江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二上学期9月月考化学试题(含答案)
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这是一份江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二上学期9月月考化学试题(含答案),共5页。试卷主要包含了5 Fe,3m/L的HCl溶液中含有0,1℃,沸点为69,5kJ/ml等内容,欢迎下载使用。
2023-2024(上)江西省宜丰中学创新部高二9月考试化学试卷可能用到的部分原子量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Fe:56 Ba:137 一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.化学推动着社会的进步和科技的创新,下列说法不正确的是A.抗击新冠疫情时,84消毒液、二氧化氯泡腾片都可作为环境消毒剂B.北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行,其所用芯片的主要成分为高纯硅C.食品包装袋中常有硅胶、生石灰、还原铁粉等,其作用都是防止食品氧化变质D.“海牛II号”刷新世界钻探深度,钻头采用硬质合金材料,其硬度高于成分金属2.用NA表示阿伏伽德罗常数的数值,下列叙述正确的是A.等物质的量的CO和Cl2所含原子数均为2NAB.25℃,101kPa条件下,2.24 L N2和O2的混合气体所含原子数为0.2NAC.常温下,46gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数一定是3 NAD.0.3mo/L的HCl溶液中含有0.3NA个Cl-3.已建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是①生成物的质量分数一定增加,②任一生成物总量一定增加,③反应物的转化率一定增大,④反应物的浓度一定降低,⑤正反应速率一定大于逆反应速率,⑥一定使用催化剂A.①②③ B.③④⑤ C.②⑤ D.④⑥4.下列变化过程中,ΔS <0的是 A.氯化钠溶于水中 B.NH3(g)和HCl(g)反应生成NH4ClC.干冰的升华 D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)5.可逆反应mA(g)+nB(s)rC(g)+qD(g)在反应过程中,其他条件不变,D的体积百分含量和温度T 或压强P关系如图所示,下列叙述中正确的是A.温度降低,化学平衡向正反应方向移动B.使用催化剂,D的物质的量分数增加C.化学方程式系数m+n = r+qD.物质B的颗粒越小,反应越快,有利于平衡向正反应方向移动6.一定条件下存在反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g), △H<0。现有三个体积相同的密闭容器I、Ⅱ、Ⅲ,按如图所示投料,并在400℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是A.容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同B.容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率始终相同C.容器Ⅱ、Ⅲ中的反应达平衡时,SO3的体积分数:Ⅱ>ⅢD.平衡时三容器中SO2、O2、SO3物质的量之比均为2:1:27.反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ① 2HI(g)H2(g)+I2(g) ② 2NO2(g)N2O4(g) ③在一定条件下,上述反应达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%。若保持各自的温度不变、体积不变,分别再加入一定量的各自的反应物,平衡都将正向移动,则转化率A.均不变 B.均增大C.①增大,②不变,③减少 D.①减少,②不变,③增大8.下列说法正确的是A.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定B.已知 , ,则C.氢气的燃烧热为285.8 ,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 D.在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则该反应的热化学方程式为 9.汽车尾气处理的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746kJ•mol-1。下列说法正确的是A.升高温度可使v正增大、v逆减小B.使用高效催化剂可以提高活化分子的百分含量C.反应达到化学平衡状态时,2v正(NO)=v逆(N2)D.CO和CO2的物质的量相等时,反应达到化学平衡状态10.实验室制取Cl2,因缺少MnO2,研究员从KClO3、MnO2制取O2的废渣中回收MnO2和KCl工艺流程如图。下列叙述正确的是A.气体X为Cl2B.“操作b”为蒸发结晶C.所有步骤中没发生化学反应D.“洗涤”时用稀HNO3检验MnO2是否洗涤干净11.下列叙述与图对应的是A.已达平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),图①表示在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动B.