北京市第五中学高二上学期化学期中试卷(解析版)-A4
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这是一份北京市第五中学高二上学期化学期中试卷(解析版)-A4,共21页。试卷主要包含了2 ml/L H2SO4B, 下列说法不正确的是, 某同学进行如下实验等内容,欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Fe 56
第一部分 选择题
本部分共14小题,每小题3分,共42分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列生活中常用的方法,其原理与盐类的水解反应有关的是
A. 用明矾净水B. 用酒精进行环境消毒
C. 用3%H2O2溶液清洗伤口D. 用白醋清洗水壶中的水垢
【答案】A
【解析】
【详解】A.用明矾净水,是利用明矾中所含Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附水中悬浮颗粒物并使之沉降的能力,使水体发生净化,A符合题意;
B.用酒精进行环境消毒,是利用酒精能使细菌表面蛋白质发生变性,从而杀死细菌,B不符合题意;
C.用3%的H2O2溶液清洗伤口,是利用H2O2具有强氧化性,能够杀死细菌而达到给伤口消毒的目的,C不符合题意;
D.用白醋清洗水壶中的水垢,是利用醋酸显酸性,且酸性比碳酸强,能溶解水垢,从而达到去除水垢的目的,D不符合题意;
故选A。
2. 常温下,下列溶液中,c(H+)=10-2ml/L的是
A. 0.2 ml/L H2SO4B. pH=12的NaOH溶液
C. pH=2的盐酸D. 0.01ml/L氨水
【答案】C
【解析】
【详解】A.H2SO4为二元强酸,则0.2 ml/L H2SO4中c(H+)=2×0.2ml/L=0.4ml/L,A不符合题意;
B.pH=12的NaOH溶液,c(H+)=10-12ml/L,B不符合题意;
C.盐酸为一元强酸,pH=2的盐酸,c(H+)=10-2ml/L,C符合题意;
D.0.01ml/L氨水中,一水合氨发生部分电离,所以c(OH-)<0.01ml/L,c(H+)>10-12ml/L,D不符合题意;
故选C。
3. 下列说法不正确的是
A. NH4NO3溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
B. 水凝结成冰的过程中,体系的混乱度变化△S<0
C. 某化学反应自发进行的方向,与反应的△H和△S都有关
D. 发生离子反应的条件之一是生成气体,此过程是一个△S>0的过程
【答案】A
【解析】
【详解】A.虽然NH4NO3溶于水吸热,但吸收的热量较少,固体转化为溶液时,混乱度增大,△S>0,则NH4NO3溶于水仍可以是自发过程,A不正确;
B.水凝结成冰的过程中,水分子由无序排列转化为有规则排列,体系的混乱度减小,△S<0,B正确;
C.某化学反应自发进行的方向,由焓判据和熵判据共同决定,所以与反应的△H和△S都有关,C正确;
D.发生离子反应的条件之一是生成气体,此过程中物质由固态或液态转化为气态,混乱度增大,所以是一个△S>0的过程,D正确;
故选A。
4. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
B. 溶液将水垢中的转化为
C. 的醋酸溶液稀释10倍,溶液的
D. 溶液中滴加溶液,促进分解
【答案】D
【解析】
【详解】A.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深,是因为温度升高,平衡向生成的方向移动,能用平衡移动原理解释,A错误;
B.溶液将水垢中的转化为,是因为碳酸钙溶解度小于硫酸钙,能用平衡移动原理解释,B错误;
C.的醋酸溶液稀释10倍,溶液的,是因为醋酸是弱酸,稀释促进电离,能用平衡移动原理解释,C错误;
D.溶液中滴加溶液,促进分解,是因为氯化铁作催化剂,不能用平衡移动原理解释,D正确;
故选D。
5. 燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水,原理的示意图如下(忽略溶液体积的变化)。
下列说法不正确的是
A. 通过质子交换膜向a极室迁移
B. 工作一段时间后,a极室中稀硫酸的浓度增大
C. 电极b的电极反应:
D. 电池的总反应:
【答案】B
【解析】
【分析】根据燃料电池装置可知,左侧a极为正极,通入空气后氧气在正极发生还原反应,电极反应式:;右侧b极为负极,在负极发生氧化反应,电极反应式:;
【详解】A.结合分析,根据电极反应及电解质溶液呈电中性可知,通过质子交换膜向a极室迁移,A正确;
