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鲁科版(新课标)高考化学专题练习 《化学能与热能》综合训练
展开 这是一份鲁科版(新课标)高考化学专题练习 《化学能与热能》综合训练,共36页。试卷主要包含了单选题,简答题等内容,欢迎下载使用。
1.化学仿生学是用化学方法在分子水平上模拟生物体功能的一门科学。下列说法错误的是( )
A. 模仿壁虎足的结构制成的仿生胶带能与被黏着物之间形成化学键
B. 模仿叶绿体分解水的功能开发的光催化剂能将光能转化为化学能
C. 模仿生物细胞膜制成的海水淡化反渗透膜属于功能高分子材料
D. 模仿荷叶表面微观结构和蜡质层制成的自清洁涂层需选用疏水材料
2.化学使生活更美好,人类的衣食住行皆离不开化学。下列说法涉及的有关化学知识中,不正确的是( )
A. 新衣扮靓迎佳节,媒染剂中的金属离子能与有机色素生成稳定的配合物起到固色作用
B. 均衡膳食助健康,蔬果中的纤维素可在人体内水解为葡萄糖
C. 爆竹烟花迎佳节,烟花呈现的不同焰色是因为不同金属元素有不同的发射光谱
D. 能源产业助环保,钙钛矿太阳能电池实现了太阳能转化为电能
3.标准状态下,CH2=CHCH3(g)与HCl(g)反应生成CH3CHClCH3(g)和CH3CH2CH2Cl(g)的反应历程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A. E1−E3=E1−E5
B. 其他条件不变,往反应体系中加入适量Cl−(g)可有效提高反应速率
C. 其他条件不变,适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例
D. 历程Ⅰ第一步反应的热化学方程式为CH3CHCH3(g)+Cl−(g)=CH3CHClCH3(g) ΔH=(E3−E2)kJ⋅ml−1
4.AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应,反应过程中CN−的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br,分别生成腈CH3CH2CN和异腈CH3CH2NC两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物)。
由图示信息,下列说法错误的是
A. 从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应
B. 过渡态TS1是由CN−的C原子进攻CH3CH2Br的α−C而形成的
C. Ⅰ中“N−−Ag”之间的作用力比 Ⅱ中“C−−Ag”之间的作用力弱
D. 生成CH3CH2CN放热更多,低温时CH3CH2CN是主要产物
5.下列操作或实验数据记录正确的是( )
A. 中和热测定选择强酸和强碱的稀溶液反应
B. 1ml/L的FeCl3溶液和1ml/L的NaOH溶液混合制得Fe(OH)3胶体
C. 用pH试纸测得氯水的pH为2.5
D. 在试管中制备Fe(OH)2时,将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
6.“华龙一号”标志着中国进入核电技术先进国家行列。下列说法正确的是( )
A. 蒸汽发生器中水吸收热量变成蒸汽:共价键被破坏
B. 碳化硼用作核反应堆的控制棒:碳化硼含极性共价键
C. 用低浓缩铀(235U)制成燃料棒: 92235U的中子数为92
D. 汽轮机高速运转使发电机发电:该过程机械能转化为化学能
7.“科教兴国”展现了中国人逐梦星辰大海的豪情壮志。下列说法正确的是( )
A. 无液氦极低温制冷意义重大:氦分子内部存在共价键
B. 中国“人造太阳”实现亿度千秒运行:核聚变是化学变化
C. 嫦娥六号探测器使用了压电陶瓷:压电陶瓷属于新型无机非金属材料
D. “梦想”号大洋钻探船续航由燃油供应:燃油燃烧时热能转化为化学能
8.“新能源技术”是我国实现“双碳”目标的重要支撑。下列说法正确的是( )
A. 生物柴油制备:将地沟油制成生物柴油,其成分与柴油成分相同
B. 锂硅电池:硅(Si)的电子排布式为[Ne]3s23p3
C. 氢燃料电池:氢气与氧气反应生成水,同时释放电能,化学能转化为电能
D. “光伏发电”技术:太阳能电池板中硅原子的电子跃迁属于化学变化
9.下列实验操作正确且能达到实验目的的是( )(图中部分夹持装置省略)
A. 焰色试验检验钾元素B. 实验室制备氨气
C. 量取20.00mLNaOH溶液D. 测定中和反应的反应热
10.研究发现在Cu/ZnO界面上,甲醇和水重整制氢的部分反应历程如图。下列说法正确的是( )
A. 该部分反应历程总反应的ΔH>0
B. 甲醇脱氢过程不全是向外界释放能量
C. 第二电离能:铜7
B. 重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C. 蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D. 向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
