2022-2023学年黑龙江省鹤岗市第一中学高二10月月考化学试题含解析

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黑龙江省鹤岗市第一中学2022-2023学年高二10月月考化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．下列各电离方程式中，书写正确的是
A．
B．熔融状态下的电离：
C．
D．
【答案】A
【详解】A．AlCl3是盐，属于强电解质，能够够完全电离，，A项正确；
B．熔融状态下的电离：，B项错误；
C．NaHCO3是弱酸的酸式盐，电离方程式为，C项错误；
D．H2CO3是二元弱酸，要分步电离，电离方程式为，，D项错误；
故选A。
2．在醋酸溶液中，CH3COOH电离达到平衡的标志是
A．溶液显电中性 B．溶液中检测不出CH3COOH分子存在
C．氢离子浓度恒定不变 D．c(H+)=c(CH3COO-)
【答案】C
【详解】A．任何电解质溶液都成电中性，与弱电解质是否达到电离平衡无关，故A不符合题意；
B．CH3COOH为弱电解质，电离过程为可逆过程，溶液中应存在CH3COOH分子，故B不符合题意；
C．醋酸分子部分电离生成醋酸根和氢离子，氢离子浓度恒定不变，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C符合题意；
D．无论是否达到平衡状态，溶液中都存在电荷守恒，c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，c(H+)=c(CH3COO-)不符合溶液电中性原则，故D不符合题意；
答案选C。
【点睛】本题的易错点为D，不能仅根据醋酸的电离方程式判断，溶液中还存在水的电离平衡。
3．下列说法中有明显错误的是
A．对于有气体参加的反应，增大压强不一定加快反应速率
B．活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大
D．增大反应物浓度，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大
【答案】B
【详解】A．对于有气体参加的反应，若增大压强，气体转变为非气态，气体的浓度会减小，反应速率会减小，则对于有气体参加的反应，增大压强不一定加快反应速率，故A正确；
B．活化分子之间发生化学反应的碰撞为有效碰撞，如果活化分子之间发生的碰撞没发生化学反应，则不是有效碰撞，故B错误；
C．升高温度，活化分子的数目和百分数增大，分子间的有效碰撞次数增加，反应速率增大，故C正确；
D．增大反应物浓度，可使单位体积内活化分子数增加，分子间的有效碰撞次数增加，反应速率增大，故D正确；
故选B。
4．下列各组关于强电解质、弱电解质，非电解质的归类，完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
Cl2

