1、山东省淄博市2019-2020学年高二化学上学期期中试题(含解析)一、选择题:本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意。1.下列关于热化学反应的描述中正确的是A. HCl和NaOH反应的中和热H=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热 H = 2(-57.3) kJ/molB. CO(g)的燃烧热283.0 kJ/mol,则反应 2CO(g)+O2 (g)=2CO2(g)的H= -2283.0 kJ/molC. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热【答案】B【解析】【详解
2、】A. H2SO4和Ba(OH)2反应不仅仅生成水,还生成硫酸钡沉淀,放出更多的热量,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热 H Ksp(FeS),Qc(d)=110-9110-9=110-180,H30,H40C. H1=H2+H3D. H3=H4+H5【答案】C【解析】【详解】A.和分别为C(s)、CO(g)燃烧的热化学方程式,燃烧反应均为放热反应,因此H10,H30,A项错误;B.对应的热化学方程式为4Fe(s)氧化的热化学方程式,属于放热反应,则H4 Ksp(AgCl)C取5mL0.1mol/LKI溶液,加入1mL0.1mol/LFeCl3溶液,萃取分液后,向水层滴入KSCN溶液,溶
3、液变成血红色Fe3+与I-发生的反应为可逆反应D已知KAlO2溶液的pH7,将其蒸干并灼烧,得到固体残留物该固体为Al2O3A. AB. BC. CD. D【答案】C【解析】【详解】A.相同条件下,草酸溶液浓度越大,其电离出离子浓度越大,0.01mol/L草酸溶液中H+浓度大于0.001mol/L草酸溶液中H+浓度,但电离程度等于弱电解质已经电离的部分除以弱电解质的初始浓度,其与弱电解质已经电离的部分成正比,但与弱电解质的初始浓度成反比,因而草酸浓度越大,其电离程度越小,A项错误;B.已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17,显然Ksp(AgI)7,说明Al
4、O2发生水解,其方程式为KAlO2+2H2OAl(OH)3+KOH,由于KOH不易挥发,Al(OH)3+KOH又会发生反应生成KAlO2,故将其蒸干并灼烧,得到固体残留物为KAlO2,D项错误;故选C【点睛】D项是易错点,关于物质的蒸干灼烧规律可总结为:若能分解就分解,无需考虑它水解。若是强的走不掉,得到原盐最可靠。若是强的跑得快,弱的乖乖留下来。若能氧化就氧化,氧化还原分析它。10.室温下,分别取10 mL pH均为2的盐酸、醋酸溶液分别与10mL 0.01 mol L-1 NaHCO3溶液混合,实验测得产生CO2气体的体积(V)随时间(t)的变化如图所示。下列说法不正确的是A. 表示的是盐
5、酸的反应曲线B. 混合后的溶液中:c(CH3COO)c(C1)C. 上述混合前三种溶液中水的电离程度:NaHCO3溶液醋酸溶液=盐酸D. 醋酸和NaHCO3溶液混合后,所得的溶液中:c(CH3COO)+ c(CH3COOH) = 0.005 mol L-1【答案】D【解析】【详解】A. pH均为2的盐酸、醋酸溶液说明初始H+离子浓度相等,但醋酸溶液中存在电离平衡,当醋酸与NaHCO3反应时,H+离子浓度减小,平衡正向移动,不断补充H+,因而相对于完全电离的盐酸,醋酸与NaHCO3反应速率会更快,结合图象,因而斜率小的,即表示的是盐酸的反应曲线,A项正确;B.结合pH均为2的盐酸、醋酸溶液易知c
6、(HCl)=0.01mol/L,而c(CH3COOH)0.01mol/L,分别与0.01 mol L-1NaHCO3溶液等体积混合,盐酸与NaHCO3溶液恰好完全反应,得到的溶质为NaCl,易知c(Na+)= c(Cl);醋酸与NaHCO3溶液反应,得到与NaCl等量的CH3COONa和过量的CH3COOH,由于CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度,因而c(CH3COO) c(Na+)= c(Cl),B项正确;C.盐酸、醋酸溶液的pH均为2,说明两者对水电离的抑制程度一样,而NaHCO3溶液显碱性,HCO3的电离程度弱于其水解程度,因而HCO3促进水的电离,即上述混合前三种溶液中
7、水的电离程度:NaHCO3溶液醋酸溶液=盐酸,C项正确;D. c(CH3COOH)0.01mol/L,其与等体积的0.01 mol L-1 NaHCO3溶液混合,反应方程式为CH3COOH+NaHCO3=CH3COONa+CO2+H2O,根据化学计量数,c(CH3COONa)=mol/L=0.005mol/L,且醋酸过量,根据物料守恒知c(CH3COO)+ c(CH3COOH) 0.005 mol L-1,D项错误;故选D。【点睛】与水反应的物质对水电离平衡有何影响,还是应当搞清楚反应的机理再说,是与H2O分子反应还是与水电离出的H+ 或OH- 反应?若是与H2O分子反应,生成的酸或碱会抑制水
