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文档介绍
化学卷·2018届河北省唐山市第一中学高二上学期期中考试化学试卷 (解析版)
河北省唐山市第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试化学试卷 一、单选题(共26小题) 1.下列是4位同学在学习“化学反应速率和化学平衡”一章后,联系工业生产实际所发表的观点,你认为不正确的是( ) A.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品 B.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品 C.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率 D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品 考点:化学反应速率 答案:C 试题解析:化学反应的平衡理论是研究怎样提高原料转化率,C说法错误,其他三个均正确。 2.298 K,1.01×105 Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ/mol能自发进行的原因是( ) A.是吸热反应 B.是放热反应 C.是熵减小的反应 D.熵增大效应大于能量效应 考点:化学反应进行的方向 答案:D 试题解析:该反应是吸热反应,之所以能够自发进行,是因为气体体积是增大的,且熵增大效应大于能量效应,D正确。 3.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( ) A.10℃ 20 mL 3 mol/L的X溶液 B.20℃ 30 mL 2 mol/L的X溶液 C.20℃ 10 mL 4 mol/L的X溶液 D.10℃ 10 mL 2 mol/L的X溶液 考点:化学反应速率 答案:B 试题解析:温度高、浓度大的反应速率快,B项的反应最快。 4.铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接,自来水管锈蚀最快的是( ) A.铁水龙头 B.铜水龙头 C.塑料水龙头 D.陶瓷水龙头 考点:金属的电化学腐蚀和防护 答案:B 试题解析:由原电池原理,接比铁稳定的铜管时,腐蚀最快。 5.下列措施能提高合成氨[N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol]厂的生产效率和经济效益的是( ) ①采用20 MPa~50 MPa的压强; ②使用催化剂; ③在合适的温度下进行反应; ④从平衡混合气体中液化分离出NH3,并将N2、H2循环使用 A.①③④ B.③④ C.①②③ D.全部 考点:化学平衡 答案:D 试题解析:从该反应的特征及工业生产的实际情况看,题给的四个措施都能提高生产效率和经济效益。 6.已知25℃、101 kPa条件下: ①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH=-2834.9 kJ/mol ②4Al(s)+2O3(g)=2Al2O3(s) ΔH=-3119.1 kJ/mol 由此得出的正确结论是( ) A.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为吸热反应 B.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为放热反应 C.O3比O2稳定,由O2变为O3为吸热反应 D.O2比O3稳定,由O2变为O3为放热反应 考点:化学反应与能量变化 答案:A 试题解析:从两个反应的热效应看,O2比O3稳定,等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为吸热反应;A选项正确。 7.下图装置中发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑。下列说法错误的是( ) A.a、b不可能是同种材料的电极 B.X为电流计,c为稀盐酸,该装置为原电池 C.X为直流电源,c为稀硫酸,该装置为电解池 D.X为电流计,c为稀硫酸,a可能为铜电极,b可能为锌电极 考点:原电池 答案:A 试题解析:若X为直流电源,该装置为电解池,c可以是稀硫酸,a、b可以都是锌电极,A错误、C正确;由原电池原理,BD也正确。 8.现有两份大理石样品,一份是块状,一份是粉末状,在相同温度下,分别与100 mL、1 mol·L-1的盐酸完全反应,实验测得生成CO2的体积与反应时间的关系如图所示。有关说法正确的是( ) A.两份大理石样品的质量一定相等 B.两份盐酸一定反应完全 C.曲线a表示的是块状大理石样品与盐酸反应 D.曲线b表示的是块状大理石样品与盐酸反应 考点:影响化学反应速率的因素 答案:D 试题解析:虽然生成的二氧化碳一样多,但题没有说明反应物量的关系,AB均错误;粉末状的碳酸钙反应速率快,应是a曲线,故正确选项D。 9.一定条件下,反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0在密闭容器中达到平衡。在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是( ) A.