A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．是单质，既不是电解质也不是非电解质，选项A错误；
B．不能电离，属于非电解质，溶于水的部分完全电离，属于强电解质，选项B错误；
C．溶于水的部分完全电离，属于强电解质，为弱电解质，酒精为非电解质，选项C正确；
D．Cl2是单质，既不是电解质也不是非电解质，选项D错误；
答案选C。
5．已知温度T时水的离子积常数为KW，该温度下，将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是
A．a=b
B．混合溶液的PH=7
C．混合溶液中，c(H+)= mol.L-1
D．混合溶液中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+C(A-)
【答案】C
【详解】A. 没有给具体的温度和酸、碱的强弱，A错误；
B. 由于没有给具体的温度，pH=7，不一定是中性，B错误；
C. 判断溶液呈中性的依据只能是c(H+)=c(OH-)，此时c(H+)=mol·L-1，C正确；
D. 根据电荷守恒，不论溶液是酸性、中性、还是碱性，都成立，D错误；
故合理选项为C。
6．COCl2(g)CO(g) +Cl2(g)  △H＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥
【答案】B
【详解】①升温，平衡向吸热反应即正向移动，COCl2转化率增大，故①符合题意；②恒容通入惰性气体，压强虽增大，但浓度不变，平衡不移动，COCl2转化率不变，故②不符合题意；③增加CO浓度，平衡逆向移动，COCl2转化率降低，故③不符合题意；④减压，平衡向体积增大的反应方向移动即正向移动，COCl2转化率增大，故④符合题意；⑤加催化剂，速率增大，但平衡不移动，COCl2转化率不变，故⑤不符合题意；⑥恒压通入惰性气体，容器体积增大，相当于减小压强，平衡正向移动，COCl2转化率增大，故⑥符合题意；因此①④⑥符合题意，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
7．下图中，表示可逆反应2A（g）+B（g）⇌2C（g）（正反应为放热反应）的正确图象为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】A. 温度越高越先达平衡状态，500℃先达平衡；而且温度升高，反应向逆反应方向移动，C的体积分数减小，与图象符合，故A正确；
B. 增大压强，正逆反应速率都增大，图象不符合，故B错误；
C.通常催化剂能加快反应速率，故有催化剂时先达平衡，但催化剂不影响平衡，各成分的浓度不变，图象不符合，故C错误；
D. 相同温度下，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大；在相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小，图象不符合，故D错误。
答案选A。
8．下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
B．合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低的温度
C．溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
D．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深
【答案】D
【分析】使用勒夏特列原理时，该反应必须是可逆反应，否则勒夏特列原理不适用。勒夏特列原理的内容为如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
【详解】A项、该正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，可以用勒夏特列原理解释；
B项、合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，NH3的产率增大，可以用勒夏特列原理解释；
C项、加入AgNO3后，Ag＋与Br－反应生成AgBr沉淀，降低了Br－的浓度，平衡向正反应方向移动，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释；
D项、该反应是一个气体体积不变的可逆反应，压缩体积使压强增大，平衡不发生移动，但由于体积减小，各组分的浓度增大，故颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；
故选D。
【点睛】本题考查勒夏特列原理，侧重考查概念的理解和运用，注意只有可逆反应的条件变化引起平衡移动的才能用勒夏特列原理解释，明确勒夏特列原理是解本题的关键。
9．25℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－；ΔH>0，下列叙述正确的是
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，KW不变
C．向水中通入HCl气体，平衡逆向移动，溶液导电能力减弱
D．将水加热，KW增大，pH不变
【答案】B
【详解】A. 由于氨水电离，抑制水的电离，平衡逆移动，水电离出的氢氧根减少，但是由于氨水也电离出氢氧根，所以整体上氢氧根离子浓度增大，故A错误；
B. 向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，平衡向逆向移动，Kw只有温度有关，温度不变，所以不变，故B正确；
C. 通入HCl气体，平衡逆向移动，溶液中离子浓度增大，导电能力增强，故C错误；
D. 将水加热，温度升高，水的离子积增大，平衡向正向移动，导致溶液的pH减小，故D错误；
答案选B。
10．常温下，下列各组离子在相应的条件下可能大量共存的是
A．能使pH试纸变红的溶液中：、K+、Cl-、Na+
B．的溶液中：Na+、、Cl-、K+
C．在c(OH-)/c(H+)=1×1012的溶液中： 、Fe2+、Cl-、
D．由水电离产生的c(OH-)=1×10-12mol/L的溶液中：、Mg2+、Na+、
【答案】D
【详解】A．能使pH试纸变红的溶液中含有大量H+，H+与之间能够发生复分解反应，不能大量共存，故A不选；
B．c(OH-)=的溶液中含有大量H+，H+与之间能够发生复分解反应，不能大量共存，故B不选；
C．c(OH-)/c(H+)=1×1012>1的溶液中含有大量OH-，OH-与 、Fe2+之间能够发生复分解反应，不能大量共存，故C不选；
D．由水电离产生的c(OH-)=1×10-12mol/L的溶液可能为酸溶液也可能为碱溶液，酸性溶液中含有大量H+，微粒之间不会发生化学反应，碱性溶液中含有大量OH-，OH-与Mg2+能发生复分解反应，不能大量共存，因此该条件下微粒可能大量共存，故D选；
综上所述，答案为D。
11．下列事实可以证明是弱电解质的是
①的溶液可以使紫色石䓋试液变红
②的溶液中
③某溶液的导电能力比某HCl溶液弱
④的溶液恰好与的NaOH溶液完全中和
⑤溶液中、、同时存在
A．②⑤ B．②③④ C．②③⑤ D．①③
【答案】A
【分析】只要证明电解质HNO2发生部分电离就能证明HNO2是弱电解质，可以通过一定浓度的HNO2水溶液pH、其钠盐溶液的pH等方法来证明；
【详解】①1 mol/L的HNO2溶液可以使石蕊试液变红，说明亚硝酸电离出氢离子而使溶液呈酸性，但不能证明亚硝酸部分电离，因此不能说明亚硝酸是弱电解质，①不符合题意；
②1 mol/L的HNO2溶液中c(H+)=1×10-3 mol/L＜1 mol/L，说明亚硝酸部分电离，为弱电解质，②符合题意；
③HNO2溶液的导电能力比HCl溶液弱，只能说明亚硝酸中自由移动的离子浓度小于HCl，但不能说明亚硝酸是部分电离，所以不能证明亚硝酸是弱电解质，③不符合题意；
④10 mL 1 mol/L的HNO2溶液恰好与10 mL1 mol/L的NaOH溶液完全反应，说明亚硝酸是一元酸，但不能说明亚硝酸是完全电离还是部分电离，因此不能证明亚硝酸是弱电解质，④不符合题意；
⑤HNO2溶液中HNO2、、H+同时存在，说明亚硝酸部分电离，为弱电解质，⑤符合题意；
综上所述可知：能够说明HNO2是弱电解质的说法序号是②⑤；
故选A。
12．一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是
A．c1：c2=3：1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1
【答案】D
【详解】A．根据物质反应消耗的浓度比等于化学方程式中化学计量数的比，反应消耗X的浓度是x mol/L，则会消耗Y浓度为3x mol/L，故c1、c2=(0.1+x) mol/L：(0.3+3x) mol/L=1：3，A错误；
B．平衡时，正、逆反应速率相等，则Y和Z的生成速率之比为3：2，B错误；
C．反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比，所以达到平衡状态时，转化率相同，C错误；
D．若反应向正反应进行到达平衡，X、Y的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，Z浓度为0，则反应开始时c1(X)=(0.1+0.04) mol/L=0.14 mol/L；若反应从逆反应方向开始，Z的浓度最大，X、Y浓度最小，由于X、Y反应消耗关系是1：3，剩余浓度比是1：3，则X的起始浓度为0 mol/L。但由于X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，所以c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1，D正确；
故合理选项是D。
13．一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是（   ）

