1、四川省成都龙泉中学2021届高三化学上学期第十九周周考试题（含解析）（时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。1化学与生活密切相关，下列有关说法错误的是()A用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维B食用油反复加热会产生稠环芳烃等有害物质C加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性D医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%2.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是()A0.1 mol Fe和0.1 mol Cu分别与0.1 mol Cl2完全反应，转移电子数均为0.2NABNa2O2和KMnO4分别制得1 mol O2转移的电子数分别为2NA和4NAC64
2、 g铜与一定浓度的硝酸完全反应时，转移的电子数为2NAD常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.0210233下列由实验得出的结论正确的是()实验结论A.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明生成的1，2二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳B.乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性C.用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除乙酸的酸性小于碳酸的酸性D.甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红生成的氯甲烷具有酸性4芳香类化合物C8H8O2，能与NaHCO3反应生成CO2，该芳香化合物连在碳原子上的氢原子
3、被氯原子取代后的一氯代物共有(不含立体异构)()A15种 B16种 C17种 D18种5.下列实验装置能达到实验目的的是()A用图甲所示装置制备Fe(OH)2B用图乙所示装置制取少量Cl2C用图丙所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体D用图丁所示装置分离乙醇和CH3COOC2H5的混合物6.A是中学化学中常见的单质，B、C为化合物。它们有如图所示的转化关系(部分产物及反应条件省略)。下列判断正确的是()AA可能是金属，也可能是非金属BA、B、C含有一种相同的元素CB、C的水溶液一定都呈碱性D反应不一定都是氧化还原反应7利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池
4、工作时，下列说法正确的是()Aa极为正极，发生氧化反应Bb极的电极反应式为：2NO12H10e=N26H2OC中间室的Cl向左室移动D左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时，用电器流过2.4 mol电子8.原子序数依次增大的短周期元素A、B、C、D分别位于不同的主族，m、p、n分别是元素A、B、C的单质，D的单质可与热水发生置换反应；x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物，其中y、z是气体，且z可用于配制碳酸饮料。它们之间有如下转化关系：下列说法正确的是()AD的单质起火燃烧时可用z作灭火剂B元素的非金属性：CABCB、C与A形成化合物的沸点：CBD原子半径：DBCA9N2O5是一种新型硝
5、化剂，一定温度下发生反应2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H0，T1温度下的部分实验数据为t/s05001 0001 500c(N2O5)/(molL1)5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A500 s内，N2O5的分解速率为2.96103molL1s1BT1温度下的平衡常数为K1125,1 000 s时N2O5的转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 molL1，则有T1T2DT1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1T2，则有K1K210.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所
6、示。已知：p(Ba2)lg c(Ba2)，p(SO)lg c(SO)。下列说法正确的是()A该温度下，Ksp(BaSO4)1.01024Ba点的Ksp(BaSO4)小于b点的Ksp(BaSO4)Cd点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液D加入BaCl2可以使溶液由 c点变到a点二、填空题：本题包括3小题，共50分。11(17分)利用氯碱工业中的固体废物盐泥主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，还含有少量NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，既处理了三废，又有经济效益。其工艺流程如图1所示：已知：i)部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀
7、时溶液的pH如表所示。沉淀物Mn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH(完全沉淀)10.028.963.204.7011.12ii)两种盐的溶解度随温度的变化(单位为g/100 g水)如图2所示。根据图1并参考表格pH数据和图2，请回答下列问题。(1)在酸解过程中，加入的酸为_，加快酸解速率可采取的措施有_。(2)加入的NaClO可与Mn2反应产生MnO2沉淀，该反应的离子方程式是_。(3)本工艺流程多次用到抽滤操作，优点是_。抽滤所得滤渣A的成分为_和CaSO4；抽滤所得滤渣B的成分为MnO2、_和_；抽滤所得滤液D中主要阳离子的检验方法是_。(4)依据图2，
