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化学选择性必修1微项目 探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇——化学反应选择与反应条件优化当堂检测题
展开一、单选题,共15小题
1.对于可逆反应C(s) + CO2 (g) ⇋ 2CO(g),反应的化学平衡常数的表达式为( )
A.B.
C.D.
2.某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应B.三种化合物中C最稳定
C.加入催化剂会改变反应的焓变D.整个反应中ΔH=E1-E4
3.中国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多,采用沸腾炉好处在于( )
A.增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源
B.减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成
C.提高煤炭的热效率并减少CO2的排放
D.使得燃料燃烧充分,从而提高燃料的利用率
4.在一定温度下,体积不变的密闭容器中,可逆反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)达到平衡的标志是( )
A.气体总质量保持不变B.X、Y、Z的浓度都相等
C.X、Y、Z的浓度不再发生变化D.X、Y、Z的分子数之比为1:3:2
5.下列说法正确的是
A.太阳能、潮汐能、煤、电能都是一级能源
B.用热的纯碱溶液去油污利用了盐类水解的原理
C.盛放 NaClO 溶液的试剂瓶用磨口玻璃塞
D.常温下,吸热反应肯定不能自发进行
6.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确的是
A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率
B.HCHO在反应过程中,有C—H、C=O键发生断裂
C.根据图示信息,CO2中的氧原子一部分来自于O2,一部分来自于甲醛
D.该反应可表示为:HCHO+O2CO2+H2O
7.某温度下,在密闭容器中发生可逆反应的平衡常数K=。当反应达到平衡时,n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1。若保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,则
A.K值增大B.达到新平衡后,C的体积分数增大
C.平衡不移动D.达到新平衡后,vA比原平衡减慢
8.下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是
A.①②B.①③C.②⑤D.③④
9.在催化作用下与的循环反应路径如图所示,下列叙述错误的是
A.的作用是降低与反应所需的活化能,提高活化分子百分数,提高与反应的转化率
B.是反应中间产物
C.转化为的氧化剂是
D.催化循环的总反应为
10.为减小CO2对环境的影响,在倡导“低碳”的同时,还需加强对CO2创新利用的研究。已知:CO2(g)+3H2 (g)-CH3OH(g)+H2O(g) △H="-49.0" kJ/ml。T1℃时,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入l ml CO2和3 ml H2测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图F6-2所示,且平衡时体系压强为p1。下列叙述中不正确的是
A.0~3 min内,v(CO2)正=v(CH3OH)正
B.在T1℃时,若起始时向容器中充人2 ml CO2和6 ml H2,测得平衡时容器内压强为p2,则p2<2p1
C.其他条件不变,若向平衡后的体系中充人1 ml氦气,体系压强增大,平衡将向正反应方向移动
D.T2℃时,上述反应平衡常数为4.2,则T2>T1
11.下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是
A.图中a、b曲线可分别表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)== CH3CH3(g) ΔH<0,使用和未使用催化剂时反应过程中的能量变化
B.已知S(s)+O2(g)==SO2(g) ΔH1、S(g)+O2(g)==SO2(g) ΔH2, 则ΔH1<ΔH2
C.同温同压下,反应H2 (g)+Cl2(g)==2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D.在一定条件下,某可逆反应的ΔH=+100 kJ·ml-1,则该反应正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·ml-1
12.25 ℃时,不同酸性条件下的0.1 ml·L-1 HF溶液中,c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.随着溶液pH增大, 不断增大
B.由水电离出的c(H+):Q>X=Y
C.HF的电离常数Ka=1.0×10-3.2
D.0.1 ml/L NaF溶液的pH约为8.2
13.对于平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH<0。下列结论中错误
A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+n<p+q
B.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n
C.若m+n=p+q,则往含有a ml气体的平衡体系中再加入a ml的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2a
D.若A为固体,则增大压强,平衡向逆向移动
14.下列说法中,错误的是
A.人体运动所消耗的能量与化学反应无关
B.盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应属于放热反应
C.化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化
D.化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
15.已知:
①
②
③
则下列叙述正确的是
A.由上述热化学方程式可知
B.甲烷的燃烧热为
C.