A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13
C．该温度下，通入HCl可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
【答案】C
【详解】A.升高温度，氢离子和氢氧根离子浓度会变大，水的离子积常数会变大，变化后不会还在曲线上，故A错误；
B.根据水的离子积常数的计算公式，结合b点的数据可得水的离子积常数为1.0×10－14，故B错误；
C.通入HCl，氢离子浓度变大，水的离子积不变，氢氧根离子浓度减小，故C正确；
D.温度不变的情况下，稀释不会改变水的离子积常数，应在曲线上进行移动，故D错误；
答案选D。
14．一定温度下，将纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于真空密闭恒容容器中(固体试样体积忽略不计)达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是
A．气体的总质量保持不变 B．NH3与CO2的质量比保持不变
C．2v(NH3)=v(CO2) D．混合气体的平均相对分子质量不变
【答案】A
【解析】NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)为气体体积增大的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，以此进行判断。
【详解】A．反应物为固态，产物均为气态，气态产物的总质量不再增多，反应达到化学平衡状态，故A正确；
B．无论反应是否达到平衡，NH3与CO2的质量比始终为（2×17）：44，保持不变，故B错误；
C．没有指出正逆反应速率，无法判断平衡状态，故C错误；
D．由于只有产物为气体，反应无论是否平衡，平均摩尔质量始终为NH3和CO2的定量组合，故D错误。
答案选A。
15．某恒温恒容的容器中，建立如下平衡：2A（g）B（g），在相同条件下，若分别再向容器中通入一定量的A气体或B气体，重新达到平衡后，容器内A的体积分数比原平衡时 （ ）
A．都增大 B．都减小 C．前者增大后者减小 D．前者减小后者增大
【答案】B
【详解】在恒温恒容的，通入一定量的A气体或者B气体，致使容器中的压强增大，根据化学平衡的移动原理，平衡向体积减小的方向进行，即生成B的方向进行，所以A的体积分数比原平衡时要减小。答案选B。
16．已知某化学反应的平衡常数表达式为K=，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38