8、的电离;若是与H2O电离的H+ 或OH- 反应,则会促进水的电离。11.水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是A. 温度:abcB. 仅升高温度,可从a点变为c点C. 水的离子积常数Kw:bcdD. b点对应温度下,0.5 mol/L H2SO4溶液与1mol/L KOH溶液等体积混合,充分反应后,所得溶液中c(H+) = 1.010-7 mol L-1【答案】C【解析】【分析】结合图象,图中三条曲线代表不同温度下关于Kw=c(H+)c(OH)的解析曲线。【详解】A.水的电离是吸热过程,温度越高越利于正向移动,c(H+)和c(OH)都会变大,所以温度:bca,A项错误;B.仅升高温度时,c
9、(H+)和c(OH)都会变大,而a点变为c点,c(OH)不变,显然矛盾,B项错误;C.结合Kw=c(H+)c(OH),分别代入b点、c点、a点,则Kw(b)=10-610-6=10-12,Kw(c)=10-710-6=10-13,Kw(a)=10-710-7=10-14,又a点和d点在一条曲线上,Kw(d)= Kw(a)= 10-14,因而水的离子积常数Kw:bcd,C项正确;D. 0.5 mol/L H2SO4溶液与1mol/L KOH溶液等体积混合,易知H2SO4与KOH恰好完全反应生成K2SO4和水,又K2SO4为强碱强酸盐,故K2SO4溶液显中性,所以c(H+)=c(OH),又c(H+
10、)c(OH)= c2(H+)=Kw(b)= 10-12,解得c(H+)=1.010-6 mol L-1,D项错误;故选C。12.下列表述与示意图一致的是A. 图表示2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) H0,SO3的平衡转化率随温度、时间的变化B. 图中曲线表示反应H2(g)+I2(g)=2HI(g) HT1,结合2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) H0,当温度越高,越利于正向移动,因而SO3的平衡转化率会变大,即T2时SO3的平衡转化率大于T1时SO3的平衡转化率,A项错误;B.K正曲线与K逆曲线相交时,即K正=K逆,说明反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)达到平衡状态,根
11、据勒夏特列原理,结合H0,温度越高越利于逆向移动,此时K正K逆,B项正确;C.稀盐酸与过量锌粒反应为放热反应,一开始反应速率越来越快,但随着反应进行,盐酸浓度变小,反应速率越来越小,因而n(Zn2+)随时间的变化曲线斜率先越来越大,然后越来越小直至为0,C项错误;D.由图知5min反应达到平衡,又v(B)= ,反应容器的体积不知道,无法计算从开始到平衡时B的平均反应速率,D项错误;故选B。13.向温度为300的2 L密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,发生反应2SO2 (g)+ O2 (g) 2SO3(g)HT1,则正反应一定是放热反应B. T2和n (X2)不变,达到平衡时,
12、XY3的物质的量:cbaC. T2和n(X2)不变,达到平衡时,X2的转化率:bacD. 若T2T1,达到平衡时b、d点的正反应速率:v(d)v (b)【答案】B【解析】【分析】XY3(g)的平衡体积分数等于XY3(g)的物质的量除以X2 (g)、Y2 (g)、XY3(g)的物质的量之和,增加Y2 (g)会使得平衡正向移动,XY3(g)的物质的量变大,因而XY3(g)的平衡体积分数先增大,但随着Y2 (g)变得更多,X2 (g)、Y2 (g)、XY3(g)的物质的量之和也会变得更大,XY3(g)的平衡体积分数反倒减小。【详解】A. Y2 (g)起始投入量相等时,若T2T1,且T2时XY3(g)
13、的平衡体积分数大于T1时XY3(g)的平衡体积分数,说明温度越高,平衡正向移动,正反应一定是吸热反应,A项错误;B. T2和n (X2)不变,增加Y2 (g)会使得平衡正向移动,XY3(g)的物质的量变大,即达到平衡时,XY3的物质的量:cba,B项正确;C. T2和n(X2)不变,达到平衡时,增加Y2 (g)会使得平衡正向移动,X2 (g)物质的量一直减小,达到平衡时,X2的转化率逐渐增大,即cba,C项错误;D.温度越高,反应速率越大,若T2T1,达到平衡时b、d点的正反应速率:v(d)v (b),D项错误;故选B。15.25 时,浓度均为1 molL-1的四种正盐溶液AX、BX、AY、B