由图②可知,P2>P1、T1>T2满足反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0C.图③表示的反应方程式为:2A(g)=B(g)+3C(g)D.由图④可知,对于反应aA(g)bB(g)+cC(g),该反应用于工业生产时,采用的压强越大越好12.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入和,进行反应:,其起始物质的量及的平衡转化率如下表所示。下列判断正确的是容器编号甲乙丙丁容器体积/L2221起始物质的量0.400.800.800.400.240.240.480.24的平衡转化率/%80A.起始反应速率:丙>乙>甲=丁 B.该温度下平衡常数K=400C.的平衡转化率: D.容器中的物质的量浓度:丙=丁<甲 二、选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有一个或两个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)13.下列说法错误的是A.合成氨反应采取循环操作主要是为了提高化学反应速率B. 、 ,则C.反应 ,能自发进行的原因是D.一定温度下,对平衡体系缩小体积,再次达到平衡时增大14.利用CO2催化加氢可制乙烯,反应为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) △H,在两个容积均为1L恒容密闭容器中,分别加入2molCO2、4molH2,分别选用两种催化剂,反应进行相同时间,测得CO2转化率随反应温度的变化如下图所示。下列说法正确的是A.使用催化剂I时反应的活化能低于催化剂IIB.△H>0C.b、d两状态下,化学反应速率相等D.d状态下,保持其他条件不变,向容器中再加入1molCO2与0.5molC2H4,v(正)<v(逆)15.乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) ⇌C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图[起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1mol,容器体积为1L]。下列分析不正确的是A.乙烯气相直接水合反应的ΔH>0B.图中压强的大小关系为p1>p2>p3C.图中a点对应的平衡常数的数值K=D.达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b 三、填空题(每空2分,共52分)16.(10分)某化学小组利用溶液和酸性溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡,混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢,实验数据如下:实验序号溶液酸性溶液实验温度/℃溶液颜色褪至无色时所需时间/sV/mLc/V/mLc/12.00.104.00.01254022.00.204.00.012532.00.204.00.0150已知:(1) 通过实验1、2,可探究出(填外界条件)的改变对反应速率的影响,其中(填“>”或“<”)40s;通过实验(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。(2)实验3的反应速率。(用含有的式子表示,忽略混合前后溶液体积的变化)(3)该小组的一位同学实验过程中发现,在反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。其中造成化学反应速率先增大的原因可能是。17.(14分)实验室利用SO2合成硫酰氯(SO2Cl2),并对H2SO3和HClO的酸性强弱进行探究。硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂,实验室可利用SO2与Cl2在活性炭作用下反应,制取少量的SO2Cl2(SO2(g)+Cl2(g)=SO2Cl2(l),该反应放热。装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈反应,并产生白雾。回答下列问题。(1)甲装置用于制SO2,则下列试剂组合中最合适的是_______。(填序号)A.18.4 mol·L-1的硫酸和Al B.5 mol·L-1的硝酸和Na2SO3固体C.10 mol·L-1的硫酸和Na2SO3固体 D.0.5 mol·L-1的硫酸和Na2SO3固体(2)导管a的作用是_________________________,装置乙和丁中可以使用同一种试剂,该试剂为_______。仪器b中盛放的试剂的作用是______________________________。(3)若反应中消耗的氯气体积为896 mL(已转化为标准状况,SO2足量),最后得到纯净的硫酰氯4.05 g,则硫酰氯的产率为_______(保留两位有效数字)。(4)选用下面的装置探究酸性:H2SO3>HClO,其连接顺序为A→________________________。能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为_____________________________________。18.(12分)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇(在刚性容器中进行):2H2(g)+CO(g)СН3ОН(g)。