B.根据分析,a极电极反应式:可知,工作过程中每当消耗4ml氢离子的同时,生成2ml水,则工作一段时间后,a极室中稀硫酸浓度减小,B错误;
C.根据分析可知,b极为负极,在负极发生氧化反应,电极反应式:,C正确;
D.结合分析,根据得失电子守恒,将两电极反应式相加得总反应:,D正确;
答案选B。
6. 室温下,对于醋酸溶液,下列判断不正确的是
A. 加入固体后,溶液的增大
B. 导电能力比盐酸的导电能力弱
C. 加入少量溶液后,产生气泡,说明的小于的
D. 与溶液反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】
醋酸溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,依此解答。
【详解】A.加入固体,醋酸根离子浓度增大,醋酸电离平衡逆向移动,溶液中酸性减弱,pH增大,A正确;
B.溶液中自由移动离子的浓度越大导电能力越强,盐酸为强酸在溶液中完全电离,醋酸为弱酸在溶液中部分电离,1ml/L的盐酸溶液中自由离子的浓度比1ml/L醋酸大,导电能力更强,B正确;
C.醋酸与碳酸钠反应可以产生气泡为CO2,说明的酸性强,则的大于的,C错误;
D.由于Ka(CH3COOH)> Ka(H2CO3) > Ka(),CH3COOH可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳碳,离子方程式为:, D正确;
故选C。
7. H2O2是重要的消毒剂、氧化剂,研究其分解反应有重要意义。KI能催化H2O2的分解。①不加KI:2H2O2=2H2O+O2↑;②加入KI:H2O2+I−=H2O+IO−;H2O2+IO−=H2O+O2↑+I−;H2O2分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是
A. 加入KI后改变了反应的历程
B. 加入KI后改变了反应2H2O2=2H2O+O2↑的反应热
C. H2O2+I−=H2O+IO−是吸热反应
D. KI降低了反应2H2O2=2H2O+O2↑的活化能
【答案】B
【解析】
【详解】A.由反应历程图可知,不加KI时反应一步完成,加入KI后分两步进行,并且KI是催化剂,即加入KI后改变了反应的历程,故A项正确;
B.KI是该反应的催化剂,但催化剂不能改变反应的始态和终态,即不能改变反应的反应热,故B项错误;
C.加入KI后反应分为:、,由图可知,H2O2和I-具有的能量小于H2O和IO-具有的能量,所以该步反应是吸热反应,故C项正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,KI是该反应的催化剂,降低了反应的活化能,故D项正确;
答案选B。
8. 某同学进行如下实验:
下列说法不正确的是
A. ①中存在沉淀溶解平衡:
B. 比较离子浓度大小::③>①;:③>①
C. ③中存在水解平衡:
D. 综合上述实验现象,说明能转化为
【答案】B
【解析】
【分析】①中加入酚酞后无现象说明碱性很小,又知BaCO3(s)⇌Ba2+(aq)+CO(aq),CO+H2O⇌HCO+OH−,则溶液中CO浓度极小,水解程度也很小,②中Na2SO4为强酸强碱盐,溶液呈中性故无明显现象,③混合后变红说明CO水解后生成的OH-浓度增大,即发生了BaCO3+SO⇌BaSO4+CO的转化,BaSO4更难溶于水,以此解答。
【详解】A.由沉淀溶解平衡得知存在BaCO3(s)⇌Ba2+(aq)+CO(aq),A正确;
B.由上述分析可知,c(CO):③>①,BaSO4更难溶于水,随着沉淀的转化:BaCO3+SO⇌BaSO4+CO,溶液中Ba2+的浓度降低,即c(Ba2+):③ 0。实验测得:υ正(NO2 )=k正c2(NO2 ),υ逆(NO)=k逆c2(NO)·c(O2 ),k正、k逆为化学反应速率常数,只受温度影响。
下列说法不正确的是
A. Ⅰ中NO2的平衡转化率约为66.7%
B. Ⅱ中达到平衡状态时,c(O2)<0.2 ml·L−1
C. 该反应的化学平衡常数可表示为K=
D. 升高温度,该反应的化学平衡常数减小
【答案】D
【解析】
【分析】先用三段式法计算出实验Ⅰ中各组分的改变浓度和平衡浓度:
而实验Ⅱ相当于在Ⅰ基础上再加入NO,平衡会逆向移动,再判断各量的变化。
【详解】A、由上述分析可知,Ⅰ中NO2的平衡转化率为,故A正确;
B、Ⅰ中平衡时c(O2)=0.2 ml·L−1,实验Ⅱ相当于在Ⅰ基础上再加入NO,平衡会逆向移动,c(O2)<0.2 ml·L−1,故B正确;