12.下列有关电极方程式或离子方程式不正确的是( )
A. 将H2S通入CuSO4溶液中:Cu2++H2S=CuS↓+2H+
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O−2e−=PbO2+4H+
C. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3−=KFe[Fe(CN)6]↓
D. TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2⋅xH2O↓+4H++4Cl−
二、简答题:本大题共8小题,共64分。
13.NH3、H2都是重要的工业原料。已知在298K时发生反应a:CO2(g)+2NH3(g)⇌H2O(g)+CO(NH2)2(s),回答下列问题:
(1)CO2的中心原子的杂化轨道类型为 ______ ;H2O比NH3沸点高的原因:H2O分子比NH3分子极性更强、 ______ 、 ______ 。
(2)已知298K时几种化学键的键能:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH= ______ kJ⋅ml−1。
(3)在恒温1L的刚性密闭容器中按1ml CO2(g)和2ml NH3(g)投料,发生反应a,其他条件不变,相同时间内H2O(g)的产率与温度(T)、催化剂CatM和CatN的关系如图所示:
300∼390K,催化效率较好的催化剂是 ______ ,P点 ______ (填“达到”或“未达到”)平衡状态,原因是 ______ 。
(4)以NH3和CO2作为原料,在2L刚性密闭容器中仅发生反应a,保持初始投入的CO2的物质的量为1ml,测得反应tmin时CO2的转化率与温度、初始氨碳比[L=n(NH3)n(CO2)]关系如图。
①其他条件不变时,随着温度的升高,tmin时CO2的转化率先增大后减小的原因是 ______ 。
②T℃时,则该反应中N点的平衡常数K= ______ (列出计算表达式即可)。
14.丙烯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品。请回答:
已知:CH2=CHCH3与H2O发生加成反应的化学方程式如下(a、b均大于0):
Ⅰ:CH2=CHCH3(g)+H2O(g)⇌HOCH2CH2CH3(g)ΔH1=−akJ/ml
Ⅱ:CH2=CHCH3(g)+H2O(g)⇌CH3CH(OH)CH3(g)ΔH2=−bkJ/ml
“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”均满足范特霍夫方程lnKp=−△HR×1T+C(R为热力学常数,C为不同反应常数),其平衡常数与温度的关系如图1所示,T1℃时,在初始压强为400 kPa的恒容密闭容器中,按1:1的物质的量之比充入CH2=CHCH3(g)和H2O(g)发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,产物的分压随时间变化如图2所示:
(1)表示CH3CH(OH)CH3(g)转化为HOCH2CH2CH3(g)的热化学方程式为 ______ 。
(2)若反应Ⅱ的熵变为△S(Ⅱ),则反应Ⅲ:CH2=CHCH3(g)+H2O(g)⇌CH3CH(OH)CH3(l)的熵变△S(Ⅲ) ______ (填“>”“=”或“”“=”或“α(T1),而在0.18ml⋅h−1时α(T2)②,①>③。
速控反应是 ______ (填序号);ΔH= ______ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(5)已知:速率常数与活化能、温度的阿伦尼乌斯表达式为Rlnk=EaT(R为常数)。实验测得不同催化剂Cat1、Cat2作用下,Rlnk与1000T关系如图所示(假设活化能不随温度变化)。
催化效率较高的催化剂是 ______ (填“Cat1”或“Cat2”)。在催化剂Cat1作用下,活化能Ea为 ______ kJ⋅ml−1(保留两位有效数字)。
(6)常温下,在某容器中投入1ml(NH4)2S2O8和3ml KI,加入蒸馏水配制成1L溶液,发生上述反应达到平衡时S2O82−平衡转化率为α。则该温度下,平衡常数K为 ______ L⋅ml−1。若达到平衡后,加入四氯化碳,振荡,S2O82−平衡转化率 ______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
17.钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料,应用广泛。
(1)Ti在元素周期表中位于 ______ 区。
(2)生产钛的方法之一是将TiO2还原得到T,原理如下表:
①反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的ΔH为 ______ kJ⋅ml−1。