8、操作M应采取的方法是适当浓缩，_。(5)每生产1吨MgSO47H2O，需要消耗盐泥2吨。若原料利用率为70%，则盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数约为_。12(16分)Cu2SO3CuSO32H2O是一种深红色固体(以下用M表示)。某学习小组拟测定胆矾样品的纯度，并以其为原料制备M。已知：M不溶于水和乙醇，100时发生分解反应；M可由胆矾和SO2为原料制备，反应原理为3Cu26H2O3SO2Cu2SO3CuSO32H2O8HSO。.测定胆矾样品的纯度。(1)取w g胆矾样品溶于蒸馏水配制成250 mL溶液，从中取25.00 mL于锥形瓶中，加入指示剂，用c molL1EDTA(简写成Na4Y)
9、标准溶液滴定至终点(滴定原理：Cu2Y4=CuY2)，测得消耗了V mL EDTA标准溶液。则该胆矾样品的纯度为_%(用含c、V、w的代数式表示)。如果滴定管装液前没有用EDTA标准溶液润洗，测得的结果会_ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。.制备M实验装置如下图所示：(2)实验室用70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下制备SO2。上图A处的气体发生装置可从下图装置中选择，最合适的是_(填字母)。(3)装置D中的试剂是_。装置B中水浴加热的优点是_。(4)实验完毕冷却至室温后，从锥形瓶中分离产品的操作包括：_、水洗、乙醇洗、常温干燥，得产品Cu2SO3CuSO32H2O。检验产品已水洗完全的操作是
10、_。13(17分)航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中O2的循环利用。Sabatier反应：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)电解水反应：2H2O(l)2H2(g)O2(g)(1)将原料气按n(CO2)n(H2)14置于5 L恒容密闭容器中发生Sabatier反应(整个过程不再充入任何物质)，其他条件相同时，测得(H2O)与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。400 以上，上述体系中反应的平衡常数K随(H2O)降低而_(填“增大”、“减小”或“不变”)。温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是_。Sabatier反应产生的CH4可用于消除空间站中NOx(N
11、O和NO2的混合气体)的污染，实验测得相同状况下25 mL CH4可反应掉80 mL NOx，则氮氧化物中NO和NO2的体积比为_。(2)Sabatier反应在空间站进行时，下列措施能提高CO2平衡转化率的是_(填标号)。a增大催化剂的比表面积b反应器前段加热，后段冷却c提高原料气中CO2所占比例(3)500 时，在恒压容器中充入1 mol CO2、4 mol H2，初始体积为5 L，经过5 min达到平衡，(CO2)75%，则该温度下，Sabatier反应的平衡常数K_。(保留三位有效数字)(4)一种新的循环利用方案是用Bosch反应代替Sabatier反应。经测定：Bosch反应平衡体系中
12、，除生成了碳单质且(CH4)0外，其他所含物质及其聚集状态与Sabatier反应体系中相同。已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为394 kJmol1、242 kJmol1(生成焓指一定条件下由对应单质生成1 mol化合物时的焓变)。写出Bosch反应的热化学方程式：_。一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是_；若使用催化剂，在较低温度下反应就能启动。成都龙泉中学2020-2021学年度2021届高三上学期第19周周考试题化 学（解析）（时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。1化学与生活密切相关，下列有关说法错误的是()A用
13、灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维B食用油反复加热会产生稠环芳烃等有害物质C加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性D医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%答案D解析A项，蚕丝属于蛋白质，灼烧时具有烧焦羽毛的气味，人造纤维是以天然纤维为原料经过溶解、纺丝加工制得的化学纤维，灼烧时没有烧焦羽毛的气味，正确；B项，食用油经过反复加热，可发生一系列复杂的化学变化，这些变化不仅使食用油的营养价值降低，还会产生对人们身体有毒害作用的不饱和脂肪酸聚合物、杂环胺和稠环芳烃等物质，正确；C项，病毒由遗传物质核酸和蛋白质外壳组成，加热可使蛋白质变性杀死病毒，正确；D项，医用消毒酒精中乙醇的体积分数为75%，错误。2.NA
14、表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是()A0.1 mol Fe和0.1 mol Cu分别与0.1 mol Cl2完全反应，转移电子数均为0.2NABNa2O2和KMnO4分别制得1 mol O2转移的电子数分别为2NA和4NAC64 g铜与一定浓度的硝酸完全反应时，转移的电子数为2NAD常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.021023答案D解析A项，0.1 mol Fe与0.1 mol Cl2反应，Cl2不足，0.1 mol Cu与0.1 mol Cl2恰好完全反应，转移的电子数均为0.2NA，正确；B项，Na2O2和KMnO4制得1 mol