C、平衡时υ正(NO2 )=υ逆(NO),即k正c2(NO2 )=k逆c2(NO)·c(O2 ),得==K,故C正确;
D、该反应为吸热反应,升高温度,K值增大,故D错误。
答案选D。
10. 下列实验中,均产生白色沉淀
下列分析不正确的是
A. Na2CO3与NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
B. CaCl2能促进Na2CO3、NaHCO3水解
C. Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解
D. 4个实验中,溶液滴入后,试管中溶液pH均降低
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均存在Na+、、、H2CO3、H+、OH-、H2O,故含有的微粒种类相同,A正确;
B. H++,加入Ca2+后,Ca2+和反应生成沉淀,促进的电离,B错误;
C.Al3+与、都能发生互相促进的水解反应,C正确;
D.由题干信息可知形成沉淀时会消耗碳酸根和碳酸氢根,则它们浓度减小,水解产生的氢氧根的浓度会减小,pH减小,D正确;
故选B。
11. ℃时,在 溶液中逐滴加入 溶液,变化曲线如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 点的水的电离程度小于点的水的电离程度
B. 点溶液中微粒浓度:
C. 点点的过程中持续增大
D. 若向点对应的溶液中滴加1滴 溶液或滴醋酸溶液,变化均不大
【答案】B
【解析】
【详解】A.c点醋酸和NaOH恰好反应,a点→c点过程中,随着NaOH的增多,醋酸浓度减小,c点两者恰好反应生成醋酸钠,醋酸根离子浓度最大,醋酸根离子水解催进水的电离,点的水的电离程度小于点的水的电离程度,故A正确;
B.b点时溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),b点溶液呈中性c(H+)= c(OH-),则c(CH3COO-)= c(Na+),故B错误;
C.c点醋酸和NaOH恰好反应,a点→c点的过程中,随着NaOH的增多,醋酸浓度减小,c点两者恰好反应生成醋酸钠,过程中持续增大,故C正确;
D.酸碱中和滴定中接近滴定终点,pH出现突变,a点加入10mLNaOH溶液,距离滴定终点还很远,此时向a点对应的溶液中滴加1滴0.1 ml·L-1 NaOH溶液或1滴0.1 ml·L-1 醋酸溶液,pH变化均不大,故D正确;
故选:B。
12. 液体锌电池是一种电压较高的二次电池,具有成本低、安全性强、可循环使用等特点,其示意图如图。下列说法不正确的是
已知:①
②凝胶中允许离子存在、生成或迁移。
A. 充电过程中,阴极的电极反应:
B. 放电过程中,正极的电极反应:
C. 放电过程中,由正极向负极迁移
D. 充电过程中,凝胶中的可再生
【答案】C
【解析】
【详解】液体锌电池放电时Zn作负极,发生氧化反应,失电子生成,负极电极反应式为,MnO2所在电极作正极,发生还原反应生成Mn2+,正极反应式为MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O,放电时,阳离子由负极移向正极、阴离子由正极移向负极;充电时,原电池正负极分别与外加电源正负极相接,作电解池的阳极、阴极,阴阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反,据此分析解答。
【点睛】A.原电池负极反应为,充电时,原电池负极与外加电源负极相接,作电解池的阴极,阴极电极反应式与负极反应式正好相反,即,故A正确;
B.液体锌电池中MnO2所在电极作正极,MnO2发生还原反应生成Mn2+,即电极反应式为MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O,故B正确;
C.原电池放电时,阳离子由负极移向正极,即H+由负极向正极迁移,故C错误;
D.电解时阴极电极反应式为,由于KOH凝胶的特殊作用可使KOH再生,故D正确;
本题选C。
13. 25℃时,已知HClO和电离平衡常数:
根据提供的数据判断,下列离子方程式或化学方程式不正确的是
A. 向NaClO溶液中通入过量:
B. 向NaClO溶液中通入少量:
C. 向溶液中滴加过量氯水:
D. 向溶液中滴加过量氯水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由表中数据可知,酸性:H2CO3>HClO>HCO,故向NaClO溶液中通入CO2,应得到的是NaHCO3,故A正确;