②已知ΔG越小,反应越容易发生,温度为1500K时更易发生的反应是 ______ (选填“a”或“b”)。
(3)TiC能高效分解水、为开发氢能源提供了研究方向。一种制取高纯TiC的原理的主反应:
2TiCl3(g)+2CH4(g)⇌2TiC(s)+6HCl(g)+H2(g)。
①图1为主反应的lgK与温度T的关系,该反应是 ______ (填“放热”或“吸热”)反应。
②下列关于主反应的说法正确的是 ______ 。
A.减压时平衡正向移动,K增大
B.当v正(CH4)=2v逆(H2)时,反应达到平衡状态
C.温度升高,逆反应速率减慢,平衡正向移动
D.投料时增大c(CH4)c(TiCl3)的值,有利于提高TiCl3的平衡转化率
③初始组分TiCl3和CH4的物质的量均为10ml,H2的物质的量为20ml时,在体积为2L的密闭容器中进行合成TiC的反应,t分钟时体系部分组分的物质的量随温度的变化曲线如图2所示。
a.600℃以后,TiC的量增幅不大,而H2的量明显增多的原因是CH4发生了分解反应: ______ (用方程式表示)。
b.求m点时主反应的浓度商Q= ______ (列出计算式),则v正 ______ v逆(填“”或“=”)。
18.甲烷重整制氢是重要的制氢方法,其过程中发生下列反应:
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206.3kJ⋅ml−1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH2;
Ⅲ.CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)ΔH3。
(1)已知在25℃、101kPa下,由最稳定单质生成1ml某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓,用ΔfHmθ(kJ⋅ml−1)表示。如表所示为几种常见物质的标准摩尔生成焓。
ΔH3= ______ kJ⋅ml−1。
(2)在某容器中发生上述反应,甲烷和水的平衡转化率随水碳比[n(初始投入的H2O)n(初始投入的CH4)]的变化如图所示:
①水碳比为1:1时,甲烷的平衡转化率与水的平衡转化率近似相等的原因为 ______ 。
②随着水碳比的增大,CO的百分含量 ______ (填“增大”或“减小”)。
(3)S表示选择性,S(CO)=n生成(CO)n生成(CO)+n生成(CO2)×100%在一定温度和压强下,向容积可变的密闭容器中通入1ml CH4和1ml H2O,同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ,达到平衡时测得CO的选择性为20%,平衡时体系中气体物质的量增加40%,则平衡时反应Ⅱ的Kx(Kx为平衡时各组分物质的量分数表示的平衡常数)为 ______ (保留4位有效数字)。
(4)Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双金属合金团簇催化剂催化甲烷重整制氢的过程中,存在甲烷逐步脱氢的过程,其能量变化如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):
①Sn12Ni双金属团簇具有良好的抗积碳作用,能有效抑制碳沉积对催化剂造成的不良影响,结合图示解释其原因为 ______ 。
②甲烷逐步脱氢过程决速步反应是 ______ (用化学方程式表示)。
19.苯乙烯是很重要的化工原料。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2C6H5C2H5(g)+21O2(g)=16CO2(g)+10H2O(g)ΔH1=−8773.8kJ⋅ml−1
②C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=−4263.1kJ⋅ml−1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=−483.6kJ⋅ml−1
计算反应④C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH4= ______ kJ⋅ml−1。
(2)通过计算反应④的ΔH4,判断该反应在 ______ (填“高温”、“低温”)下能自发反应。
(3)T℃,向体积可变的密闭容器中充入1ml气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入 ______ ml水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。
(4)在913K、100kPa下,以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤C6H5C2H5(g)⇌C6H6(g)+CH2=CH2(g)ΔH5=+105.5kJ⋅ml−1
⑥C6H5C2H5(g)+H2(g)⇌C6H5CH3(g)+CH4(g)ΔH6=−152kJ⋅ml−1