14、Y;AX溶液的pH = 7且溶液中c(X-) = 1 molL-1 ,BX溶液的pH =4,BY溶液的pH =6。下列说法正确的是A. 电离常数:K(BOH)K(HY)B. AY溶液的pH小于BY溶液的pHC. 稀释相同倍数,BX溶液的pH变化等于BY溶液的pH变化D. 将浓度均为1molL-1的HX和HY溶液分别稀释10倍后,HX溶液的pH大于HY 溶液的pH【答案】A【解析】【分析】c(X-) = 1 molL-1 ,则阴离子X不会发生水解,BX溶液的pH =4,则阳离子B+水解生成的H+有110-4mol/L,由于AX溶液的pH=7,则阳离子A+不会发生水解,由于BY溶液的pH =6,则
15、阴离子Y会水解产生OH,且水解能力弱于B+。【详解】A. BY溶液的pH =6,说明B+的水解程度大于Y的水解程度,根据越弱越水解的规律,BOH的电离程度小于HY的电离程度,即电离常数:K(BOH)2c3B. a+b=196.6C. p22p3D. 1+31【答案】C【解析】【详解】A.易知甲容器内的平衡与乙容器内平衡是等效平衡,所以平衡时SO3的浓度相等,即c1= c2,丙容器反应物投入量1mol SO3是乙的一半,若丙缩小一半的体积,此时SO3的浓度设为c4,且此时丙与乙的平衡是等效的,即c2= c4,若将丙恢复至原来状态,需增加一倍的体积,此时浓度为,同时这个过程相当于减小压强,根据2S
16、O2(g)+O2(g)=2SO3(g)中的化学计量数知,平衡逆向移动,因而c32c3,A项正确;B.易知甲容器内的平衡与乙容器内平衡是全等等效平衡,所以平衡时SO3的物质的量相等,即n1= n2=n,结合2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) H=-196.6kJ/mol,a=nkJ,b=(2-n) kJ,则易得a+b=196.6,B项正确;C.丙容器反应物投入量1mol SO3是乙的一半,若丙缩小一半的体积,此时体系压强设为,且此时丙与乙的平衡是等效的,且=,若将丙恢复至原来状态,需增加一倍的体积,此时压强为,同时这个过程相当于减小压强,根据2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)中的
17、化学计量数知,平衡逆向移动,分子数目变多,因而,即2c3知甲和丙容器内平衡时SO3的物质的量的关系是n12n3,结合2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),1=,3=,1+3= 1,D项正确;故选C。【点睛】(1)化学平衡状态与建立平衡的条件有关,与建立平衡的途径无关。(2)对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,无论是从正反应(反应物)、逆反应(生成物)或从中间状态(既有反应物、也有生成物)开始,只要建立平衡后,平衡混合物中各组分的比例相同,或各组分在混合物中的百分含量相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。(3)注意只是组分的百分含量相同,包括体积百分含量、物质的量百分含量或
18、质量百分含量,而各组分的浓度不一定相等。二、非选择题:本题包括4小题,共52分。17.(1)101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,氢气的燃烧热H =_;氢气燃烧的热化学方程式为_。(2)某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。 倒入NaOH溶液的正确操作是_(填选项字母,下同)。A.沿玻璃棒缓慢倒入B.一次性迅速倒入C.分三次少量倒入使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_。A.用温度计小心搅拌B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C.轻轻地振荡烧杯D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(3)工业合成氨反应为N2(g
19、)+3H2(g)2NH3(g),一定条件下,在2 L密闭容器中进行实验,测得有关数据如下表所示:物质N2(g)H2(g)NH3(g)起始(mol)27010 s(mol)1.6平衡时(mol)2则010 s内,用氢气浓度变化表示的平均反应速率是_,该反应的化学平衡常数是_。根据混合气体各成分的物质性质,你认为工业上将氨气从混合气体中分离出来的措施是_ ,从而达到反应气体循环利用的目的。【答案】 (1). 285.8kJ/mol (2). 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) H=571.6 kJ/mol (3). B (4). D (5). 0.12mol/(Ls) (6). 0.