(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)温度250℃300℃350℃K2.0410.2700.012 ①该反应的焓变△H_______(填“<”“>”或“=”)0,要使该反应自发进行,反应温度不宜_______(填“过高”或“过低”)。②要提高CO的转化率,可以采取的措施是_______(填字母代号)。a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2 e.恒容加入惰性气体 f.分离出甲醇(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图所示是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是_______℃;该温度下上述反应的化学平衡常数为_______。曲线上a、b、c三点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为_______。19.(8分)完成下列问题(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染,例如:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1= - 574kJ/molCH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+2H2O(g) △H2若1molCH4还原NO2制N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=_______(2)根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或几步完成这个总过程的热效应是相等的”观点来计算反应热。已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5kJ/molC(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H2= -395.0kJ/mol则石墨的稳定性比金刚石_______(填“高”或“低”)(3)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下: ①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1; ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2;③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3;回答下列问题: 化学键H-HC-OCOH-OC-HE/(kJ·mol-1)4363431076465413 已知反应①中的相关的化学键键能(“CO”表示CO的化学键)数据见表:由此计算△H2=_______ kJ·mol-1,已知△H1=-58kJ·mol-1,则△H3=_______kJ·mol-1 )20.(8分)粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含和等)提铝的工艺流程如下:回答下列问题:(1)“浸出”时适当升温的主要目的是_____________。(2)“浸渣”的主要成分除残余外,还有_________________。(3)“沉铝”时,体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示,加入沉铝的目的是使更多的铝元素转化为晶体析出,同时保证晶体纯度,“沉铝”的最佳方案为_______。(4) “水浸”后得到的“滤液2”可返回_______工序循环使用。2023-2024(上)创新部高二9月考试化学试卷参考答案:1.C【详解】A.84消毒液、二氧化氯泡腾片都具有强氧化性,可作为环境消毒剂,A正确;B.高纯硅是良好的半导体,芯片的主要成分为高纯硅,B正确;C.硅胶生石灰可做干燥剂,不能做防氧化剂,C错误;D.合金硬度大于成分金属,性能更优良,D正确;故选C。2.C【详解】A.等物质的量的CO和Cl2所含原子数相等,但不一定为2NA,A叙述错误;B.25℃,101kPa条件下,气体的摩尔体积不是22.4L/mol,则所含原子数无法确定,B叙述错误;C.NO2和N2O4的最简式为NO2,常温下,则46gNO2和N2O4的混合气体中含有1mol NO2,原子总数一定是3NA,C叙述正确;D.0.3mo/L的HCl溶液中未给定体积,则含有Cl-无法计算,D叙述错误;答案为C。3.C【详解】①总质量不变时,向正反应方向移动,生成物的质量分数一定增大,但若生成物质量增大小于混合物总质量增大,生成物的质量分数可能降低,故①错误;②平衡向正反应移动,生成物的物质的量一定增加,故②正确;③降低生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大,但增大某一反应物的浓度,平衡向正反应移动,其它反应物的转化率增大,自身转化率降低,故③错误;④如增大反应物的浓度,平衡向正方向移动,达到平衡时,反应物的浓度比改变条件前大,故④错误;⑤平衡向正反应移动,正反应速率一定大于逆反应速率,故⑤正确;⑥加入催化剂,正逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,故⑥错误;综上所述②⑤正确,故选C。4.B【详解】A. 