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性(S=转化为目的产物所消耗乙苯的量已转化的乙苯总量×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是 ______ ,理由是 ______ 。
(5)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述不正确的是 ______ 。
a.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
b.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
c.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
d.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
(6)乙苯脱氢反应的高温和还原性气氛会导致Fe2O3还原,引发结焦(积碳)和烧结失活。试解释以Fe2O3作催化剂,用水蒸气作稀释气时能提高苯乙烯选择性的原因 ______ 。
20.综合利用天然气和H2S重整制氢意义重大,主要反应如下:
反应Ⅰ:CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)ΔH1
反应Ⅱ:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)ΔH2=+90kJ⋅ml−1
反应Ⅲ:2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)ΔH3=+181kJ⋅ml−1
反应Ⅳ:CS2(g)⇌S2(g)+C(s)ΔH4=+11kJ⋅ml−1。
回答下列问题:
(1)ΔH1= ______ kJ⋅ml−1;实验测得反应Ⅰ中v正=k正c2(H2S)c(CH4),v逆=k逆c4(H2)c(CS2),k正、k逆是速率常数,只与温度有关。当反应达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数 ______ (填“>”“7,说明醋酸根离子发生水解显碱性,故A错误;
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃,与水解无关,故B正确;
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸是水解反应,故C错误;
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体是铁离子的水解过程,故D错误;
故选:B。
A.常温下,醋酸钠溶液的pH>7,说明醋酸根离子发生水解;
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃,是烃类的裂化过程;
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸是水解反应;
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体是铁离子的水解过程。
本题考查盐类水解,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确盐类水解原理内涵、盐类水解影响因素是解本题关键,题目难度不大。
12.【答案】B
【解析】解:A.将H2S通入CuSO4溶液中生成CuS沉淀和H2SO4,离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,故A正确;
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应为PbSO4+2H2O−2e−=PbO2+4H++SO42−,故B错误;
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中生成蓝色KFe[Fe(CN)6]沉淀,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3−=KFe[Fe(CN)6]↓,故C正确;
D.TiCl4水解完全生成TiO2⋅xH2O固体和盐酸,离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2⋅xH2O↓+4H++4Cl−,故D正确;
故选:B。
A.H2S和CuSO4反应生成CuS沉淀和H2SO4;
B.铅酸蓄电池充电时阳极上PbSO4失电子生成PbO2和H2SO4;
C.K3[Fe(CN)6]和FeCl2反应生成蓝色KFe[Fe(CN)6]沉淀和KCl;
D.TiCl4水解程度大,完全水解生成TiO2⋅xH2O固体和盐酸。
本题考查离子方程式正误判断,侧重辨析能力和运用能力考查,把握物质性质、发生的反应、离子方程式书写原则是解题关键,题目难度中等。
13.【答案】sp;O—H比N—H形成的氢键强度大;H2O分子比NH3分子形成氢键的数目多;