B.根据表格数据可知,次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱,比碳酸氢根离子的酸性强,则向NaClO溶液中通入CO2,应得到的是NaHCO3,而不是Na2CO3,故B错误;
C.氯水中有Cl2+H2O⇌HCl+HClO,HCl可以和CO反应,使得平衡不断向右移动,最终生成HClO、CO2、Cl-,故C正确;
D.氯水中有Cl2+H2O⇌HCl+HClO,HCl可以和HCO反应,使得平衡不断向右移动,最终生成HClO、CO2、Cl-,故D正确;
故选:B。
14. 利用平衡移动原理,分析一定温度下在不同的体系中的可能产物。
已知:i.图1中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合[注:起始,不同下由图1得到]。
下列说法不正确的是
A. 由图1,
B. 由图2,初始状态,无沉淀生成
C. 由图2,初始状态,平衡后溶液中存在
D. 由图1和图2,初始状态、,发生反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.水溶液中的离子平衡 从图1可以看出时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,A项正确;
B.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;
C.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物料守恒,溶液中,C项错误;
D.时,溶液中主要含碳微粒是,,时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为,D项正确;
故选C。
第二部分 非选择题
15. 小组同学对比和的性质,进行了如下实验。
(1)向相同体积、相同浓度的和溶液中分别滴加的盐酸,溶液pH变化如下。
①图_______ (填“甲”或“乙”)是的滴定曲线。
②A′-B′发生反应的离子方程式为_______。
③下列说法正确的是_______ (填序号)。
a.和溶液中所含微粒种类相同
b.A、B、C均满足:
c.水的电离程度:
(2)向1ml的和溶液中分别滴加少量溶液,均产生白色沉淀,后者有气体产生。
资料:
i.1ml的溶液中,,
ii.25℃时,,
①补全与反应的离子方程式:_______。
②通过计算说明与反应产生的沉淀为而不是_______。
【答案】(1) ①. 乙 ②. H++= ③. ac
(2) ①. 2+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O ②. 1ml⋅L−1 NaHCO3溶液中:生成FeCO3沉淀所需c1(Fe2+)===3.210-9ml⋅L−1;生成Fe(OH)2沉淀所需c2(Fe2+)===1.2510-5ml⋅L−1;c1(Fe2+)c2(Fe2+)。
【解析】
【小问1详解】
①H2CO3的电离平衡常数Ka1>Ka2,故相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液,前者的pH更高,即图乙是Na2CO3的滴定曲线;
②HCl和Na2CO3的反应分为两步:HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,则A′-B′发生反应的离子方程式为H++=;
③a.Na2CO3和NaHCO3溶液中所含微粒均有Na+、H+、、、OH-、H2CO3和H2O,a正确;
b.图甲是NaHCO3的滴定曲线,B点表示NaHCO3和HCl恰好完全反应,此时溶液中已不含、、H2CO3,则仅A点满足c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-),b错误;
c.图甲中,A点的溶质是NaHCO3,的水解能促进水的电离;B点溶质是NaCl,对水的电离无影响;C点的溶质是NaCl和HCl,H+能抑制水的电离;故水的电离程度:A>B>C,c正确;
故选ac。
【小问2详解】
①向NaHCO3溶液中滴加少量FeCl2溶液,产生白色FeCO3沉淀,还生成气体,该气体为CO2,该反应的离子方程式为2+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O;
②1ml⋅L−1 NaHCO3溶液中:生成FeCO3沉淀所需c1(Fe2+)===3.210-9ml⋅L−1;生成Fe(OH)2沉淀所需c2(Fe2+)===1.2510-5ml⋅L−1;c1(Fe2+)c2(Fe2+),故NaHCO3与FeCl2反应产生沉淀为FeCO3而不是Fe(OH)2。