氯化钠固体溶解到水中形成溶液,混乱度增大,熵值增大,△S>0,故A错误;B. NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s),气体体积减小,体系混乱度减小,熵值减小,△S<0,故B正确;C. 干冰(CO2)的升华,固体转化为气体,混乱度增大,熵值增大,△S>0,故C错误;D. CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g),反应生成了气体,体系混乱度增大,熵值增大,△S>0,故D错误;答案选B。5.A【详解】A.由左图知,温度T2为先到达平衡,故T2>T1,升高温度,D%减小,则平衡向逆反应移动,A正确;B.使用催化剂,缩短到达平衡时间,平衡不移动,D%的不变,B错误;C.由右图可知,压强为P2先到达平衡,故P2>P1,增大压强,D%不变,则平衡不移动,反应中B为固体,故m=r+q,C错误;D.B为固体,物质B的颗粒越小,接触面积越大,反应越快,但对平衡移动没有影响,D错误;答案选A。6.C【详解】A.A装置向正反应方向进行,K1=c2(SO3)/[c2(SO2)×c(O2)],III装置向逆反应方向进行,K2=[c2(SO2)×c(O2)] / c2(SO3),因此两者的平衡常数不同,故错误;B.II是恒温恒容状态,反应向逆反应方向进行,气体物质的量增大,压强增大,化学反应速率增大,III是恒压状态,即II的压强大于III,II的化学反应速率大于III的,故错误;C.II是恒温恒容状态,反应向逆反应方向进行,气体物质的量增大,压强增大,化学反应速率增大,达到平衡所用的时间短,消耗的SO3的量小于III,因此SO3的体积分数:II>III,故正确;D.平衡时各物质的浓度保持不变,但物质的量之比并不一定满足化学计量数之比,故错误。故选:C。7.D【详解】三个反应均为单一反应物,结合等效平衡可知,增加反应物的用量等同于增大体系压强,反应①正向气体分子数增加,增大压强平衡逆向移动,转化率减小;反应②前后气体分子数相等,增大压强平衡不一定,转化率不变;反应三正向气体分子数减小,增大压强平衡正向移动,转化率增大,因此D正确;故选:D。8.B【详解】A.已知C(石墨,s)(金刚石,s) ,该反应是吸热反应,石墨能量低,根据能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故A错误;B.已知 , 前者完全反应,放出的热量多,焓变反而小,,则,故B正确;C.氢气的燃烧热为285.8 ,燃烧热是生成液态水,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 ,故C错误;D.在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,由于该反应是可逆反应,因此反应的二氧化硫的物质的量小于1mol,放出热量79.2 kJ,而该反应的热化学方程式为中是2mol二氧化硫全部反应,则放出的热量大于158.4kJ,故D错误;综上所述,答案为B。9.B【详解】A.升高温度,物质的内能增加,活化分子数增加,分子之间的有效碰撞次数增加,故可使v正增大、v逆也增大,A错误;B.使用高效催化剂可以降低反应的活化能,使更多分子变为活化分子,因而能提高活化分子的百分含量,因此能加快化学反应速率,B正确;C.当反应达到化学平衡状态时,任何物质的浓度不变,故反应速率关系为v正(NO)=2v逆(N2),C错误;D.CO和CO2的物质的量相等时,反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡状态,这与开始时加入的物质的量及反应条件有关,不能据此判断反应是否达到化学平衡状态,D错误;故合理选项是B。10.B【详解】A. KClO3、MnO2制取O2的废渣焙烧时,继续产生氧气,气体X为O2,A错误; B. 采用蒸发结晶可从KCl溶液中提取KCl晶体,“操作b”为蒸发结晶,B正确;C. 焙烧时氯酸钾在二氧化锰催化作用下发生化学反应,C错误; D. 二氧化锰的表面可吸附有KCl,“洗涤”时用稀HNO3酸化的硝酸银检验MnO2是否洗涤干净,D错误;答案选B。11.B【详解】A.对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),图①表示在t0时刻v正、v逆增大,v逆增大的多,化学平衡逆向移动,应该是升高温度使平衡逆向移动导致,若是充入了一定量的NH3,则v逆增大,v正瞬间不变,这与图像不吻合,A错误;B.增大压强反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;升高温度反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;则根据图像可知,压强: P2> P1温度: T1> T2;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,C含量增大,说明正反应是气体体积减小的反应;升高温度,C含量减小,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,故该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,故满足反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,B正确;C.该反应是可逆反应,应该用可逆号“",不能用等号“=”表示,正确方程式为:2A(g) B(g)+3C(g),C错误;D.