D.若甲醇和甲烷的物质的量之比为,其完全燃烧生成和时放出的热量为,则该混合物中甲醇的物质的量为
二、非选择题,共5小题
16.碳及其化合物有广泛的用途。
(1)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ•ml-1,达到平衡后,体积不变时,以下有利于提高H2产率的措施是 。
(2)已知,C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=+172.5kJ•ml-1
则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H= kJ•ml-1。
(3)CO与H2一定条件下反应生成甲醇(CH3OH),甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为 。
(4)在一定温度下,将CO(g)和H2O(g)各0.16 ml分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
①其它条件不变,降低温度,达到新平衡前v(逆)__________v(正)(填“>”、“<”或“="”)" 。
②该温度下,此反应的平衡常数K= ;
③其它条件不变,再充入0.1ml CO和0.1ml H2O(g),平衡时CO的体积分数______(填“增大”、 “减小”或“不变”)。
17.生产钡盐的主要原料是重晶石(BaSO4)。在高温下,重晶石与石墨存在如下反应:
①: BaSO4(s)+4C(s,石墨) 4CO(g)+BaS(s) ΔH1=+571.2 kJ/ml
②: BaSO4(s)+4CO(g) 4CO2(g)+BaS(s) ΔH2=-118.8 kJ/ml
回答下列问题:
(1)反应①在一定条件下能够自发的原因:_______________;
(2)已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5 kJ/ml;
求CO的标准燃烧热ΔH4=_______kJ/ml;
(3)图1为1200K下,恒容密闭容器中重晶石与石墨反应时,c(CO)随时间变化曲线图。 请分析图1曲线c(CO)在0-t2区间变化的原因:_________________;
(4)图2为实验测得不同温度下,反应体系中初始浓度比与固体中BaS质量分数的关系曲线。分析图2 曲线,下列说法正确的有________;
A.提高BaSO4 的投料量,可提高BaS的产率
B.恒温恒容时,当混合气体的密度不变,反应①、②均达到化学平衡状态
C.减小初始浓度比,有利于增大BaSO4的转化率
D.适当升高温度,反应②的平衡左移,对生成BaS不利
(5)图1中,t2 时刻将容器体积减小为一半,t3时刻达到新的平衡,请在图1中画出t2-t3区间c(CO)的变化曲线________________。
(6)工业生产中产生的SO2 废气可用如图方法获得H2SO4。写出电解的阳极反应式_________。
18.一定温度下,在2L的密闭容器中,M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)反应的化学方程式为___________。
(2)反应达到最大限度的时间是___________min,该时间内的平均反应速率v(N)=___________,v(M)=___________。
(3)反应达到平衡状态时,放出80kJ的热量,当容器中充入1mlN时,反应放出的热量为___________(填序号)
A.等于10kJ B.小于10kJ C.大于10kJ D.等于20kJ
(4)判断该反应达到平衡状态的依据是___________(填序号)
A.该条件下,正、逆反应速率都为零
B.该条件下,混合气体的密度不再发生变化
C.该条件下,混合气体的压强不再发生变化
D.条件下,单位时间内消耗2mlN的同时,消耗1mlM
(5)能加快反应速率的措施是___________(填序号)
A.升高温度B.容器容积不变,充入惰性气体Ar
C.容器压强不变,充入惰性气体ArD.使用催化剂
19.有机物的特征性质是由分子的特征结构(官能团)决定的,例如乙烯的加成反应,氧化反应都是因为乙烯分子中含有碳碳双键官能团所致。丙烯的结构简式可以表示为CH3CH=CH2或者,因此丙烯也可以发生加成反应和氧化反应。
下列三种有机物是某些香水中的常见部分成分。
(1)月桂烯的分子式是______。1ml月桂烯最多能够跟______mlBr2发生加成反应。月桂烯的一氯取代物有_______种。