20、25 (7). 降温使氨成为液体,与氨气和氢气分离开【解析】【详解】(1) 101kPa下,1g即0.5molH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,则1mol H2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ2=285.8 kJ热量,即氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) H=571.6 kJ/mol;(2)中和热的测定中,必须尽量减少热量散失,所以倒入氢氧化钠溶液时,必须一次并且迅速倒入烧杯中,所以B正确;A.温度计用于测定温度,不能使用温度计搅拌溶液,A错误;B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌,会导致热量散失,影响测定结
21、果,B错误;C.轻轻地振荡烧杯,会导致溶液溅出,甚至导致热量散失,影响测定结果,C错误;D.用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动,可以使硫酸和氢氧化钠溶液混合均匀,又可以减少热量散失,D正确;故选D。(3)10s内,生成NH3物质的量为1.6mol,此时消耗H2的物质的量为mol=2.4mol,根据化学反应速率表达式,v(H2)= 0.12mol/(Ls);达到平衡时,n(NH3)=2mol,n(H2)=4mol,n(N2)=1mol,根据平衡常数表达式K=0.25;NH3易液化,可以采用降温使NH3成为液体,与N2和H2分离开。【点睛】在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol 水时的反应
22、热叫做中和热。定义要点:1必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热。2强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H(aq)OH(aq)= H2O(l)中和热均为573 kJmol1,而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量,其中和热小于57.3 kJmol1;3以生成1 mol 水为基准。18.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是_(用必要的化学用语和相关文字说明)。(2)相同条件下,0.1 mol/L NH4Al(SO4)2中的c(
23、NH)_(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol/L NH4HSO4中的c(NH)。(3)如图是0.1 mol/L电解质溶液的pH随温度变化的图像。其中符合0.1 mol/L NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是_(填写字母),导致pH随温度变化的原因是_;20时,0.1 mol/L NH4Al(SO4)2中2c(SO)c(NH)3c(Al3)_。(4)室温时,向100 mL 0.1 mol/L NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是_;在b点,溶液中各离子
24、浓度由大到小的排列顺序是_。【答案】 (1). Al3水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H,Al(OH)3胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水 (2). 小于 (3). (4). NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度使其水解程度增大,pH减小 (5). 103mol/L (6). a点 (7). c(Na)c(SO42-)c(NH4+)c(OH)c(H)【解析】【分析】(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,具有吸附性;(2)NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,NH4HSO4中的铵根离子水解显示酸性,根据铵根离子的水解程度来回答;
25、(3)NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大;根据电荷守恒定律解题;a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完H+,溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;依据电荷守恒得出结论;(4)a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完H+,溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3H2O抑制水的电离b点溶液呈中性;b点溶液为中性,溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4、NH3H2O,V(NaOH)V(NH4HSO4)。【详解】(1)Al3水解生成的Al(OH)3胶体具
26、有吸附性,即Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H,Al(OH)3胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水,故答案为Al3水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H,Al(OH)3胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水;(2)NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NH4+均发生水解,但NH4Al(SO4)2中Al3水解呈酸性,会抑制NH4+的水解,HSO4-电离出的H同样抑制NH4+的水解,因为HSO4-电离生成的H浓度比Al3水解生成的H浓度大,所以NH4Al(SO4)2中NH4+水解程度比NH4HSO4中的大,故0.1 mol/L NH4Al(SO4)2
27、中的c(NH4+)小于0.1 mol/L NH4HSO4中的c(NH4+),故答案为小于;(3)NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小,符合的曲线为;20时,0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液的pH=3,即c(H)=10-3mol/L,c(OH)较小,根据电荷守恒,可以求出2c(SO42-)c(NH4+)3c(Al3)c(H)c(OH)103mol/L- c(OH)103mol/L,故答案为;NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小;103mol/L;(4)a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完H,溶