15、O2转移的电子数分别是2NA和4NA，正确；C项，1 mol铜与硝酸反应时，不论生成NO还是NO2转移电子都是2NA，正确；D项，常温常压下，11.2 L的H2物质的量小于0.5 mol，错误。3下列由实验得出的结论正确的是()实验结论A.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明生成的1，2二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳B.乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性C.用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除乙酸的酸性小于碳酸的酸性D.甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红生成的氯甲烷具有酸性答案A解析B项，钠与水反应比钠与乙醇反应剧烈，
16、说明水中的氢比乙醇中的氢活泼，错误；C项，根据强酸制弱酸，可知乙酸酸性大于碳酸，错误；D项，甲烷与氯气光照下发生取代反应生成了HCl，HCl气体能使湿润的石蕊试纸变红，错误。4芳香类化合物C8H8O2，能与NaHCO3反应生成CO2，该芳香化合物连在碳原子上的氢原子被氯原子取代后的一氯代物共有(不含立体异构)()A15种 B16种 C17种 D18种答案C解析能与NaHCO3反应生成CO2，说明含有羧基，当苯环上有两个取代基时，分别为CH3、COOH，可取代的氢原子的位置有：、；当苯环上只有一个取代基时，可取代的氢原子的位置有，所以该芳香化合物连在碳原子上的氢原子被氯原子取代后的一氯代物共有(
17、不含立体异构)553417(种)，C项正确。5.下列实验装置能达到实验目的的是()A用图甲所示装置制备Fe(OH)2B用图乙所示装置制取少量Cl2C用图丙所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体D用图丁所示装置分离乙醇和CH3COOC2H5的混合物答案A解析A铁与硫酸反应生成氢气，将空气从试管中赶出，再加入NaOH溶液生成Fe(OH)2，故A正确；B.用MnO2与浓盐酸制Cl2，不是1 molL1的稀盐酸，故B错误；C.NH4Cl固体受热后会分解，故C错误；D.蒸馏时温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处，故D错误；故选A。6.A是中学化学中常见的单质，B、C为化合物。它们有如图所示的
18、转化关系(部分产物及反应条件省略)。下列判断正确的是()AA可能是金属，也可能是非金属BA、B、C含有一种相同的元素CB、C的水溶液一定都呈碱性D反应不一定都是氧化还原反应答案B解析A单质在碱性条件下发生反应生成B、C两种化合物，发生了氧化还原反应，元素A的化合价既升高又降低，存在负化合价，应为非金属元素，金属元素不存在负化合价，A项错误；A单质发生歧化反应生成B、C两种化合物，则A、B、C含有一种相同的元素，B项正确；若A单质为氯气，与氢氧化钠反应生成氯化钠，氯化钠的水溶液呈中性，C项错误；单质生成化合物，元素的化合价发生变化，化合物生成单质，元素的化合价也发生变化，所以反应和反应一定属于氧
19、化还原反应，D项错误。7利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法正确的是()Aa极为正极，发生氧化反应Bb极的电极反应式为：2NO12H10e=N26H2OC中间室的Cl向左室移动D左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时，用电器流过2.4 mol电子答案C解析由题图可知，在b极上NO转化为N2，发生得电子的还原反应，故b极为正极，a极为负极，A项错误；b极的电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，B项错误；原电池中阴离子向负极移动，故C项正确；左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH28e11H2O=6CO228H，9.4 g苯酚的物质的量为0.
20、1 mol，故用电器应流过2.8 mol电子，D项错误。8.原子序数依次增大的短周期元素A、B、C、D分别位于不同的主族，m、p、n分别是元素A、B、C的单质，D的单质可与热水发生置换反应；x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物，其中y、z是气体，且z可用于配制碳酸饮料。它们之间有如下转化关系：下列说法正确的是()AD的单质起火燃烧时可用z作灭火剂B元素的非金属性：CABCB、C与A形成化合物的沸点：CBD原子半径：DBCA答案D解析A、B、C、D是原子序数依次增大且分别位于短周期不同主族的元素，m、p、n分别是元素A、B、C的单质，x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物，其中y、z是气体
21、且z用于配制碳酸饮料，结合图中转化可知，m为H2，n为O2，p为C，x为H2O，y为CO，由COH2O(g)CO2H2，z为CO2，D的单质可与热水发生置换反应，且D的原子序数最大，D位于第三周期，D为Mg，则A为H，B为C，C为O，D为Mg，镁能在CO2中燃烧生成氧化镁和碳，则镁单质起火燃烧时不能用z作灭火剂，A错误；同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则元素的非金属性CBA，B错误；C与A形成水分子，水分子间含氢键，但氢原子与碳元素形成的化合物有很多，其沸点不一定低于水，C错误；电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径D