(2)柠檬醛和香叶醇是否是同分异构体______(填“是”或“否”),理由是______。
(3)香叶醇含有的官能团是_________(填写官能团名称)。下列物质能与香叶醇发生反应的是_______(填字母代号)。
A.酸性KMnO4溶液 B.Br2/CCl4 C.Na D.NaOH E.NaHCO3
20.在一定温度下,向一固定容积的密闭容器中加入1mlM和2mlN,发生反应:M(g)+2N(g)3Q(g)+2R(s),△H<0,达到平衡时生成了1.8 mlQ
(1)若维持容器的体积和温度不变,反应从逆反应方向开始,Q和R按一定的物质的量作为起始反应物质,达到平衡时Q仍为1.8ml。则R的起始物质的量n(R)应满足的条件是:n(R)_________ml。
(2)若升高平衡体系温度,当再次达到平衡后,测得两次平衡条件下混合气体的平均相对分子质量未发生改变,试解释形成这种结果的可能原因是:_______________。
(3)若将容器改为容积可变的容器,在一定温度和常压下,建立上述平衡之后,M的物质的量浓度为a ml·L-1,现持续增大压强。
①当压强为原来的1.5倍时,平衡时M的物质的量浓度为m ml·L-1,测得m=1.5a;
②当压强为原来的10倍时,平衡时M的物质的量浓度为n ml·L-1,测得n>10a;
试解释形成这种结果的可能的原因:
①1.5倍时:_____________________________________________;
②10倍时:_____________________________________________。
参考答案
1.D
【详解】
化学平衡常数等于生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积,可逆反应C(s) + CO2 (g) ⇋ 2CO(g) 的化学平衡常数的表达式为。
答案选D。
2.B
【详解】
A. A→B反应吸热,B→C反应放热,故A错误;
B. 能量越低越稳定,C能量最低,所以三种化合物中C最稳定,故B正确;
C. 加入催化剂只能降低活化能,不会改变反应的焓变,故C错误;
D. 根据盖斯定律,A→C整个反应中ΔH=E1–E2+ E3-E4,故D错误;
答案选B。
【点睛】
本题考查化学反应与能量变化,易错点为D,注意根据盖斯定律计算反应热。
3.D
【详解】
A. 能增大煤炭与氧气的接触面积,依然会有SO2生成,燃烧热不变,所以不能使煤变成清洁能源,A错误;
B. 反应物不变,燃烧过程不变,不能减少有害杂质气体(如SO2等)的形成,B错误;
C. 燃烧产物不变,依然有CO2的生成,不能减少CO2的排放,C错误;
D. 锅炉燃煤时用鼓风机将煤粉吹起,成沸腾状燃烧,这样能增大煤炭与氧气的接触面积使煤燃烧充分,从而提高燃料的利用率,D正确;
答案选D。
4.C
【解析】
A. 因为反应物和生成物都为气体,所以气体总质量始终保持不变 ,A不是; B. X、Y、Z的浓度都相等,不能说明各组分的浓度保持不变,所以B不是;C. X、Y、Z的浓度不再发生变化 ,说明各组分的百分含量保持不变,是平衡状态; D. X、Y、Z的分子数之比为1:3:2既不能说明正反应速率与逆反应速率相等,也不能说明各组分的浓度保持不变,所以不是。综上所述,本题选C。
点睛:一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面 判断;一是看正反应速率是否等于逆反应速率,两个速率必须能代表正、逆两个方向,然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比,具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率;二是判断物理量是否为变量,变量不变达平衡。
5.B
【详解】
A.一级能源指自然界原本存在的能源,故太阳能、潮汐能、煤都属于一级能源,电能可由水能、化学能、风能等一级能源转化得到,故属于二级能源,A错误;
B.Na2CO3溶液因为水解显碱性,酯类油污在碱性溶液中会发生水解从而被除去,B正确;
C.NaClO溶液因ClO-水解显碱性,故不能用磨口玻璃塞,应该用橡胶塞,C错误;
D.NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温下发生反应,且属于吸热反应,D错误;
故答案选B。
6.B
【详解】
A.根据图知,HAP在第一阶段作反应物,第二步反应中作生成物,所以是总反应的催化剂,催化剂能改变化学反应速率,故A正确;
B.由图可知,甲醛与氧气反应生成二氧化碳和水,HCHO在反应中有C-H断裂和C=O键形成,故B错误;
