【詳解】
稀釋使鹽水解程度增大,但溶液總體積增加得更多。鹽的濃度降低、水解產(chǎn)生的氫氧根濃度也降低,堿性減弱。所以答案是:錯誤。16、B【分析】【分析】
【詳解】
pH=11的氨水中氫氧根濃度和pH=3的鹽酸中氫離子濃度相等。鹽酸是強酸,一水合氨是弱堿,故等體積的混合溶液呈堿性,則結(jié)合電中性:得故答案為:錯誤。四、工業(yè)流程題(共4題,共40分)17、略
【分析】【分析】
鉻鐵礦加入碳酸鈉、硝酸鈉熔融氧化后得到熔塊,水浸、過濾得到濾渣1主要成分為Fe2O3(堿性氧化物,不溶于水,不能與堿反應(yīng),可以與酸反應(yīng)),濾液1調(diào)節(jié)pH=7,過濾得到濾渣2為Al(OH)3及含硅雜質(zhì);濾液2再調(diào)節(jié)pH,得到的濾液3加入氯化鉀,通過一系列操作后得到重鉻酸鉀;
【詳解】
(1)將鉻鐵礦粉碎有利于加快熔融、氧化的速率,其原理是增大反應(yīng)物的接觸面積;步驟①的主要反應(yīng)為FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2,反應(yīng)中Cr元素和Fe元素化合價均升高被氧化,生成Na2CrO4和Fe2O3,氧化產(chǎn)物為Na2CrO4和Fe2O3,Cr元素由+3價升高為+6價,F(xiàn)e元素由+2價升高為+3價,N元素由+5價降為+3價,結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理配平得反應(yīng)2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2,故配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的化學計量數(shù)之比為2:7;
(2)A.步驟①高溫條件下陶瓷中的二氧化硅能與碳酸鈉反應(yīng);故不可以用陶瓷容器做反應(yīng)器,選項A錯誤;
B.步驟②低溫時反應(yīng)速率降低;浸取率降低,選項B錯誤;
C.根據(jù)分析可知,步驟③所得濾渣2的主要成分是Al(OH)3及含硅雜質(zhì);選項C正確;
D.步驟④調(diào)節(jié)pH,使平衡逆向移動,目的主要是使Na2CrO4轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2Cr2O7;選項D正確;
答案選CD;
(3)由溶解度曲線圖結(jié)合選項可知,20℃時K2Cr2O7溶解度最小,而Na2Cr2O7、KCl、NaCl此時溶解度均大于K2Cr2O7,三者均存在于溶液當中,故冷卻到20℃時得到的K2Cr2O7;答案選A;
(4)樣品中Cr2O3的質(zhì)量為m1×40%kg,則生成K2Cr2O7的理論質(zhì)量為m1×40%kg×則所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為=
(5)根據(jù)題意,K2Cr2O7溶液的吸光度與其濃度成正比例,在K2Cr2O7溶液中存在平衡即有部分會轉(zhuǎn)化為從而使測得的質(zhì)量分數(shù)明顯偏低,為抑制轉(zhuǎn)化為可加入與不反應(yīng)的酸,如硫酸,答案為稀硫酸;抑制轉(zhuǎn)化為【解析】(1)增大反應(yīng)物的接觸面積2:7Na2CrO4和Fe2O3
(2)CD
(3)A
(4)
(5)稀硫酸抑制轉(zhuǎn)化為18、略
【分析】【詳解】
(1)操作1與操作2均為將不溶固體從溶液中分離出來;應(yīng)選擇過濾操作;
(2)因纖維細度為0.35mm時;對生產(chǎn)工藝要求更高,但浸出率提升不明顯;纖維細度增大時,浸出率降低,故應(yīng)控制細度0.5mm較為合適;
(3)纖維素水解生成的單糖為葡萄糖,在酸性條件下葡萄糖被MnO2氧化為CO2,同時溶液中得到Mn2+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,得此反應(yīng)的離子方程式C6H12O6+12MnO2+24H+==12Mn2++6CO2↑+18H2O;
(4)[Ag(CN)2]-在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),生成Ag,其電極方程式[Ag(CN)2]-+e-==Ag+2CN-;同時陽極產(chǎn)物為O2,則通過電解得到的NaCN、O2均可循環(huán)使用;
(5)為減小MnSO4·H2O晶體的溶解損失,洗滌時可向過濾器中加冰水,至恰好浸沒沉淀,待水自然流盡,重復(fù)以上操作2?3次即可;洗滌液與母液合并,加入鹽酸,生成AgCl,利用濃氨水可溶解AgCl得到銀氨溶液,再與葡萄糖發(fā)生銀鏡反應(yīng)獲得Ag,故試劑a是氨水?!窘馕觥竣?過濾②.0.5③.細度為0.35mm時,對生產(chǎn)工藝要求更高,但浸出率提升不明顯;細度增大時,浸出率降低④.C6H12O6+12MnO2+24H+==12Mn2++6CO2↑+18H2O⑤.[Ag(CN)2]-+e-==Ag+2CN-⑥.NaCN、O2⑦.向過濾器中加冰水(或蒸溜水),至恰好浸沒沉淀,待水自然流盡,重復(fù)以上操作2?3次⑧.氨水19、略