温度130℃、压强3.03×105Pa B.温度25℃、压强1.01×105Pa C.温度130℃、压强5.05×104Pa D.温度0℃、压强5.05×104Pa 考点:影响化学反应速率的因素 答案:C 试题解析:该题意说白了就是尽可能转化为NO2,即使平衡逆向移动,应高温、低压,选项为C。 10.已知H-H、Cl-Cl和H-Cl的键能分别为436 kJ·mol-1、243 kJ·mol-1和431 kJ·mol-1,则由Cl2、H2生成1 mol HCl时的ΔH是( ) A.-183 kJ·mol-1 B.-91.5 kJ·mol-1 C.+183 kJ·mol-1 D.+91.5 kJ·mol-1 考点:化学反应热的计算 答案:B 试题解析:由焓变的定义,该反应的ΔH=(436+243-2×431)/2=-91.5 kJ·mol-1,B 选项正确。 11.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。下列说法正确的是( ) A.银电极为负极 B.X电极是锌电极 C.去掉盐桥电流计指针仍偏转 D.Y溶液为AgNO3溶液 考点:原电池 答案:D 试题解析:由原电池原理,X电极是铜电极,做负极,Y溶液为AgNO3溶液;若去掉盐桥电流计,无内电路,不能构成原电池,正确说法为D。 12.已知蓄电池在充电时作电解池,放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱,一个接线柱旁标有“+”,另一个接线柱旁标有“-”。关于标有“+”的接线柱,下列说法中正确的是( ) A.充电时作阳极,放电时作正极 B.充电时作阳极,放电时作负极 C.充电时作阴极,放电时作负极 D.充电时作阴极,放电时作正极 考点:化学电源 答案:A 试题解析:由原电池及电解池原理看,蓄电池标有“+”的接线柱,放电时作正极,充电时作阳极。A说法正确。 13.某密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若要使平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等,且用SO2、O2作反应物,则SO2、O2的初始物质的量之比的范围应满足( ) A. B. C. D. 考点:化学平衡 答案:C 试题解析:设投料时SO2为xmol,O2为ymol,若转化的氧气1mol,二氧化硫2mol,生成的三氧化硫2mol,依题意x+y=5,因是可逆反应,x>1、y<4,y>2、x<3,即,C选项正确。 14.下图用来研究钢铁制品的腐蚀,装置的气密性良好,且开始时U形管两端的红墨水液面相平。一段时间后能观察到铁钉生锈。下列说法不正确的是( ) A.铁钉表面发生的反应为:Fe-3e-=Fe3+ B.若液体a为稀醋酸,则U形管液面右高左低 C.若液体a为食盐水,则U形管液面左高右低 D.若液体a为食用油,则铁钉生锈速率较慢 考点:金属的电化学腐蚀和防护 答案:A 试题解析:该过程中Fe失去电子生成Fe2+,A错误;B时生成氢气,试管内压强增大,U形管液面右高左低;C时发生吸氧腐蚀,试管内压强减小,U形管液面左高右低,D时与氧气隔绝,铁钉生锈速率较慢,三个说法均正确。 15.与下图有关的下列叙述正确的是( ) A.a为直流电源的负极 B.用该装置制白铁(镀锌铁),d为铁电极 C.用该装置精炼铜,d为粗铜电极 D.c、d均为石墨电极电解饱和食盐水时,c电极附近pH升高 考点:电解池 答案:B 试题解析:从图示看,该装置是电解池,a是正极,c是阳极,b是负极,d是阴极;若用于精炼铜,c为粗铜电极;d电极附近pH升高;做镀锌铁时,d为铁电极;正确的叙述只有B。 16.用惰性电极电解硫酸铜溶液,整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入( ) A.0.1 mol CuO B.0.05 mol Cu2(OH)2CO3 C.0.1 mol Cu(OH)2 D.0.1 mol CuCO3 考点:电解池 答案:B 试题解析:从电解的原理看,OP段放阳极氧气,电子守恒阴极析出铜0.1mol,PQ段阳极放氧气,阴极放氢气,转移0.1mol的电子,放出氢气0.05mol, 要使溶液恢复到起始状态,需要补入铜元素、氢元素0.1mol,氧元素0.15mol,符合要求的只有B选项(多余的O、C以CO2形式放出)。 17.某恒温密闭容器发生可逆反应Z(?)+W(?)X(g)+Y(?),t1时刻达到平衡,t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡后未再改变条件,如图所示。下列说法正确的是( ) A.Z和W在该条件下至少有一种为气态 B.t1~ t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等 C.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X),则t1~ t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等 D.若该反应只在某温度T以上自发进行,则该反应的平衡常数K随温度升高而增大 考点:化学平衡 答案:D 试题解析:t2时压强增大,正反应速率不变,Z和W在该条件下都不是气态,A错误;逆反应速率加快,Y状态不确定,无论Y是不是气体,反应体系中气体的平均摩尔质量都是定值,B错误;C时只有X是气体,体积缩小,平衡逆向移动,但X的浓度不改变,C错误;该反应是熵变增大的反应,若不能自发进行,正向一定是吸热反应,即平衡常数K随温度升高而增大,D说法是正确的。 