C.根据图知2分子中的氧原子一部分还来自于甲醛,一部分来自于O2,故C正确;
D.该反应中反应物是甲醛和氧气,HAP为催化剂,所以该反应可表示为:HCHO+O2CO2+H2O,故D正确;
故选B。
7.B
【分析】
可逆反应的平衡常数表达式可知方程式为A(g)+3B(g)⇌2C(g),再以2:2:1的物质的量比将A、B、C充入此容器中,各物质的浓度增大一倍,相当于在原来的基础上压缩体积为原来的一半,相当于增大压强,结合压强对平衡移动的影响分析。
【详解】
A.温度不变,则平衡常数不变,故A错误;
B.温度不变,以2:2:1的物质的量之比再充入A、B、C,相当于增大压强,平衡正向移动,则达到新平衡后,C的体积分数增大,故B正确;
C.由B分析可知平衡正向移动,故C错误;
D.浓度增大,则反应速率增大,故D错误。
故选:B。
8.D
【分析】
发生的反应中,存在元素的化合价变化,则为氧化还原反应;反之,则不发生氧化还原反应。
【详解】
①NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,发生反应:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,反应产生的Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化产生Fe(OH)3,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此观察到现象是:反应产生白色沉淀,随后沉淀由白色变为红褐色,第二个反应中有电子转移,属于氧化还原反应,故不选;
②Cl2与水反应产生HCl、HClO,酸使紫色石蕊试液变为红色,而HClO具有强氧化性,能够将红色物质氧化变为无色,因此会看到溶液又由红色变为无色,与物质的氧化性有关,故不选;
③SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,SO2的漂白是与有色物质化合生成无色物质,与氧化还原反应无关,故选;
④Na2CO3溶液滴入澄清石灰水中,发生复分解反应生成碳酸钙白色沉淀,没有元素化合价的变化,与氧化还原反应无关,故选;
⑤H2O2具有强氧化性,能漂白,所以H2O2滴入含有酚酞的氨水中溶液褪色,是因为发生氧化还原反应,故不选;
故选D。
9.A
【详解】
【详解】
A.是催化剂,催化剂能降低应所需的活化能,提高活化分子百分数,但不能提高反应物的转化率,故A错误;
B.是催化剂,在转化过程中生成了,又转化成了,所以是反应中间产物,故B正确;
C.从图中可以看出,和反应生成了和N2,在这个过程中,N的化合价从+1降低到0价,做氧化剂,故C正确;
D.从图中可以看出,是催化剂,是反应中间产物,参与反应的反应物是与,生成物是N2和CO2,则总反应为:,故D正确;
故选A。
10.C
【详解】
A.根据方程式可知,二氧化碳和甲醇的系数相等,所以任意状态下都满足二者的速率相等,故A正确;
B.若起始向容器中充入2 mI CO2和6 ml H2,压强变为原来的2倍,但该反应时一个反应后气体体积减小的可逆反应,增大反应气体的压强能使平衡向正反应方向移动,压强又减小,则p2<2p1,故B正确;
C.恒温恒容条件下,充入氦气,使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,故C错误;
D.T1℃时各物质的平衡浓度分别为c(CH3OH)=c(H2O(g))=0.75ml/L,二氧化碳的浓度为0.25ml/L,氢气的浓度为0.75ml/L,则T1℃时平衡常数=,平衡常数减小,平衡向逆向移动,因为正反应为放热,所以T2>T1,故D正确;
故选C。
11.D
【详解】
A. 从图中可知,反应为吸热反应,即CH2=CH2(g)+H2(g)== CH3CH3(g)ΔH>0,故A不正确;
B. 前一反应S(s)与O2(g)反应、后一反应S(g)与O2(g)反应,因后一反应S的能量高,燃烧放出的热量多,但由于ΔH为负值,所以ΔH1>ΔH2,B不正确;
C. 光照和点燃只是引发反应的条件,不影响反应H2 (g)+Cl2(g)==2HCl(g)的ΔH,C不正确;
D. 在一定条件下,某可逆反应的ΔH=+100 kJ·ml-1,即反应物比生成物能量低100 kJ·ml-1,从而得出该反应正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·ml-1,D正确。
故选D。
12.D