−92;
CatM;未达到;390K时,Q点H2O(g)的产率高于P点;
①温度较低时,tmin时反应a未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,tmin内CO2的转化率增大;达到一定温度后,tmin内反应a达到平衡,由于反应a是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2平衡转化率减小,即tmin内CO2的转化率减小;
②0.752(1.52)2×0.252
【解析】解:(1)CO2的中心C原子的价层电子对数为2,中心原子杂化轨道类型为sp;H2O比NH3沸点高的原因是H2O分子比NH3分子极性更强,O比N元素的电负性强,O—H比N—H形成的氢键强度大,H2O分子比NH3分子形成氢键的数目多,
故答案为:sp;O—H比N—H形成的氢键强度大;H2O分子比NH3分子形成氢键的数目多;
(2)ΔH=E反应物的总键能−E生成物的总键能,ΔH=(946+3×436−6×391)kJ⋅ml−1=−92kJ⋅ml−1,
故答案为:−92;
(3)由图像可知在相同的温度下,催化剂CatM比CatN的催化效率高,催化剂能改变反应速率,但不改变平衡状态,对平衡时产物的产率没有影响,而390K时,Q点H2O(g)的产率高于P点,说明P点不是平衡状态,
故答案为:CatM;未达到;390K时,Q点H2O(g)的产率高于P点;
(4)①由图像可知该反应是放热反应,温度较低时,tmin时反应a未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,tmin内CO2的转化率增大;达到一定温度后,tmin内反应a达到平衡,反应a是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2平衡转化率减小,即tmin内CO2的转化率减小,
故答案为:温度较低时,tmin时反应a未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,tmin内CO2的转化率增大;达到一定温度后,tmin内反应a达到平衡,由于反应a是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2平衡转化率减小,即tmin内CO2的转化率减小;
②N点初始氨碳比[L=n(NH3)n(CO2)]为3,初始投入的CO2的物质的量为1ml,列出三段式:
CO2(g)+2NH3(g)⇌H2O(g)+CO(NH2)2(s)
起始/ml:1 3 0
变化/ml:0.75 1.5 0.75
平衡/ml:0.25 1.5 0.75
K=0.752(1.52)2×0.252,
故答案为:0.752(1.52)2×0.252。
(1)CO2的中心C原子的价层电子对数为2,中心原子杂化轨道类型为sp;H2O比NH3沸点高的原因是H2O分子比NH3分子极性更强,O比N元素的电负性强,O—H比N—H形成的氢键强度大,H2O分子比NH3分子形成氢键的数目多;
(2)ΔH=E反应物的总键能−E生成物的总键能;
(3)由图像可知在相同的温度下,催化剂CatM比CatN的催化效率高,催化剂能改变反应速率,但不改变平衡状态,对平衡时产物的产率没有影响,而390K时,Q点H2O(g)的产率高于P点;
(4)①由图像可知该反应是放热反应,温度较低时,tmin时反应a未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,tmin内CO2的转化率增大;达到一定温度后,tmin内反应a达到平衡,反应a是放热反应,温度升高,平衡逆向移动;
②N点初始氨碳比[L=n(NH3)n(CO2)]为3,初始投入的CO2的物质的量为1ml,列出三段式:
CO2(g)+2NH3(g)⇌H2O(g)+CO(NH2)2(s)
起始/ml:1 3 0
变化/ml:0.75 1.5 0.75
平衡/ml:0.25 1.5 0.75。
本题考查化学平衡,侧重考查学生平衡移动的掌握情况,试题难度中等。
14.【答案】CH3CH(OH)CH3(g)=HOCH2CH2CH3(g)ΔH=+(b−a)kJ/ml;
;
AB;
①M;
②60;
③164;
④变大
【解析】解:(1)根据盖斯定律,将反应Ⅰ−反应Ⅱ,整理可得CH3CH(OH)CH3(g)转化为HOCH2CH2CH3(g)的热化学方程式为:CH3CH(OH)CH3(g)=HOCH2CH2CH3(g)ΔH=+(b−a)kJ/ml,
故答案为:CH3CH(OH)CH3(g)=HOCH2CH2CH3(g)ΔH=+(b−a)kJ/ml;
(2)反应Ⅲ的气体分子数减小量大于反应Ⅱ气体分子数的减小量,故反应Ⅲ熵值减小的绝对值大于反应Ⅱ的熵值减小值,故熵变关系为:△S(Ⅲ);
(4)A.反应Ⅰ、Ⅱ都是气体分子数减小的反应,反应在绝热恒容容器中发生,若容器内气体的压强不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;