18.在一定温度条件下,甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器中均发生如下反应:3A(g)+B(g)x C(g)+D(s)。向甲中通入6 mol A和2 mol B,向乙中通入1.5 mol A、0.5 mol B、3 mol C和2 mol D,反应一段时间后都达到平衡,此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都为20%。下列叙述中不正确的是( ) A.若平衡时,甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则x=4 B.平衡时,甲、乙两容器中A、B的物质的量之比相等 C.平衡时,甲中A的体积分数为40% D.若平衡时两容器中的压强不相等,则两容器中压强之比为8:5 考点:化学平衡 答案:C 试题解析:依题意,甲、乙是两个等效平衡,D是固体,不影响平衡,故A的物质的量不相等时x=4,A正确;因投料是按照系数比投入,平衡时,甲、乙两容器中A、B的物质的量之比相等,B正确;因反应前后气体体积不变,两容器中压强之比为8:5(),D正确;经“三段式”计算,平衡时,甲中A的体积分数为60%,C错误。 19.一定温度下有可逆反应:A(g)+2B(g)2C(g)+D(g)。现将4 mol A和8 mol B加入体积为2 L的某密闭容器中,反应至4 min时,改变某一条件,测得C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法中正确的是( ) A.0~2 min内,正反应速率逐渐增大 B.4 min时,A的转化率为50% C.6 min时,B的体积分数为25% D.4 min时,改变条件后,平衡向逆反应方向移动 考点:化学平衡 答案:C 试题解析:从图示看,该反应从正向进行,0~2 min内,正反应速率逐渐减小,A错误;4 min时,生成2.5×2mol的C,消耗2.5mol的A,A的转化率为2.5/4=62.5%,B 错误;6 min时,生成C仍然是5mol,(因平衡没有移动,浓度的增大一定是缩小体积引起,反应前后气体体积不变),B的体积分数为25%,C正确、的错误。正确选项C。 20.已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。在相同温度下,相同容积的恒容容器中,实验测得起始、平衡时的有关数据如下表: 则下列关系中正确的是( ) A. B. C. D. 考点:化学平衡 答案:D 试题解析:由两个反应的投料看(一边倒),二者是等效平衡,W1=W2,因相当于已经生成了0.2mol的氨气(原理约生成0.25mol的氨气),故Q<23.15,正确选项D。 21.下列有关溶液组成的描述合理的是( ) A.常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol/L,某无色溶液中不可能大量存在:Na+、NH4+、Cl-、S2- B.pH=2的溶液中,可能大量存在:Na+、Fe2+、ClO-、SO42- C.某溶液中加入少量Al 有H2生成,溶液中可能大量存在:NH4+、K+、Cl-、NO3- D.常温下某溶液中KW/c(H+)=1×10-12,溶液中可能大量存在:Na+、NH4+、Cl-、HCO3- 考点:离子共存 答案:A 试题解析:A的环境可能是强酸性,也可能是强碱性;若是强酸性,S2-不能大量存在,若是强碱性, NH4+不能大量存在。B是酸性环境,Fe2+、ClO-不可能大量存在;C中若是强酸性,NO3-不能大量存在(不会放出氢气),若是强碱性, NH4+不能大量存在。D是强酸性环境,HCO3-不可能大量存在。合理的描述是A选项。 22.在25℃时,用蒸馏水稀释1 mol/L的醋酸溶液至0.01 mol/L,随着溶液的稀释,下列各项中始终保持增大的是( ) A. B. C. D. 考点:弱电解质的电离 答案:A 试题解析:醋酸是弱电解质,加水稀释醋酸,促进醋酸电离,则n(CH3COO-)、n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,因稀溶液溶液体积增大的程度大,所以c(CH3COO-)、c(H+)、c(CH3COOH)都减小,水的离子积不变,c(OH-)增大,故A增大、BC减小、D不变,正确选项A。 23.常温时,以下4种溶液pH最小的是( ) A.0.01 mol·L-1醋酸溶液 B.0.02 mol·L-1醋酸与0.02 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合液 C.0.03 mol·L-1醋酸与0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合液 D.pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液 考点:弱电解质的电离 答案:A 试题解析:反应后D呈中性、B呈碱性,C相当于是0.01 mol·L-1醋酸和0.005 mol·L-1醋酸钠的混合液,pH最小的是0.01 mol·L-1醋酸溶液,即选项A。 24.已知一种c(H+)=10-3mol/L的酸和一种c(OH-)=10-3mol/L的碱等体积混合后,溶液呈酸性,其原因可能是( ) A.