【解析】根据Ka=c(H+)×c(F-)/c(HF), Ka/c(F-)=,随着溶液pH增大,酸性减弱,碱性增强,溶液中c(F-)逐渐增大,Ka/c(F-)逐渐减小, 不断减小,A错误;酸溶液抑制水的电离,酸性越强对水电离抑制程度越大,水电离出的c(H+)就越小,从图像可以看出,X 、Q、Y三点对应溶液的pH逐渐增大,酸性减弱,所以由水电离出的c(H+)应逐渐增大,B错误;HF的电离常数Ka=c(H+)×c(F-)/c(HF),当c(F-)= c(HF)时,溶液的pH=10-3.4ml/L,所以HF的电离常数Ka=1.0×10-3.4,C错误;0.1 ml/LNaF溶液水解平衡常数Kh=KW/Ka=1×10-14/1.0×10-3.4=10-10.6, Kh= c(HF)×c(OH-)/c(F-)= c2(OH-)/0.1=10-10.6, c(OH-)=10-5.8ml/L, c(H+)=10-8.2 ml/L, pH约为8.2,D正确;正确选项D。
13.D
【分析】
A、将容器的体积缩小到原来的一半,若平衡不移动,此时A的浓度变为原来的2倍,现在A的浓度为原来的2.1倍,说明平衡向着生成A的方向移动了;
B、当反应物的物质的量之比等于系数值比时,则达到化学平衡时,反应物的转化率是相等的;
C、对于反应前气体体积不变,混合气体总的物质的量不变;
D、对于反应前后气体体积不变的反应,压强不会影响平衡移动。
【详解】
A、将容器的体积缩小到原来的一半,不考虑平衡移动,此时A的浓度变为原来的2倍,现在A的浓度为原来的2.1倍,说明平衡向着生成A的方向移动了,体积缩小即增大压强,平衡向着气体体积减小的方向进行,所以m+n<p+q,A正确;
B、反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n,恰好等于方程式的系数值比,这种情况下平衡时,A、B的转化率相等,B正确;
C、往含有aml气体的平衡体系中再加入aml的B,平衡向正反应移动,因为m+n=p+q,达到新平衡时混合气体总的物质的量不变,达到新平衡时气体的总物质的量等于2aml,C正确;
D、若A为固体,若n>p+q,则增大压强,平衡向正向移动;若n=p+q, 则增大压强,平衡向不移动;若n
综上所述,本题选D。
14.A
【详解】
A.人体在运动时发生一系列的化学反应,消耗能量,如ATP和ADP的相互转化,故A项错误;
B.盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应属于放热反应,故B项正确;
C.能量变化形式主要有热能、光能、电能等,化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化,故C项正确;
D.化学反应的实质是旧键断裂、新键形成的过程,而此过程一定伴随能量的变化,因此化学反应中的能量变化,主要是由化学键变化引起的,故D项正确;
故选A。
15.C
【详解】
A、气态水到液态水继续放热,所以b<c,故A错误;B、表示燃烧热的热化学方程式中应生成稳定的氧化物,不是水蒸气,应该是液态水,故B错误;C、①,②,根据盖斯定律,将2×(①-②)得到:2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g) △H=2(b-a) kJ•ml-1,故C正确;D、设:甲醇和甲烷物质的量分别为n、2n,则甲醇放出的热量大于na,甲烷放出的热量是2nc,即na+2nc<Q,解得n<,则该混合物中甲醇的物质的量小于,与b无关,故D错误;故选C。
16.(1)BC(4分,答1个对的得2分,全对得4分,见错0分)
(2)- 41.2(3分,没有“-”扣1分,数据算错得0分,全对得3分)
(3)CH3OH‑6e-+ H2O=CO2+6H+ (2分)
(4)① < (2分); ②K=9/25或0.36(3分) ;③不变 (2分)
【解析】
试题分析:(1)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ•ml-1是吸热反应,要提高氢气的产率,必须使平衡正向进行,C是固体,增大碳的用量,平衡不移动,A项错误;升高温度,或减小生成物CO的浓度,平衡正向移动,BC项正确;催化剂只能加快反应速率,不能改变平衡,D项错误,答案选BC;
(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ•ml-1,①
C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=+172.5kJ•ml-1②