16. 草酸亚铁是黄色晶体,常用作照相显影剂、新型电池材料等。
实验室制备草酸亚铁并测定其中Fe2+和C2O42−的物质的量之比确定其纯度,步骤如下:
Ⅰ.称取一定质量的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]于烧杯中,加蒸馏水和稀硫酸,加热溶解,再加饱和H2C2O4溶液,加热沸腾数分钟,冷却、过滤、洗涤、晾干,得黄色晶体。
Ⅱ.称取m gⅠ中制得的晶体于锥形瓶中,加入过量稀硫酸使其溶解,70℃水浴加热,用c ml·L−1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液v1 mL(其中所含杂质与KMnO4不反应)。
Ⅲ.向Ⅱ滴定后的溶液中加入过量锌粉和稀硫酸,煮沸,至反应完全,过滤,用c ml·L−1 KMnO4溶液滴定滤液至终点,消耗KMnO4溶液v2 mL。
Ⅳ.重复上述实验3次,计算。
已知:ⅰ.草酸是弱酸。
ⅱ.pH>4时,Fe2+易被O2氧化。
ⅲ.酸性条件下,KMnO4溶液的还原产物为近乎无色的Mn2+。
(1)Ⅰ中加入稀硫酸的目的是______、______。
(2)Ⅱ中与KMnO4溶液反应的微粒是______、______。
(3)Ⅲ中加入过量锌粉仅将Fe3+完全还原为Fe2+。若未除净过量锌粉,则消耗KMnO4溶液的体积V ______v2 mL(填“>”、“=”或“<”)。
(4)Ⅲ中,滴定时反应的离子方程式是______。
(5)m gⅠ中制得的晶体中,Fe2+和C2O42−的物质的量之比是______(用含v1、 v2的计算式表示)。
【答案】 ①. 抑制Fe2+水解 ②. 增强溶液酸性,防止Fe2+被O2氧化 ③. Fe2+ ④. H2C2O4 ⑤. > ⑥. ⑦.
【解析】
【分析】先用硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]与饱和H2C2O4溶液反应制备草酸亚铁,称取m g草酸亚铁晶体于锥形瓶中,加入过量稀硫酸使其溶解,用 KMnO4溶液滴定至终点,Fe2+和C2O都反应完,Fe2+被氧化为Fe3+,Ⅱ滴定后的溶液中加入过量锌粉将Fe3+完全还原为Fe2+,最后再用等浓度KMnO4溶液滴定至终点,则可以计算出的Fe2+的含量,则C2O消耗的KMnO4溶液体积为(v1-v2),可计算出C2O的含量。
【详解】(1)亚铁离子要水解,由信息可知pH>4时,Fe2+易被O2氧化,加入稀硫酸的目的是抑制Fe2+水解;增强溶液酸性,防止Fe2+被O2氧化;故答案为:抑制Fe2+水解;增强溶液酸性,防止Fe2+被O2氧化;
(2)Ⅱ中与KMnO4溶液反应的微粒有Fe2+和H2C2O4,故答案为:Fe2+;H2C2O4;
(3)Ⅲ中若未除净过量锌粉,则在后面的滴定反应中锌粉又会将Fe3+还原为Fe2+,Fe2+继续和高锰酸钾反应,消耗的高锰酸钾溶液体积偏大,故答案为:>;
(4)Ⅲ中滴定时,Fe2+与酸性高锰酸钾溶液反应,离子方程式为:;
(5)Ⅲ中滴定时,MnO与Fe2+的关系式为:,的物质的量为:,Fe2+的物质的量为;在Ⅱ中C2O与的关系式为, C2O消耗的KMnO4溶液体积为(v1- v2),的物质的量为:,C2O42−的物质的量为:,Fe2+和C2O的物质的量之比为=,故答案为:。
【点睛】该题主要考查氧化还原滴定,关键是要理清反应原理,用电子守恒法找出关系式,再由关系式进行计算。
17. 二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如下。
2CO (g) +4H2 (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) ΔH = -206.0 kJ/ml
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
i.甲醇合成反应:
ii.甲醇脱水反应:2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g),ΔH = -24.0 kJ/ml
(1)起始时向容器中投入2 ml CO和4 ml H2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为_______。
(2)请补全甲醇合成反应的热化学方程式:_______。