浓的强酸和稀的强碱反应 B.浓的弱酸和稀的强碱反应 C.等浓度的强酸和弱碱反应 D.二元强酸与一元强碱反应 考点:盐类的水解 答案:B 试题解析:二者反应后之所以称酸性,一定是有部分未电离的酸,即原来是由浓的弱酸和稀的强碱反应,B选项正确。 25.常温时,在甲烧杯中放入盐酸,在乙烧杯中放入醋酸,两种溶液的体积和pH都相等,向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的H2,下列说法不正确的是( ) A.甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大 B.甲烧杯中的酸过量 C.两烧杯中参加反应的锌等量 D.反应开始后乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)大 考点:弱电解质的电离 答案:B 试题解析:二者的c(H+)相等,反应开始后乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)大,但乙烧杯中的n(H+)大,若放出同样多的氢气,参加反应的锌等量,乙中锌不足、甲中酸不足,正确选项B。 26.25℃时若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va< Vb和a = 0.5 b,则下列符合a值的是( ) A.3 B.4 C.5 D.6 考点:盐类的水解 答案:B 试题解析:因b>7,故a>3.5;因为恰好中和,所以10-a mol·L-1Va=10b-14 mol·L-1Vb,解得,解得a<14/3。所以a的取值范围是3.5<a<14/3,符合要求的只有B。 二、填空题(共6小题) 27.为了证明可逆反应有一定的限度,进行了如下探究活动:①取5 mL、0.1 mol/L KI溶液,再滴加5~6滴0.1 mol/L FeCl3溶液。②充分反应后,将溶液分成三份。③其中一份,滴加CCl4,用力振荡一段时间,CCl4层出现紫色,说明反应生成碘,相应的离子方程式是_______________。④另取一份,滴加________溶液,现象____________,说明该反应存在一定的限度。取③静置后的上层清液少量,向其中滴加AgNO3溶液,出现少量黄色沉淀,此方法能否证明反应存在一定的限度_______?理由是__________________________。 考点:难溶电解质的溶解平衡 答案:2Fe3++2I-2Fe2++I2;KSCN;溶液呈血红色;不能;KI过量 试题解析:Fe3+将I-氧化为I2的离子方程式为Fe3++2I-2Fe2++I2;实验④实际是在检验Fe3+的存在,可滴加KSCN溶液,若溶液呈血红色即可;因实验①中的I-过量,并不能证明其与Fe3+的反应是可逆的。 28.不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。回答下列问题: (1)T℃_______25℃(填“>”、“<”或“=”)。 (2)向a点对应的醋酸溶液中滴加等物质的量浓度的NaOH溶液至b点,则两溶液的体积________(填“相等”或“不相等”)。 (3)d点对应的食盐水pH=________,呈_______性(填“酸”、“中”或“碱”)。 (4)T℃时pH=5的硫酸溶液100 mL中,由水电离的c(H+)=____。将此溶液稀释至原体积的1000倍,稀释后溶液中c(H+)/c(SO42-)=_________。向稀释后的溶液中加入_____mL T℃的pH=7的NaOH溶液恰好使溶液呈中性。 考点:弱电解质的电离 答案:(1)>(2)不相等(3)6;中(4)1.0×10-7 mol/L ;200∶1(或200);100 试题解析:(1)T℃时,水的离子积为10-12,即水的电离程度增大,肯定是温度升高的,即T℃>25℃ (2)醋酸是弱酸,和氢氧化钠中和至溶液中性时,二者的体积肯定不相等(相等时溶液呈碱性) (3)d点的食盐水仍然呈中性,但电离程度增大,pH=6 (4)T℃时水的离子积为10-12,此时,由水电离的c(H+)=10-12/10-5=1.0×10-7 mol/L ;将此溶液稀释至原体积的1000倍,稀释后溶液中c(H+)约是10-6,c(SO42-)=5×10-9二者之比为200∶1;此时酸碱中的c(H+)和c(OH-)浓度相等,若要中和到中性,体积也得是100mL。 29.已知:a.2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l) ΔH=-2741.8 kJ/molb.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol (1)C3H8的燃烧热为_____________。 (2)C3H8在不足量的O2里燃烧,生成CO和CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定容积的密闭容器中,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH>0。 ①下列事实能说明该反应达到平衡的是________。 a.