B.反应过程中有热量变化,反应在绝热恒容容器中发生,若容器内温度不变,则什么反应达到了平衡状态,故B正确;
C.反应混合物都是气体,气体的质量不变,反应在恒容容器中发生,气体的体积不变,则无论反应是否达到平衡状态,气体的密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,故C错误;
D.两个反应中n(CH2=CHCH3):n(H2O)反应的物质的量的比是1:1,加入的n(CH2=CHCH3):n(H2O)的比也是1:1,则无论反应是否达到平衡状态,n(CH2=CHCH3):n(H2O)的比值始终不变,不能判断反应是否达到平衡状态,故D错误;
故答案为:AB;
(5)①根据图1变化趋势看,降低温度,化学平衡常数增大,说明降低温度,化学平衡正向移动,正反应为放热反应,温度对反应Ⅱ影响更大,所以曲线变化程度大的曲线M表示的反应Ⅱ的生成物CH3CH(OH)CH3(g)的分压变化;曲线N表示表示HOCH2CH2CH3(g)分压变化,
故答案为:M;
②开始时总压强为p0=400 kPa,p(H2O)开始=p(CH2=CHCH3)开始=0.5 p0,反应达到平衡时,p[CH3CH(OH)CH3]=100 kPa=100400p0=0.25 p0;p[HOCH2CH2CH3]=20 kPa=20400p0=0.05 p0;物质反应时压强比等于气体的物质的量的比,则根据物质反应转化关系可知平衡时p(H2O)平衡=p(CH2=CHCH3)平衡=0.5 p0−0.25 p0−0.05 p0=0.2 p0,则CH2=CHCH3的平衡转化率为:0.25p0++0.05p0+0.2p0×100%=60%,
故答案为:60;
③根据②计算可知:在T1温度下恒容绝热反应体系中,反应Ⅱ达到平衡后,p[CH3CH(OH)CH3]=0.25 p0;p(H2O)平衡=p(CH2=CHCH3)平衡=0.2 p0,则反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=×0.2p0=254p0=254×400kPa=164kPa−1,
故答案为:164;
④若其它条件不变,T1℃的恒容绝热条件改为恒压条件,由于两个反应均为气体体积减小的反应,反应达到平衡后气体压强比开始小。若改为恒压,相当于对恒容反应达到平衡后增大体系压强,增大压强化学平衡正向移动,在反应达到新平衡时,CH3CH(OH)CH3(g)的平衡产率将变大,
故答案为:变大。
(1)已知反应Ⅰ:CH2=CHCH3(g)+H2O(g)⇌HOCH2CH2CH3(g)ΔH1=−akJ/ml,Ⅱ:CH2=CHCH3(g)+H2O(g)⇌CH3CH(OH)CH3(g)ΔH2=−bkJ/ml,根据盖斯定律,将反应Ⅰ−反应Ⅱ;
(2)反应Ⅲ的气体分子数减小量大于反应Ⅱ气体分子数的减小量,故反应Ⅲ熵值减小的绝对值大于反应Ⅱ的熵值减小值;
(3)根据图1可知:降低温度,两个反应的化学平衡常数都增大,说明两个反应的正反应都是放热反应,反应Ⅱ斜率大于反应Ⅰ,说明反应Ⅱ平衡正向移动的程度更大,反应放出的热量更多,反应放出热量越多;
(4)A.反应Ⅰ、Ⅱ都是气体分子数减小的反应,反应在绝热恒容容器中发生;
B.反应过程中有热量变化,反应在绝热恒容容器中发生;
C.反应混合物都是气体,气体的质量不变,反应在恒容容器中发生,气体的体积不变;
D.两个反应中n(CH2=CHCH3):n(H2O)反应的物质的量的比是1:1,加入的n(CH2=CHCH3):n(H2O)的比也是1:1,则无论反应是否达到平衡状态,n(CH2=CHCH3):n(H2O)的比值始终不变;
(5)①根据图1变化趋势看,降低温度,化学平衡常数增大,说明降低温度,化学平衡正向移动,正反应为放热反应,温度对反应Ⅱ影响更大;
②加入的n(CH2=CHCH3):n(H2O)的比是1:1,n(CH2=CHCH3):n(H2O)反应时物质的量的比也是1:1,开始时总压强为p0=400 kPa,p(H2O)开始=p(CH2=CHCH3)开始=0.5 p0,反应达到平衡时,p[CH3CH(OH)CH3]=100 kPa=100400p0=0.25 p0;p[HOCH2CH2CH3]=20 kPa=20400p0=0.05 p0;物质反应时压强比等于气体的物质的量的比,则根据物质反应转化关系可知平衡时p(H2O)平衡=p(CH2=CHCH3)平衡=0.5 p0−0.25 p0−0.05 p0=0.2 p0;
③根据②计算可知:在T1温度下恒容绝热反应体系中,反应Ⅱ达到平衡后,p[CH3CH(OH)CH3]=0.25 p0;p(H2O)平衡=p(CH2=CHCH3)平衡=0.2 p0;
④若其它条件不变,T1℃的恒容绝热条件改为恒压条件,由于两个反应均为气体体积减小的反应,反应达到平衡后气体压强比开始小。
本题考查化学平衡,侧重考查学生平衡移动的掌握情况,试题难度中等。
15.【答案】B;
BD;
①360;在流速较慢时,反应近似处于平衡,ΔHα(T1)在流速较快时,反应处于非平衡,温度低反应速率慢,所以α(T2)
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