28、液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3H2O抑制水的电离,a点水的电离程度最大,b点溶液呈中性,即溶液中含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3H2O三种成分,a点时c(Na)c(SO42-),则b点时c(Na)c(SO42-),根据N原子与S原子数目相等以及N元素与S元素组成物质的关系,可以得出c(SO42-)c(NH4+),故b点溶液中各离子浓度大小关系为:c(Na)c(SO42-)c(NH4+)c(OH)c(H),故答案为a点;c(Na)c(SO42-)c(NH4+)c(OH)c(H)。19.磷的含
29、氧酸有磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)等多种,它们在工业上都是重要的化工原料。(1)亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,写出H3PO3与过量NaOH溶液反应的化学方程式:_。某温度下,0.01 mol L-1 H3PO3溶液的pH为2.7,该温度下,H3PO3 的一级电离常数 Kal=_。 (已知:lg2 = 0.3,lg3 = 0.5,lg5 = 0.7,H3PO3 的第二步电离忽略不计)(2)某实验小组用NaOH溶液处理含H3PO3废水,当溶液中c (Na+) =c(H2PO3) + 2c(HPO32-)时,溶液呈_性(填“酸”“碱”或“中”)。(3)已知:常
30、温下,磷酸(H3PO4)的 Kal=7.ll10-3、Ka2 = 6.2310-8、Ka3 = 4.5 10-13, 则常温下,Na2HPO4溶液中H2PO4、HPO42-和PO43-的浓度由大到小的顺序为_。(4)向某浓度的磷酸溶液中滴加NaOH溶液,其pH与溶液中H3PO4、H2PO4、HPO42-和PO43-的物质的量分数为 (平衡时某物种的浓度与整个物种浓度之和的比值)的关系如图所示。以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,发生主要反应的离子方程式是_。(5)已知:常温下,Ksp(FePO4) = l.310-22、Ksp(A1PO4) = 5.2 10-19。常温下,向含Fe3+、
31、A13+的混合溶液中滴加Na3PO4溶液,当FePO4、AlPO4同时生成时,溶液中c(Fe3+):c(Al3+ ) =_。【答案】 (1). H3PO3 + 2NaOH = Na2HPO3 + 2H2O (2). 4.010-4 (3). 中 (4). c(HPO42)c(H2PO4)c(PO43) (5). H2PO4 + OH = HPO42 + H2O (6). 2.510-4【解析】【详解】(1)亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,1mol H3PO3需要2molNaOH恰好完全反应,故H3PO3与过量NaOH溶液反应的化学方程式为H3PO3 + 2NaOH = Na2HPO3 +
32、2H2O;某温度下,0.01 mol L-1 H3PO3溶液的pH为2.7,则c(H+)=10-2.7mol/L,由于H3PO3 的第二步电离忽略不计,c(H2PO3)c(H+)=10-2.7mol/L,H3PO3的一级电离常数 Kal=4.010-4;(2)用NaOH溶液处理含H3PO3废水所的溶液中存在电荷守恒:c (Na+) + c (H+) = c (OH)+ c(H2PO3) + 2c(HPO32-),结合c (Na+) =c(H2PO3) + 2c(HPO32-),因而c (H+) = c (OH),溶液呈中性;(3) Na2HPO4溶液中,HPO42水解方程式:HPO42+ H2
33、O H2PO4+ OH,Kh(HPO42)=1.610-7,HPO42电离方程式:HPO42= PO43+ H+,Ka3 = 4.5 10-13c(PO43),又水解或电离是微弱的,HPO42-的浓度最大,所以c(HPO42)c(H2PO4)c(PO43);(4)酚酞的变色范围是 8.210.0,结合图象知此时H2PO4物质的量分数为减少,HPO42-的物质的量分数为增加,因而以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,发生主要反应的离子方程式是H2PO4 + OH = HPO42 + H2O;(5)= 2.510-4,故溶液中c(Fe3+):c(Al3+ ) =2.510-4。【点睛】电荷守恒
34、即溶液永远是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量阴离子带的负电荷总量。例:NH4Cl溶液c(NH4)c(H)=c(Cl)c(OH),写这个等式要注意2点:1、要判断准确溶液中存在的所有离子,不能漏掉。2、注意离子自身带的电荷数目。20.2018年,美国退出了巴黎协定实行再工业化战略,而中国却加大了环保力度,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。(1)已知:I.CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) H1=+41.1kJ/molII.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=90.0kJ/mol写出CO2
35、催化氢化合成甲醇的热化学方程式:_。(2)为提高CH3OH的产率,理论上应采用的条件是_(填选项字母)。a.高温高压 b.低温低压 c.高温低压 d.低温高压(3)250时,在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成 CH3OH(g),不同投料比n(H2)/n(CO2)时某反应物X的平衡转化率变化曲线如图所示。反应物X是_(填“CO2”或“H2”),判断依据是_。(4)250时,在体积为2.0 L的恒容密闭容器中加入6mol H2、2mol CO2和催化剂发生 CO2催化氢化合成甲醇的反应,10 min时反应达到平衡,测得c(CH3OH) = 0.75 mol L-1。前10 min内的平均反
36、应速率H2=_ mol L-1 min-1。该温度下,该反应的化学平衡常数K =_。催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下表所示:实验编号温度(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)A543Cu/ZnO纳米棒12.342.3B543Cu/ZnO纳米片11.972.7C553Cu/ZnO纳米棒15.339.1D553Cu/ZnO纳米片12.070.6根据上表所给数据,用CO2生产甲醇的最优选项为_(填字母)。【答案】 (1). 3H2(g) + CO2(g) CH3OH(g) + H2O(g) H=48.9kJ/mol (2).