体系的压强不发生变化 b.v正(H2)=v逆(CO) c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化 d.CO2的浓度不再发生变化 ②在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(CO)=1 mol/L,c(H2O)=2.4 mol/L,达到平衡后CO的转化率为40%,该反应在此温度下的平衡常数是_____________。 考点:化学平衡 答案:(1)2219.9 kJ/mol(2)bd;0.4 试题解析:(1)有盖斯定律,C3H8的燃烧热为(-2741.8-566×3)/2=2219.9kJ/mol (2)该反应前后气体体积不变,故bd是达到了平衡状态;该反应消耗CO0.4mol,生成CO2和H2都是0.4mol,剩余的CO0.6mol、水为2mol,由H守恒,设该容器为1L,原来的丙烷是2.4×2/8=0.6mo,由C守恒原来的l平衡常数CO2为(0.6×3-1)=0.8mol, 平衡时c(CO2)=0.8+0.4=1.4mol/L K==0.4 30.甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质,A为10电子化合物,B为18电子化合物,各物质之间存在如图所示的转化关系(部分反应条件及产物略去): 请回答下列问题: (1)甲的化学式为_________,B的电子式为_____________。 (2)写出反应⑤的离子方程式________________________________________。 (3)反应①中生成1 mol A的活化能为1127 kJ/mol,反应②中生成1 mol B的活化能为340 kJ/mol,则相同条件下,反应①的反应速率_________(填“大于”“小于”或“等于”)反应②的反应速率。 (4)一定条件下,向容积不变的某密闭容器中加入x mol甲和y mol乙及催化剂。 ①若x=8,y=2,反应达到平衡时转移2 mol电子,且反应放出30.8 kJ热量,则该反应的热化学方程式为_______________________________。气体乙的平衡转化率为_________。 ②若欲使平衡时气体乙的体积分数为恒定值,则x与y的关系是_____________。 考点:无机推断 答案:(1)H2;(2)OH-+NH4+NH3↑+H2O(3)小于(4)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol;16.7% ②x=y 试题解析:由相关物质的性质和转化关系可推出,甲是氢气,乙是氮气,丙是氯气,A是氨气,B是氯化氢; (1)氢气分子式是H2;氯化氢的电子式是 (2)氯化铵和热的氢氧化钠溶液反应的离子方程式为:OH-+NH4+NH3↑+H2O (3)辅导活化能高,说明活化分子少,反应速率慢。 (4)①转移2 mol电子,消耗氢气1mol,故反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的焓变ΔH=-30.8×3=-92.4 kJ/mol;此时反应的氮气是1/3mol,氮气的转化率为1/(2×3)×100%=16.7% .②要使平衡时相关物质的体积分数为恒定值,x与y的关系是x/y=3/1。 31.甲醇是一种重要的可再生能源。 (1)已知:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH=a kJ/mol CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=b kJ/mol 写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式______________________________。 (2)通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 甲图是反应时CO和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间(t)的变化情况。从反应开始至到达平衡,用H2表示的反应速率v(H2)=_____________。 (3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示。 ①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是_________(填字母序号)。 A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍 B.H2的体积分数不再改变 C.H2的转化率和CO的转化率相等 D.混合气体的平均摩尔质量不再改变 ②比较A、B两点压强大小:P(A)________P(B)(填“>”、“<”或“=”) ③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 mol CO和20 mol H2,则在平衡状态B时容器的体积为_________L。 (4)以甲醇为燃料,O2为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。若KOH溶液足量,写出电池总反应的离子方程式__________________________。 