根据图④可知,压强增大,A的转化率增大,理论上压强越大,越有利于平衡正向移动,但是,工业生产要考虑实际情况,压强越大,对设备的要求越高,压缩气体所需要的动力成本越大,故压强不能无限大,只能在一定范围内尽可能的大一些,D错误; 故本题选B。12.B【详解】A.温度相同、体积相同的甲 、乙、丙三个容器,反应物浓度越大,反应速率越快,起始反应速率:丙>乙>甲,丁和甲容器温度相同、压强相同、投料比例相同,起始时反应速率相同,丁=丙>乙>甲,A错误;B.根据甲装置中数据列三段式,所以该温度下该反应的平衡常数,K=,B正确;C.由乙、丙可知,二氧化硫的浓度相同,丙中氧气的浓度增大,会促进二氧化硫的转化,二氧化硫转化率,丙和丁达到的是相同的平衡状态,所以二氧化硫转化率 ,C错误;D.体积相同,丙中的起始浓度为甲的2倍,压强增大,有利于平衡正向移动,则丙中转化率增大,即丙中 c(SO3)大于甲中c(SO3)的2倍,丙和丁达到的平衡相同,三氧化硫浓度相同,丙=丁>甲,D错误;13.AD【详解】A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率,提高经济效益,A项错误;B.因为 ,根据盖斯定律可得,所以,即,B项正确;C.反应能自发进行,说明,因为,则,C项正确;D.温度不变,不变,缩小体积,平衡逆向移动,由于K不变,则再次达到平衡时不变,D项错误;故选AD。14.A【详解】A. 使用催化剂I时反应中二氧化碳的转化率变化快,更快地达到平衡,使用催化剂I时反应的活化能低于催化剂II,故A正确;B. 达到平衡后升高温度,二氧化碳的转化率降低,说明正反应放热,△H<0,故B错误;C. b、d两状态下,d点温度高,化学反应速率更快,故C错误;D. 反应的平衡常数为K= ,d状态下,保持其他条件不变,向容器中再加入1molCO2与0.5molC2H4,Qc=<K,平衡正向进行,v(正)>v(逆),故D错误;故选A。15.AB【详解】A.压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则,A错误;B.相同温度下,增大压强平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知,压强:,B错误;C.a点乙烯转化率为20%,则消耗的,根据“三段式”:,,C正确;D.温度越高、压强越大,化学反应速率越快,反应达到平衡时间越短,温度、压强:a<b,则反应速率:,所以达到平衡状态a、b所需要的时间:,D正确; 故选AB。16.(10分)(1) 浓度 < 2和3(2)(3) 反应中有生成,具有催化作用 【详解】(1)对比实验1和2的数据可发现,除了的浓度不同外,其余条件均相同,所以通过实验1、2,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,其中实验1中草酸浓度小于实验2,所以反应速率小于实验2,实验2溶液颜色褪至无色时所需时间小于40s;根据控制变量法,欲探究温度变化对化学反应速率的影响,则需使其他条件相同的情况下,温度作为变量,所以根据表中数据,通过实验2和3可探究温度变化对化学反应速率的影响,故填浓度;<;2和3;(2)实验3中,>,所以草酸过量,混合时,反应速率,故填;(3)①根据反应,有生成,具有催化作用,所以刚开始反应速率增大,故填反应中有生成,具有催化作用;②随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减小,故填随着反应的进行,反应物浓度降低。17.(14分)(1)C(2) 平衡压强,使浓盐酸顺利流下 浓硫酸 除去多余尾气,避免污染空气;避免空气中的水蒸气进入装置丙,影响产物纯度(3)75%(4) C→B→E→D→F 装置D中品红不褪色,装置F中产生白色沉淀【详解】(1)甲装置可以用于实验室制SO2,则下列试剂组合中合适的是浓硫酸与亚硫酸钠,故答案为:C。(2)庚是制取Cl2的装置,分析仪器可知,导管a的作用是平衡气压,使液体顺利滴下;装置乙和丁中可以使用同一种试剂,该试剂为浓硫酸;仪器b中盛放的试剂为碱石灰,作用是除去多余尾气,避免污染空气;避免空气中的水蒸气进入装置丙,影响产物纯度。(3)由质量守恒可知:Cl2~SO2Cl2,n(SO2Cl2)= n(Cl2)= =0.04mol,则理论上可得到SO2Cl2的质量为0.04 mol×135 g/mol=5.4 g,则磺酰氯的产率为=75%。(4)HClO 具有强氧化性、SO2 具有还原性,因为 SO2与 ClO−发生氧化还原反应,不能利用 SO2与 Ca(ClO)2直接反应判断 H2SO3,与 HClO 的酸性强弱,先验证 H2SO3酸性比 H2CO3强,再结合 H2CO3酸性比 HClO 强判断。A 装置制备 SO2,由于盐酸易挥发,制备的 SO2 中混有 HCl ,用饱和的 NaHSO3溶液除去 HCl ,再通过 NaHCO3溶液,可以验证 H2SO3酸性比 H2CO3强,用酸性高锰酸钾溶液氧化除去 CO2中的 SO2,用品红溶液检验 CO2中 SO2是否除尽,再通入F中,则装置连接顺序为:A→C→B→E→D→F,能证明 H2SO3的酸性强于 HClO 的实验现象为 D 中品红不褪色,F 中产生白色沉淀。18.(12分)(1) < 过高 df(2) 270 4 K1=K2<K3【详解】(1)①对于反应2H2(g)+CO(g)СН3ОН(g),温度升高,化学平衡常数K减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的反应是放热反应,所以△H<0;该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,△H<0,△S<0,要使该反应自发进行,△G<0,由于△G=△H-T△S<0,则要使该反应自发进行,反应温度不宜过高;②a.