根据盖斯定律反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
△H=①-②=+131.3kJ•ml-1-172.5kJ•ml-1=-41.2kJ•ml-1;
(3)燃料电池中负极发生氧化反应,所以燃料在负极发生氧化反应,结合电解质溶液,负极发生的反应是甲醇失去电子生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3OH‑6e-+ H2O= CO2+6H+ ;
(4)①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是放热反应,所以降低温度平衡正向移动,则达到新平衡前反应正向进行,v(逆)< v(正);
②该温度下,达平衡时,H2O(g)和CO的浓度均是0.10ml/2.0L=0.05ml/L,CO2、H2的平衡浓度均是(0.16-0.10)ml/2.0L=0.03ml/L,此反应的平衡常数K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=0.032/0.052=0.36;
③该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆反应,所以其它条件不变,再充入0.1ml CO和0.1ml H2O(g),达到的新平衡与原平衡等效,平衡时CO的体积分数不变。
考点:考查盖斯定律、电化学反应原理、化学平衡的综合应用。
17.反应①ΔS>0,ΔH>0,在较高温度下能自发 -283 开始时反应以①为主,反应体系中c(CO)逐渐增大,随着反应的进行,生成的CO和硫酸钡反应生成二氧化碳,导致c(CO)减小,当反应达到平衡状态时c(CO)不变 BC Mn2+-2e-+2H2O=MnO2↓+4H+
【解析】
【详解】
(1)反应BaSO4(s)+4C(s,石墨)4CO(g)+BaS(s) ΔH1=+571.2 kJ/ml为ΔH1>0,反应物均为固态,生成物有气态,故反ΔS>0。所以反应①ΔS>0,ΔH>0,在较高温度下能自发。
②: BaSO4(s)+4CO(g) 4CO2(g)+BaS(s) ΔH2 =-118.8 kJ/ml
(2)已知:①: BaSO4(s)+4C(s,石墨) 4CO(g)+BaS(s) ΔH1=+571.2 kJ/ml
②: BaSO4(s)+4CO(g) 4CO2(g)+BaS(s) ΔH2=-118.8 kJ/ml
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH3 =-393.5 kJ/ml
由盖斯定律可知③-得到2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/ml,所以CO的标准燃烧热ΔH4=-283 kJ/ml;
(3)开始时反应以①为主,反应体系中c(CO)逐渐增大,随着反应的进行,生成的CO和硫酸钡反应生成二氧化碳,导致c(CO)减小,当反应达到平衡状态时c(CO)不变。
(4)A.BaSO4是固体,改变用量不会影响平衡移动,不会提高BaS的产率。故A错;
B.①: BaSO4(s)+4C(s,石墨) 4CO(g)+BaS(s) ΔH1=+571.2 kJ/ml,②: BaSO4(s)+4CO(g) 4CO2(g)+BaS(s) ΔH2=-118.8 kJ/ml,恒温恒容时,当混合气体的密度不变,反应①、②均达到化学平衡状态,故B对;
C.根据图像可知减小初始浓度比,BaS的质量分数增大,有利于增大BaSO4 的转化率,故C正确;
D.反应②为放热反应,而反应①为吸热反应,适当升高温度,对生成BaS由利,故D错;
答案选BC。
(5)图1中,t2时刻将容器体积减小为一半,压强迅速增大一倍,t3 时刻达到新的平衡,曲线图为:;
(6)SO2做还原剂,MnO2做氧化剂,作阳极,阳极反应式Mn2+-2e-+2H2O=MnO2↓+4H+。
18.2NM 6min 0.5ml/(L·min) 0.25ml/(L·min) B CD AD
【详解】
(1)反应进行到6min时,N减少8ml-2ml=6ml,M增加5ml-2ml=3ml,因此反应的化学方程式为2NM,故答案为:2NM;
(2)根据题图可知反应进行到6min时物质的物质的量不再发生变化,因此反应达到最大限度的时间是6min,该时间内的平均反应速率,故答案为:6;0.5ml/(L·min);0.25ml/(L·min);
(3)充入8mlN,反应达到平衡状态时,放出80kJ的热量,充入1mlN与充入8ml时相比,若转化率相同,则放出10kJ的热量,但该反应是在密闭容器中,充入1ml与充入8ml相比,压强减小,平衡逆向移动,所以反应放出的热量小于10kJ,故答案为:B;