(3)甲醇脱水反应2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) 在某温度下的化学平衡常数为400.此温度下,在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g),测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时反应_______(填“已达到”或“未达到”)化学平衡状态。
(4)生产二甲醚的过程中存在以下副反应,与甲醇脱水反应形成竞争:
CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g) +3H2 (g) ΔH = +48.8 kJ/ml
将反应物混合气按进料比n(CO)∶n(H2) = 1∶2通入反应装置,选择合适的催化剂。在不同温度和压强下,测得二甲醚的选择性分别如图1、图2所示。
资料:二甲醚的选择性是指转化为二甲醚的CO在全部CO反应物中所占的比例。
①图1中,温度一定,压强增大,二甲醚选择性增大的原因是_______。
②图2中,温度高于265℃后,二甲醚选择性降低的原因有_______。
【答案】 ①. 25% ②. 2CO(g)+4H2(g)⇌2CH3OH(g) △H = -182.0 kJ/ml或CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g) △H = -91.0 kJ/ml ③. 已达到 ④. 增大压强,副反应CH3OH(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+3H2(g)逆向移动被抑制,主反应中2CH3OH (g)⇌ CH3OCH3 (g)+ H2O (g)不受压强影响 ⑤. 主反应中2CH3OH (g)⇌CH3OCH3 (g)+ H2O (g)正向为放热反应,升高温度平衡逆移,二甲醚选择性降低;副反应CH3OH(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+3H2(g)正向为吸热反应,升高温度平衡正移,副产物增加,二甲醚选择性降低。
【解析】
【详解】(1)
CO的转化率=×100%=25%;
(2)①2CO(g)+4H2(g) ⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),根据盖斯定律,(①-ii)÷2可得CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH (g),则∆H==-91 kJ/ml;
(3)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
A.反应是气体物质的量减少的反应,混合气体的总物质的量是变量,当不变时能表明平衡,A符合题意;
B.容器体积不变,混合气体总质量不变,混合气体密度始终保持不变,不能说明得到平衡,B错误;
C.反应生成物CH3OCH3(g)和H2O(g)的物质的量始终是1:1,不能表明平衡,C不符合题意;
D.每生成1ml CH3OCH3(g),同时也消耗2ml CO,同时生成2ml CO,能表明平衡,D符合题意;
故选AD。
(4)
①副反应CH3OH(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+3H2(g) 为气体增大的反应,温度一定,压强增大,副反应平衡逆向移动,而主反应2CH3OH (g) ⇌CH3OCH3 (g)+ H2O (g)气体物质的量不变,无影响,则二甲醚选择性增大;
②主反应2CH3OH (g) ⇌ CH3OCH3 (g)+ H2O (g) △H = -24.0 kJ/ml为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二甲醚选择性降低;而副反应CH3OH(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+3H2(g) △H = +48.8 kJ/ml 为吸热反应,平衡正向移动,副产物增大,二甲醚选择性降低。
18. 黄铁矿[主要成分为二硫化亚铁(FeS2)]、焦炭和适量空气混合加热发生如下反应:
i.3FeS2+2C+3O2=3S2+Fe3O4+2CO
(1)反应i生成1mlS2时,转移电子的物质的量为_____ml。
(2)反应i所得气体经冷凝回收S2后,尾气中还含有CO和SO2将尾气通过催化剂进行处理,发生反应ii,同时发生副反应iii。
ii.2SO2(g)+4CO(g)S2(g)+4CO2(g) ΔH
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