升温会使化学平衡向吸热的逆反应方向移动,CO的转化率减小,a不符合题意;b.加入催化剂,化学平衡不移动,CO的转化率不变,b不符合题意;c.增加CO的浓度,化学平衡正向移动,但平衡移动消耗量远小于CO投入量的增加,导致CO的转化率反而减小,c不符合题意;d.恒容充入H2,化学平衡正向移动,CO的转化率增大,d符合题意;e.恒压充入惰性气体,容器的体积增大,相当于体系的压强减小,化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,从而导致CO的转化率减小,e不符合题意;f.分离出甲醇,即减小生成物的浓度,化学平衡正向移动,使CO的转化率增大,f符合题意;故合理选项是df;(2)根据该反应的正反应为放热反应,温度升高,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致CO的转化率越小,由于CO的转化率:x>y>z,所以曲线表示的温度:x表示230℃;y表示的是250℃;z表示的270℃;在270℃时,a点时,在反应开始时CO的物质的量均为1 mol,则n(H2)=1.5 mol,容器的容积是1 L,由于平衡时CO的转化率是50%,则根据物质反应2H2(g)+CO(g)СН3ОН(g)转化关系可知平衡时c(CO)=0.5 mol/L,c(H2)=0.5 mol/L,c(СН3ОН)=0.5 mol/L,所以该温度下上述反应的化学平衡常数为4 K=;化学平衡常数只与温度有关,与其它外界条件无关。该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致化学平衡常数减小,由于温度:a=b>c,所以化学平衡常数:K1=K2<K3。19.(8分)(1)-1160kJ/mol(2) 高(3) -99kJ/mol +41kJ/mol【详解】(1)若1molCH4还原NO2制N2,整个过程中放出的热量为867kJ,该热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-867kJ/mol,该反应可以(反应I+反应II),根据盖斯定律可知,-867kJ/mo==,解得=-1160kJ/mol,故答案为:-1160kJ/mol;(2)已知反应I:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol,反应II:C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H2= -395.0kJ/mol,则反应I-反应II得:C(石墨,s)= C(金刚石,s) =△H1-△H2=( -393.5kJ/mol)-( -395.0kJ/mol)=+1.5kJ/mol,该转化为为吸热反应,故相同状况下,能量状态较低的是石墨,能量越低越稳定,故石墨的稳定性比金刚石高,故答案为:C(石墨,s)= C(金刚石,s) =+1.5kJ/mol;石墨;高;(3)根据反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,故②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=E(C≡O)+2E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-E(O-H)=1076+2×436-3×413-343-465=-99kJ/mol,已知△H1=-58kJ·mol-1,反应①可以等于反应②+反应③,根据盖斯定律可知,△H1=△H2+△H3,即-58kJ/mol=-99kJ/mol+△H3,则△H3=+41kJ·mol-1 ,故答案为:-99kJ/mol;+41kJ/mol。20.(10分)(1) 提高浸出率(或提高浸出速率) (2) 和 (3) 高温溶解再冷却结晶(4)沉铝【详解】(1)温度高速率大,“浸出”时适当升温的主要目的是提高反应速率,提高浸出率;Al2O3和H2SO4发生反应生成Al2(SO4)3和H2O,离子反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;故答案为:提高浸出率(或提高浸出速率);Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。(2)“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外,还有二氧化硅、硫酸钙;故答案为:SiO2和CaSO4。(3)根据沉铝体系中,Al2(SO4)3·18H2O溶解度最大,KAl(SO4)2·12H2O溶解度最小,更容易析出,加入K2SO4沉铝的目的是更多的使Al2(SO4)3转化为KAl(SO4)2·12H2O,使更多的铝元素转化为晶体析出,同时保证晶体纯度;KAl(SO4)2·12H2O溶解度受温度影响较大,“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶;故答案为:使更多的铝元素转化为晶体析出,同时保证晶体纯度;高温溶解再冷却结晶。(4)“焙烧”时,KAl(SO4)2分解为K2SO4、Al2O3和SO3或K2SO4、Al2O3、SO2和O2,反应方程式为2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑;“水浸”后得到的“滤液2”成分为K2SO4,可在沉铝工序循环使用;故答案为:沉铝。
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