考点:燃烧热、能源化学平衡 答案:(1)2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g) ΔH=(a+2b) kJ/mol(2)0.15 mol/(L·min)(3)①BD ②< ③4(4)2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O 试题解析:(1)由盖斯定律,该反应的热化学方程式为:2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g) ΔH=(a+2b)kJ/mol (2)从图示看CO减少(0.9-0.15)=0.75mol/L, v(H2)==0.15 mol/(L·min) (3)①由题意,该反应是气体体积减小的定容下反应,从方程式系数比及投料关系看,AC是必然,不一定是平衡状态,BD一定是达到了平衡。②同温下CO的转化率大压强大,即P (A)<P(B); ③A 时转化率50%,经计算该温度下的平衡常数为4,设二次投料反应后体积为xL,此时的转化率为80%,即,x=4L。 (4)该燃料电池在碱性环境中总的离子方程式为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O 32.甲醇是一种优质燃料,在工业上常用CO和H2合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 已知:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ/mol ②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8 kJ/mol ③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-192.2 kJ/mol 回答下列问题: (1)计算CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应热ΔH4=_________________。 (2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列示意图正确且能说明在进行到t1时刻为平衡状态的是________(填选项字母)。 (3)T1℃时,在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.8,则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=________________。T1℃时,在另一体积不变的密闭容器中也充入1 mol CO、2 mol H2,达到平衡时CO的转化率为0.7,则该容器的体积________5 L(填“>”“<”或“=”);T1℃时,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=_________。 (4)在T1℃时,在体积为5 L的恒容容器中充入一定量的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n(H2)/n(CO)的关系如图所示。温度不变,当n(H2)/n(CO)=2.5时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图象中的______点。 (5)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池,写出KOH作电解质溶液时,甲醇燃料电池的负极反应式________________________。该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种电化学保护方法叫做__________________。 (6)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式______________。 考点:化学平衡原电池 答案:(1)-574.4 kJ/mol(2)d(3)0.064 mol·L-1·min-1;>;625(4)F(5)CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;外加电流的阴极保护法(6)6ClO2+5CH3OH=5CO2↑+6Cl-+6H++7H2O 试题解析:(1)由盖斯定律,题给反应为①+2②-③,即ΔH4=-283.0-241.8×2+192.2=-574.4 kJ/mol (2)平衡时,V(正)应不变,A错误;该反应是放热的,绝热情况下,平衡常数应减小,B错误;C时只是二者的物质的量相等,不表示平衡状态;当CO质量分数不变时,该反应一定达到平衡;只选d。 (3)此时,氢气的转化率也是0.8,转化的氢气1.6mol,浓度是0.32mol·L-1,v(H2)=0.064 mol·L-1·min-1;此时转化率减小,平衡逆向移动,相当于压强减小、体积增大,故此时该容器的体积>5L;平衡常数K==625 (4)由反应特征看,n(H2)/n(CO)=2时,CH3OH的体积分数最大,再增加时,开始减小,故此时的情况可能是图中的F点。 (5)甲醇的燃料电池在碱性环境中的负极反应为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;若连接电源,这种方法是外加电流的阴极保护法 (6)该反应是甲醇在酸性条件下被ClO2氧化为无毒的CO2,ClO2被还原为无毒、稳定的Cl-,离子方程式为:6ClO2+5CH3OH=5CO2↑+6Cl-+6H++7H2O查看更多