下列有关叙述不正确的是（　　）A．该反应的化学方程式是CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
B．上述反应的正反应是放热反应
C．若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol，5min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.4mol时，该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：，则此时的温度为1000℃
【答案】C
【详解】A. 化学反应的平衡常数表达式为K=，平衡常数是生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值，故反应物是一氧化碳和水，生成物是二氧化碳和氢气，反应的化学方程式是：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)，故A正确；
B. 由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以该反应的正反应是放热反应，故B正确；
C.
反应前后气体的体积不变，可以用物质的量代替浓度计算，故Qc==0.44<1，830°C时Qc不等于K，说明反应未达到平衡，故C错误；
D. 某温度下，如果平衡浓度符合关系式，则K==0.6，对照平衡常数可知温度是1000℃，故D正确；
答案选C。
17．某温度下，在一个1 L的密闭容器中，加入3.2 mol A和1.6 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)3C(s)＋D(g)，反应4 min后达到平衡，测得生成0.6 mol D，下列说法正确的是
A．前4 min内，B的平均反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
B．升高温度可以使该反应的逆反应速率降低
C．增大该体系的压强，平衡正移，该反应的平衡常数增大
D．增加B，再次平衡时，B的转化率增大
【答案】A
【详解】A．前4 min内，D的平均反应速率为mol·L-1·min-1，根据速率比等于系数比，B的平均反应速率为0.3 mol·L-1·min-1，故A正确；
B．升高温度，正逆反应速率均增大，故B错误；
C．平衡常数只与温度有关，增大压强，平衡常数不变，故C错误；
D．增加B，再次平衡时，B的转化率减小，故D错误；
选A。

二、填空题
18．回答下列问题：
(1)不同温度下水的离子积为25℃：1×10-14；t1：a；t2：1×10-12。试回答以下问题：
①若25＜t1＜t2，则a____1×10-14(填“＞”“＜”或“=”)，做此判断的理由是____。
②25℃时，某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4mol•L-1，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=_____。
③在t2温度下测得某溶液pH=7，该溶液显____(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)在一定温度下，有a.醋酸，b.硫酸，c.盐酸三种酸。
①当三种酸物质的量浓度相同时，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是____(用a、b、c表示，下同)。
②将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H+)由大到小的顺序是____。
【答案】(1)     ＞     温度升高，水的电离程度增大，水的离子积增大     1000∶1     碱
(2)     a＞c＞b     a＞b=c

【详解】（1）①水是弱电解质，存在电离平衡，电离吸热，所以温度升高，水的电离程度增大，水的离子积增大；
②25℃时，某Na2SO4溶液中c()=5×10-4mol•L-1，则溶液中钠离子浓度是1×10-3mol•L-1，如果稀释10倍，则钠离子浓度是1×10-4mol•L-1，但硫酸钠溶液是显中性的，所以c(Na+)∶c(OH-)=10-4∶10-7=1000∶1；
③t2温度下水的离子积常数是1×10-12，所以在该温度下，pH=6是显中性的，因此某溶液pH=7，则该溶液显碱性；
（2）①盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸，所以当三种酸物质的量浓度相等时，溶液中c(H+)由大到小的顺序是b>c>a，氢离子浓度越大，水的电离程度越小，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序为a>c>b；
②醋酸在稀释过程中会促进电离，所以氢离子的物质的量增加，氢离子的浓度变化程度小，硫酸和盐酸溶液中氢离子物质的量不变且相等，所以c(H+)由大到小的顺序为a>b=c。