【分析】(1)
精煉銅時,粗銅作陽極,純銅作陰極,CuSO4作電解質(zhì)溶液,根據(jù)電解原理,得出故答案為
(2)
攪拌的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積;提高反應(yīng)速率;故答案為增大反應(yīng)物的接觸面積,提高反應(yīng)速率;
(3)
Se與S屬于同主族,性質(zhì)具有相似性,因此單質(zhì)Se與濃硫酸反應(yīng)的方程式為Se+2H2SO4=SeO2↑+2SO2↑+2H2O,故答案為Se+2H2SO4=SeO2↑+2SO2↑+2H2O;
(4)
a.根據(jù)圖像可知,NaHSeO3溶液的pH在5左右;溶液顯酸性,故a說法正確;
b.根據(jù)電荷守恒,pH=8時,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSeO)+2c(SeO),故b說法錯誤;
c.根據(jù)元素質(zhì)量守恒,有c(Na+)=2c(SeO)+2c(HSeO)+2c(H2SeO3);故c說法錯誤;
答案為bc;
(5)
根據(jù)信息ii可知,SO2能與Se反應(yīng)生成在強酸性溶液中分解成Se,開始時隨硫酸濃度大,抑制的生成,硒的還原率增大;隨著硫酸濃度繼續(xù)增大,會抑制反應(yīng)的進行,降低硒的還原率;故答案為開始時隨硫酸濃度大,抑制的生成,硒的還原率增大;隨著硫酸濃度繼續(xù)增大,會抑制反應(yīng)的進行,降低硒的還原率?!窘馕觥?1)
(2)增大反應(yīng)物的接觸面積;提高反應(yīng)速率。
(3)
(4)bc
(5)開始時隨硫酸濃度增大,抑制了的生成,硒的還原率增大;隨著硫酸濃度繼續(xù)增大,會抑制反應(yīng)的進行,降低硒的還原率20、略
【分析】【分析】
含釩廢料(主要成分為V2O3,還含有Fe2O3、Al2O3、CuO、有機物雜質(zhì))中加入足量MgCO3粉,并通入足量空氣進行焙燒,V2O3、Al2O3發(fā)生反應(yīng)生成Mg(VO3)2、Mg(AlO2)2等,并使有機物發(fā)生燃燒,生成氣體等;加入稀硫酸進行酸浸,Al2O3、CuO、Mg(VO3)2、Mg(AlO2)2都發(fā)生溶解,生成Al3+、Cu2+、Mg2+、Fe3+、等;加入適量氨水調(diào)節(jié)溶液的pH,使Al3+、Fe3+、Cu2+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀;過濾后,往濾液中加入適量的(NH4)2CO3,將Mg2+轉(zhuǎn)化為MgCO3沉淀;過濾后,往濾液中加入足量的(NH4)2CO3,生成NH4VO3沉淀,煅燒沉淀,從而獲得V2O5。
【詳解】
(1)“焙燒”的目的之一是將V2O3轉(zhuǎn)化為Mg(VO3)2;同時使有機物發(fā)生燃燒,所以還有一個目的是:除掉有機物雜質(zhì)。答案為:除掉有機物雜質(zhì);
(2)Mg(VO3)2難溶于水,溶于酸后生成Mg2+、等,則在“酸浸”時(pH<2)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:
a.98%的硫酸中氫離子濃度??;不能加快酸浸的速率,a不符合題意;
b.加速攪拌,可增大物質(zhì)間的接觸面積,從而加快反應(yīng)速率,b符合題意;
c.升高溫度;可增大反應(yīng)物的能量,從而增大反應(yīng)物間有效碰撞的次數(shù),加快反應(yīng)速率,c符合題意;
d.固體與液體反應(yīng);增大壓強不能加快反應(yīng)速率,d不符合題意;
故選bc。答案為:bc;
(3)“調(diào)pH凈化I”時,需將Fe3+、Al3+、Cu2+三種離子去除干凈(濃度<1×10-5mol?L-1時視為去除干凈)。將轉(zhuǎn)化為需調(diào)節(jié)pH范圍為6.0≤pH≤8.0,將Fe3+、Al3+、Cu2+三種離子生成沉淀時,pH的最小值為=1×10-7;所以需調(diào)節(jié)pH范圍為7.0<pH≤8.0。答案為:7.0<pH≤8.0;
(4)從流程圖中可以看出,當加入足量的(NH4)2CO3時,生成NH4VO3沉淀,所以“凈化II”時,若加入過量(NH4)2CO3,可能導(dǎo)致的結(jié)果是:生成NH4VO3沉淀,降低釩的利用率。答案為:生成NH4VO3沉淀;降低釩的利用率;
(5)若煅燒時隔絕空氣,還生成物質(zhì)A和一種參與大氣循環(huán)的物質(zhì),且A可在該流程中循環(huán)使用,則A的化學式為NH3;若煅燒時通入空氣,生成兩種參與大氣循環(huán)的物質(zhì)應(yīng)為N2和水蒸氣,所以該反應(yīng)的化學方程式為答案為:NH3;