22、BCA，D正确。9N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H0，T1温度下的部分实验数据为t/s05001 0001 500c(N2O5)/(molL1)5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A500 s内，N2O5的分解速率为2.96103molL1s1BT1温度下的平衡常数为K1125,1 000 s时N2O5的转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 molL1，则有T1T2DT1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1T2，则有K1K2答案C解析500
23、s内c(N2O5)由5.00 molL1降低到3.52 molL1，则有v(N2O5)2.96103molL1s1，A正确。1 000 s时，c(N2O5)2.50 molL1，则c(NO2)5 molL1，c(O2)1.25 molL1，此时N2O5的转化率为50%；化学平衡常数K1125，B正确。T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 molL12.50 molL1，说明反应正向进行的程度减小，即反应速率小，故有T1T2，C错误。该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，由于T1T2，则有K1K2，D正确。10.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平
24、衡曲线如图所示。已知：p(Ba2)lg c(Ba2)，p(SO)lg c(SO)。下列说法正确的是()A该温度下，Ksp(BaSO4)1.01024Ba点的Ksp(BaSO4)小于b点的Ksp(BaSO4)Cd点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液D加入BaCl2可以使溶液由 c点变到a点答案D解析由图像可知，p(Ksp)pc(Ba2)c(SO)p(Ba2)p(SO)10，则Kspc(Ba2)c(SO)1010，A错误；处于同一温度下，Ksp相等，B错误；d点时p(Ba2)偏小，则c(Ba2)偏大，溶液过饱和，C错误；加入BaCl2，c(Ba2)增大，平衡正向移动，则可使溶液由c点变到a点，
25、D正确。二、填空题：本题包括3小题，共50分。11(17分)利用氯碱工业中的固体废物盐泥主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，还含有少量NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，既处理了三废，又有经济效益。其工艺流程如图1所示：已知：i)部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表所示。沉淀物Mn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH(完全沉淀)10.028.963.204.7011.12ii)两种盐的溶解度随温度的变化(单位为g/100 g水)如图2所示。根据图1并参考表格pH数据和图2，请回答下列
26、问题。(1)在酸解过程中，加入的酸为_，加快酸解速率可采取的措施有_。(2)加入的NaClO可与Mn2反应产生MnO2沉淀，该反应的离子方程式是_。(3)本工艺流程多次用到抽滤操作，优点是_。抽滤所得滤渣A的成分为_和CaSO4；抽滤所得滤渣B的成分为MnO2、_和_；抽滤所得滤液D中主要阳离子的检验方法是_。(4)依据图2，操作M应采取的方法是适当浓缩，_。(5)每生产1吨MgSO47H2O，需要消耗盐泥2吨。若原料利用率为70%，则盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数约为_。解析本题考查工艺流程的分析，涉及物质的分离提纯、离子的检验以及离子方程式的书写等。(1)因制备的物质为七水硫酸镁，为不
27、引入其他杂质，故应加入硫酸溶解盐泥，为加快酸解速率，可采取升温、搅拌、粉碎盐泥等措施。(2)根据得失电子守恒、元素守恒及电荷守恒，可配平离子方程式为：Mn2ClOH2O=MnO22HCl。(3)抽滤又称减压过滤，过滤时速度快，得到的固体较干燥；根据盐泥的成分可知，盐泥用硫酸溶解、抽滤后得到的滤渣A为BaSO4和CaSO4；根据表中数据可知，当调节滤液A的pH为56，时，Al3和Fe3可分别水解生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀；滤液D中的阳离子主要为Na，其灼烧时火焰颜色为黄色，可用焰色反应进行检验。(4)根据题图2可知，MgSO47H2O在温度高时溶解度较大，低温时易结晶析出，故操作M为
28、将滤液B适当浓缩，趁热过滤。(5)设2吨盐泥中含Mg(OH)2的质量为x g，MgSO47H2O的质量为1吨，即106 g，由MgSO47H2OMg(OH)2得x，该盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数为100%，代入x的数值可得其质量分数约为16.8%。答案(1)硫酸升温、把盐泥粉碎、搅拌等(2)Mn2ClOH2O=MnO22HCl(3)速度快BaSO4Fe(OH)3Al(OH)3焰色反应(4)趁热过滤 (5)16.8%12(16分)Cu2SO3CuSO32H2O是一种深红色固体(以下用M表示)。某学习小组拟测定胆矾样品的纯度，并以其为原料制备M。已知：M不溶于水和乙醇，100时发生分解反应；
29、M可由胆矾和SO2为原料制备，反应原理为3Cu26H2O3SO2Cu2SO3CuSO32H2O8HSO。.测定胆矾样品的纯度。(1)取w g胆矾样品溶于蒸馏水配制成250 mL溶液，从中取25.00 mL于锥形瓶中，加入指示剂，用c molL1EDTA(简写成Na4Y)标准溶液滴定至终点(滴定原理：Cu2Y4=CuY2)，测得消耗了V mL EDTA标准溶液。则该胆矾样品的纯度为_%(用含c、V、w的代数式表示)。如果滴定管装液前没有用EDTA标准溶液润洗，测得的结果会_ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。.制备M实验装置如下图所示：(2)实验室用70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下制备SO2。