三、原理综合题
19．(I)在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，在不同温度(T)下发生反应时，随时间的变化曲线如图所示。已知该反应的，(，送为速率常数，只与温度有关)。

(1)温度为时，达到平衡时NO的转化率为___________。
(2)温度为时，若平衡后升高温度，则___________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(II)目前工业上可利用CO或来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数、、如下表所示：
化学反应
平衡
常数
平衡常数
500℃
700℃
800℃
①  

2.5
0.34
0.15
②  

1.0
1.70
2.52
③





请回答下列问题：
(3)根据反应①与②可推导出、与之间的关系，则___________(用、表示)；
(4)根据反应③判断熵变___________0(填“＞”“=”或“＜”)，依据反应自发进行的判据：时可自发进行，判断：在___________填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(5)500℃下，测得反应③在某时刻时，、、、的浓度分别为、、、，则此时___________(填“＞”“=”或“＜”)。
(6)要提高反应③的反应速率，同时增大的产率，可采取的措施有___________(填字母代号)。A．扩大反应容器的容积 B．使用合适的催化剂
C．缩小反应容器的容积 D．从平衡体系中及时分离出
【答案】(1)80%
(2)增大
(3)
(4)     ＜     较低
(5)＜
(6)C

【详解】（1）温度为T1时，达到平衡时NO与CO反应量相同为1.6mol/L，二者起始量均为2mol/L，则转化率为80%；
（2）由图象可知，根据“先拐平，数值大” T1＞T2，可知温度升高，CO浓度增大，平衡逆向移动，则增大；
（3）根据盖斯定律，反应①+②可得反应③，则K3= K1·K2 ；
（4）反应③CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)是气体体积减小的反应△S＜0，反应③的平衡常数，500°C时，K 3= K 1×K 2=2.5×1.0=2.5，800°C时，K 3= K 1×K 2=2.52×0.15=0.375，随温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，所以反应③是放热反应，焓变△H＜0，所以反应在低温下能自发进行，故答案为：＜；较低；
（5）500℃时K 3= K 1×K 2=2.5，浓度商Qc==83.3＞K=2.5，平衡向逆反应移动，则v(正)＜v(逆)，故答案为：<；
（6）A．扩大反应容器的容积 ，会降低反应速率，不满足题意，A项错误；
B．使用合适的催化剂，会提高反应③的反应速率，但不会改变CH3OH(g)的产率，不满足题意，B项错误；
C．缩小反应容器的容积，会提高反应③的反应速率，同时增大CH3OH(g)的产率，满足题意，C项正确；
D．从平衡体系中及时分离出CH3OH(g)，不改变反应③的反应速率，不满足题意，D项错误；
故选C。
20．煤、石油等传统能源使用时污染严重，且日渐枯竭，科学家们寻找其他清洁能源作为替代品，其中甲烷的开发利用成为一个热点。以下是甲烷水蒸气重整的应用：
已知：①
②
(1)甲烷水蒸气重整原理CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H3，则△H3=_______kJ/mol。
(2)向恒容容器中加入1 molCH4和2 molH2O，在恒定的温度，初始压强a MPa下进行反应，
①当分离出0.8molH2时，分离比η=_______。(分离比，实际分离量与CH4完全转化时得到的H2量的比例，体现H2分离的程度)。
②下图是甲烷平衡转化率与温度、H2分离比的关系，其中η1、η2、η3的由大到小的关系是_______。