37、 d (3). CO2 (4). 恒容密闭容器中,其他条件相同时,增大n(H2)/n(CO2),相当于c(CO2)不变时,增大c(H2),平衡正向移动,使CO2的转化率增大,而H2的转化率降低 (5). 0.225 (6). 5.33(或16/3) (7). B【解析】【详解】(1) 已知:I.CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) H1=+41.1kJ/molII.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=90.0kJ/mol根据盖斯定律,将两个热化学方程式相加可得:3H2(g) + CO2(g) CH3OH(g) + H2O(g) H=48.9kJ/mol;(2)根据热化学
38、方程式可知,生成CH3OH的方向是放热反应方向,也是气体体积减小的方向,故要想提高CH3OH的产率,需要降温高压,故选d;(3)观察图中的横坐标,其物理量为n(H2)/n(CO2),假设n(CO2)为定值,则X的转化率随n(H2)的增大而增大,则X为CO2;故判断依据是恒容密闭容器中,其他条件相同时,增大n(H2)/n(CO2),相当于c(CO2)不变时,增大c(H2),平衡正向移动,使CO2的转化率增大,而H2的转化率降低;(4)在同一容器中,CH3OH浓度变化量为0.75 mol L-1,则有(mol L-1)3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)起始3100转化2.250.
39、750.750.75平衡0.750.250.750.75H2的浓度变化量为2.25mol L-1,则前10min的平均反应速率v(H2)=0.225 mol L-1 min-1;K=选择性是指产物的专一性,在一个化学反应中若有多个产物,其中某一产物是目标产物,若这个物质的产率越高,说明反应的选择性越好。观察四组数据,相比之下,BD的选择性很高,且B的CO2转化率比D稍低些,但是B的CH3OH的选择性高出了不少,故选B。【点睛】现以mA(g)+nB(g)pC(g)(己知该反应的正反应为放热反应)为例,分析如下:1.在其它条件不变时,增大A的浓度,可使平衡向正反应方向移动,因此B的转化率增大,而A
40、的转化率却减小;同理,若增大B的浓度,平衡也向正反应方向移动,A的转化率会增大,而B的转化率则减小;2.在其它条件不变时,增大C的浓度,可使平衡向逆反应方向移动,因此A和B的转化率均减小;3.m+np时,在其它条件不变的情况下,增大压强可使平衡正向移动,因此A和B的转化率都增大;减小压强可使平衡逆向移动,因此A和B的转化率都减小;4.m+np时,在其它条件不变的情况下,增大压强可使平衡逆向移动,因此A和B的转化率都减小;减小压强可使平衡正向移动,因此A和B的转化率都增大;5.m+n=p时,在其它条件不变的情况下,增大压强或减小压强,平衡都不发生移动,因此,A和B的转化率都不发生变化(反应的正逆反应速增加的倍数相等);6.在其它条件不变时,升高温度,由于正反应为放热反应,可使平衡向逆反应方向移动,因此A、B的转化率均减小;同理,降低温度,平衡向正反应方向移动,A、B的转化率均增大;7.在其它条件不变的情况下,使用催化剂时,不能使平衡发生移动,因此A和B的转化率都不发生变化。