30、上图A处的气体发生装置可从下图装置中选择，最合适的是_(填字母)。(3)装置D中的试剂是_。装置B中水浴加热的优点是_。(4)实验完毕冷却至室温后，从锥形瓶中分离产品的操作包括：_、水洗、乙醇洗、常温干燥，得产品Cu2SO3CuSO32H2O。检验产品已水洗完全的操作是_。解析(1)Cu2Y4，故胆矾样品的纯度100%。如果滴定管装液前没有用EDTA标准溶液润洗，EDTA标准溶液在滴定管中会被稀释，使滴定消耗的EDTA标准溶液体积偏大，结果偏高。(2)70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下反应生成SO2，应选择固液不加热制气装置，即装置a。(3)装置D用于吸收未反应的SO2，其中盛装的试剂可以是Na
31、OH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液或Na2SO3溶液等。装置B中水浴加热的优点是受热均匀，容易控制温度范围，可防止温度过高导致产品分解。(4)用过滤的方法分离固体和溶液。水洗的目的是除去产品表面的可溶性杂质，通过检验洗涤液中是否存在SO或H来判断水洗是否完全。答案(1)偏高(2)a(3)NaOH溶液(其他合理答案也可)受热均匀，容易控制温度范围，可防止温度过高导致产品分解(4)过滤取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀生成，则产品已水洗完全(也可检验最后一次洗涤液中的H)13(17分)航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中O2的循环利用。S
32、abatier反应：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)电解水反应：2H2O(l)2H2(g)O2(g)(1)将原料气按n(CO2)n(H2)14置于5 L恒容密闭容器中发生Sabatier反应(整个过程不再充入任何物质)，其他条件相同时，测得(H2O)与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。400 以上，上述体系中反应的平衡常数K随(H2O)降低而_(填“增大”、“减小”或“不变”)。温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是_。Sabatier反应产生的CH4可用于消除空间站中NOx(NO和NO2的混合气体)的污染，实验测得相同状况下25 mL CH4可反应掉80 mL N
33、Ox，则氮氧化物中NO和NO2的体积比为_。(2)Sabatier反应在空间站进行时，下列措施能提高CO2平衡转化率的是_(填标号)。a增大催化剂的比表面积b反应器前段加热，后段冷却c提高原料气中CO2所占比例(3)500 时，在恒压容器中充入1 mol CO2、4 mol H2，初始体积为5 L，经过5 min达到平衡，(CO2)75%，则该温度下，Sabatier反应的平衡常数K_。(保留三位有效数字)(4)一种新的循环利用方案是用Bosch反应代替Sabatier反应。经测定：Bosch反应平衡体系中，除生成了碳单质且(CH4)0外，其他所含物质及其聚集状态与Sabatier反应体系中相
34、同。已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为394 kJmol1、242 kJmol1(生成焓指一定条件下由对应单质生成1 mol化合物时的焓变)。写出Bosch反应的热化学方程式：_。一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是_；若使用催化剂，在较低温度下反应就能启动。解析(1)由400 以上，(H2O)的变化图像可知，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，(H2O)减小，K减小。温度过低，反应速率慢，单位时间内的产率低，温度过高，平衡逆向移动，反应物的转化率低。相同状况下气体的体积之比等于物质的量之比，则甲烷为25 mol时，反应掉的NO和NO2共80 mol，在反应中C
35、H4转化为CO2，NOx转化为N2，甲烷在反应中失去电子的物质的量为25 mol8200 mol，设NO为x mol，NO2为y mol，则有：xy80，2x4y200，解得x60，y20，故NO和NO2的体积比为31。(2)催化剂只能增大反应速率，不能提高CO2的平衡转化率，a项错误；反应器前段加热，后段冷却，降温平衡正向移动，有利于提高CO2的平衡转化率，b项正确；提高原料气中CO2所占比例，能提高氢气的平衡转化率，CO2的平衡转化率降低，c项错误。(3)根据三段式法，则有：设平衡时容器的体积为V L，由(14)/5(0.2510.751.5)/V，得V3.5。则平衡时c(CO2)0.5/7 molL1，c(H2)2/7 molL1，c(CH4)1.5/7 molL1，c(H2O)3/7 molL1，K82.7。(4)C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1(a)，H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1(b)，根据盖斯定律，由2ba得：CO2(g)2H2(g)C(s)2H2O(g)H90 kJmol1。Bosch反应的活化能较高，反应必须在高温下才能启动。答案(1)减小温度过低，反应速率慢，单位时间内产率低；温度过高反应物转化率低 31(2)b(3)82.7(4)CO2(g)2H2(g)C(s)2H2O(g)H90 kJmol1反应的活化能较高