③η3=0.25时，A点气体的总压p(总)_______a MPa(填“>”、“=”、“<”)；H2的分压p(H2)=_______MPa；平衡常数Kp=_______(MPa)2。
(3)从反应体系中分离出H2、CO2需要消耗能量(分离能耗)，不同的分离方式需要的分离能耗与甲烷平衡转化率的关系如下图所示：

在提供相同的分离能量时，哪种分离方式更有利于提高甲烷平衡转化率_______。
【答案】(1)+165
(2)     0.2     η3>η2>η1     =         
(3)双分离CO2和H2

【详解】（1）由盖斯定律可知，目标反应式=①-2×②，因此△H3=△H1-2×△H2= +247kJ/mol-2×41kJ/mol =+165 kJ/mol，故答案为+165；
（2）①根据分离比的定义：分离比，指实际H2分离量与CH4完全转化时得到的H2量的比例，所以当分离出0.8molH2时，分离比，故答案为0.2；②根据甲烷平衡转化率与温度、H2分离比的关系图可知，当温度一定时，CH4的平衡转化率越大，说明体系中生成的H2越多，分离出的H2越多，则分离比越大，所以η1、η2、η3的由大到小的关系是η3>η2>η1，故答案为η3>η2>η1；③当η3=0.25时，可知从体系中分离出H2的物质的量为1mol，根据图象A点甲烷平衡转化率为50%，所以三段式如下：
，根据PV=nRT，可知当T、V一定时，体系气体的压强与气体的物质的量成正比，反应前n(气体)=3mol，反应平衡后由于从体系分离出1mol H2，n(气体)=0.5mol +1mol +0.5mol +2mol -1mol =3mol，所以A点气体的总压p(总)=a MPa；根据前面的分析可知，从体系中分离出H2的物质的量为1mol，体系还剩余1mol H2，所以H2的分压p(H2)=MPa；平衡常数，故答案为：=，，；
（3）通过图象可知，在提供相同的分离能量时，双分离CO2和H2这种方式更有利于提高甲烷平衡转化率，故答案为双分离CO2和H2。

四、实验题
21．某小组利用溶液和硫酸酸化的溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知：
实验编号
实验温度/℃
酸性
溶液的体积/mL

溶液的体积/mL
的体
积/mL
溶液褪色所
需时间/min
①
25
10
10
30

②
50
10
10


③
25
10

35


(1)配平下列化学方程式：___________。

(2)表中___________mL，___________mL。
(3)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号___________。
(4)除通过测定酸性溶液褪色所需时间来比较反应速率外，本实验还可通过测定___________来比较化学反应速率。
(5)小组同学发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是①产物是该反应的催化剂、②___________。

(6)实验①测得溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率___________。
【答案】(1)
(2)     30     5
(3)     ①和②     ①和③
(4)生成相同体积的所需时间或相同时间内生成的体积
(5)该反应放热
(6)0.01

【分析】探究“外界条件对化学反应速率的影响”的过程中应该注意使用控制变量的实验方法；
【详解】（1）反应中锰元素化合价降低、碳元素化合价升高，根据电子守恒、质量守恒，配平化学方程式为：；
（2）探究外界条件对化学反应速率的影响，比较实验①②可知，变量为温度，则其它因素应该都相同，则=30mL；比较实验①③可知，变量为草酸的浓度，则其它因素应该都相同，混合后溶液总体积应该为50mL，则=5mL；
（3）由（2）分析可知，探究温度对化学反应速率影响的实验编号是①②，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号①③；
（4）反应过程中生成气体二氧化碳，气体体积可以测量，故本实验还可通过测定生成相同体积的所需时间或相同时间内生成的体积来比较化学反应速率；
（5）温度、催化剂、反应物的浓度都会影响反应的速率，时间内速率变快的主要原因可能是①产物是该反应的催化剂、②反应放热，温度升高导致速率加快；
（6）实验①测得溶液的褪色时间为2min，混合后高锰酸钾溶液的浓度为0.1mol/L×10×10-3L÷（10×10-3L+10×10-3L+30×10-3L）=0.02mol/L，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率。