(4)A.达到平衡状态时正、逆反应速率相等,但不能为零,A错误;
B.密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此该条件下,混合气体的密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.正反应体积减小,则该条件下,混合气体的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态,C正确;
D.该条件下,单位时间内消耗2mlN,表示正反应速率,生成1mlM,表示逆反应速率;单位时间内消耗2mlN的同时,消耗1mlM表示正逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,D正确;
故答案为:CD。
(5)A.升高温度反应速率加快,A符合题意;
B.容器容积不变,充入惰性气体Ar,反应物浓度不变,反应速率不变,B不合题意;
C.容器压强不变,充入惰性气体Ar,容器容积增大,反应物浓度减小,反应速率减小,C不合题意;
D.使用催化剂,反应速率加快,D符合题意;
故答案为:AD。
19.C10H16 3 7 否 分子式不同 羟基,碳碳双键 ABC
【详解】
(1)月桂烯的结构式为:,分子式是C10H16。1ml月桂烯最多能够跟3mlBr2发生加成反应因为一分子月桂烯含有3个双键。月桂烯的一氯取代物有7种。
(2)柠檬醛和香叶醇不是同分异构体,理由是分子式不同。
(3)香叶醇的结构式为:,含有的官能团是:羟基,碳碳双键。含有双键可以使酸性KMnO4溶液褪色,可以与溴加成,含有羟基可以与钠反应,故选ABC。
20.n(R)>0.8 当升高到一定温度以后,R渐渐转化为气态 气体物质两边的化学计量数相等,增大压强不改变平衡状态 N渐渐转化为非气态,增大压强平衡向左移动
【解析】
(1)在一定温度下,向一固定容积的密闭容器中加入 1ml M和 2ml N,发生下述反应:M(g)+2N(g)3Q(g)+2R(s)(放热反应),达到平衡时生成了1.8ml Q,
M(g)+2N(g)3Q(g)+2R(s)
起始量(ml) 1 2 0 0
变化量(ml) 0.6 1.2 1.8 1.2
平衡量(ml) 0.4 0.8 1.8 1.2
反应从逆反应方向开始,按不同的配比作为起始物质,达到平衡时Q仍为1.8ml,依据化学方程式计算平衡状态下逆向进行生成0.4mlM需要Q物质的量1.2ml,需要R物质的量为0.8ml,反应达到平衡状态R物质的量大于0.8ml,R的起始物质的量n(R)应满足的条件是:n(R)>0.8ml,故答案为>0.8;
(2)若降低原平衡体系温度,当再次达到平衡后,测得两次平衡条件下混合气体的平均相对分子质量未发生改变,形成这种结果的可能原因是R的摩尔质量和原平衡状态的平均摩尔质量相同,即M(R)=原平衡状态的相对分子质量,升高温度后R变化为气体,故答案为当温度升高到一定温度以后,R渐渐转化为气体;
(3)M(g)+2N(g)3Q(g)+R(s),在一定温度和常压下,将1ml M和2ml N充入该容器中,建立平衡之后,M的物质的量浓度为a ml/L。
①当压强为原来1.5倍时,M的平衡时物质的量浓度为m ml/L,测得m=1.5a,体积变化从a变化应1.5a,反应前后气体体积不变,压强减小,平衡不移动只是体积改变,故答案为气体物质两边的化学计量数相等,增大压强不改变平衡状态;
②当压强为原来10倍时,M的平衡时物质的量浓度为n ml/L,体积变化引起的浓度变化浓度应变化为10a,应为n=10a,而实际测定结果测得n>10a,证明平衡逆向进行,只能是增大压强,结合反应前后气体变化可知,可能N变化为非气体才符合,故答案为N渐渐转化为非气态,增大压强平衡向左移动。①
②
③
④
⑤
实验
NaOH 溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
SO2通入品红溶液中
Na2CO3溶液滴入澄清石灰水中
H2O2滴入含有酚酞的氨水中
现象
产生白色沉淀,随后变为红褐色
溶液变红,随后迅速褪色
溶液由红色逐渐变无色
产生白色浑浊
溶液由红色逐渐变无色
A.增加碳的用量
B.升高温度
C.用CO吸收剂除去CO
D.加入催化剂
t / min
2
4
7
9
n(H2O)/ml
0.12
0.11
0.10
0.10
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