【點睛】
濃硫酸中大部分硫酸以分子形式存在,溶液中氫離子濃度不大?!窘馕觥?1)除掉有機物雜質(zhì)。
(2)bc
(3)7.0<pH≤8.0
(4)生成NH4VO3沉淀;降低釩的利用率。
(5)NH3五、原理綜合題(共3題,共24分)21、略
【分析】【分析】
(1)①根據(jù)蓋斯定律計算所求反應(yīng)的焓變;從壓強和溫度角度分析措施;
②適當增大水醇比[n(H2O):n(CH3OH)],可視為增大H2O的量,能使CH3OH轉(zhuǎn)化率增大,生成更多的H2;抑制轉(zhuǎn)化為CO的反應(yīng)的進行;
③根據(jù)主反應(yīng)方程式計算;平衡體系總壓為各組分分壓之和;
(2)①根據(jù)v逆=k?c(CO)?c3(H2)計算k的值;
②反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,體系壓強增大,增大壓強不利于反應(yīng)正向進行,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高有利于反應(yīng)正向進行,化學反應(yīng)平衡時的正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等;根據(jù)溫度高、壓強大使化學反應(yīng)速率加快分析M、N點速率大?。焕萌问接嬎闫胶鈺r各種物質(zhì)的物質(zhì)的量,結(jié)合容器的容積得到相應(yīng)物質(zhì)的平衡濃度,根據(jù)平衡常數(shù)表達式可得其平衡常數(shù)的數(shù)值。然后將加入1molCH4和1molCO加入反應(yīng)體系;計算此時的Qc并與K比較,判斷平衡移動的方向。
【詳解】
(1)①已知:①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H=+49kJ/mol;
②H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol;
根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)可由①+②整理可得,CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H=△H1+△H2=+90kJ/mol;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度既能加快化學反應(yīng)速率同時可以促使反應(yīng)正向進行,提高CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率,而增大壓強能加快化學反應(yīng)速率,但對正反應(yīng)不利,所以既能加快反應(yīng)速率又能提高CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的一種措施是升高溫度;
②適當增大水醇比[n(H2O):n(CH3OH)],可視為增大H2O的量,能使CH3OH轉(zhuǎn)化率增大,生成更多的H2,抑制轉(zhuǎn)化為CO的反應(yīng)的進行,所以適當增大水醇比[n(H2O):n(CH3OH)]對甲醇水蒸氣重整制氫的好處為:提高甲醇的利用率;有利于抑制CO的生成;
③主反應(yīng)為:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g),n(H2O):n(CH3OH)=1:1的原料氣充入恒容密閉容器中,初始壓強為p1,反應(yīng)達到平衡時總壓強為p2,根據(jù)同溫同體積條件下的體系中,各組分的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,可知:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
初始壓強0.5p10.5p1
轉(zhuǎn)化壓強ppp3p
平衡壓強0.5p1-p0.5p1-pp3p
所以可得p2=(0.5p1-p)+(0.5p1-p)+p+3p=p1+2p,故p=則平衡時甲醇的轉(zhuǎn)化率為α=×100%
(2)①根據(jù)v逆=k?c(CO)?c3(H2),由表中數(shù)據(jù),c13=mol3/L3,則c2==0.2mol/L,所以k=L3?mol?3?min?1=1.2×104L3?mol?3?min?1;
②反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,體系壓強增大,增大壓強不利于反應(yīng)正向進行,所以壓強p1大于p2;M、N都
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