内容正文:
西交大苏州附中2024-2025学年度第一学期期中考试
高二化学
本试卷分I卷(选择题)和Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Ba-137
Ⅰ卷(选择题共39分)
一、单项选择题(本题包括13小题,每小题3分,共39分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业上生产硫酸时,充入过量的空气以提高SO2的转化率
B. 对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),达到平衡后,增大压强可使颜色变深
C. 实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入少量AgNO3溶液后,溶液的颜色变浅
2. 全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失,某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是
A. 钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B. 这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
C. 钢管上的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D. 也可用外接直流电源保护钢管,直流电源负极连接金属棒X
3. 利用甲烷可以除去SO3,反应为8SO3(g)+6CH4(g)S8(g)+6CO2(g)+12H2O(g)。下列说法正确的是
A. 上述反应的△S<0
B. 上述反应的化学平衡常数K=
C. 及时分离出H2O(g),正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D. 上述反应中生成lmolS8,转移电子的数目约为48×6.02×1023
4. 下列化学反应表示正确的是
A. 铅蓄电池放电时的负极反应式为;Pb-2e-=Pb2+
B. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
C. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4kJ/mol,则0.5L1mol/L的氨水与足量稀盐酸完全中和,放出的热量大于28.7 kJ
D. 以硫酸为电解质,通过催化电解可将N2转化为N2H4的阴极反应:N2+4H++4e-=N2H4
阅读下列材料,完成下面小题。
NH3是重要的化工原料。工业合成氨,关乎到世界化工发展与粮食的安全,对其研究意义重大。自由能△G(单位kJ·mol-1)可用于判断一定温度下反应的自发性,△G<0能自发,△G=△H-T△S。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在298K时以反应的△H=-92.3kJ/mol,△S=-200J/(K·mol)。实验研究表明,在用铁触媒作催化剂的条件下,合成氨反应速率与反应的物质的浓度关系为v=kcα(N2)dβ(H2)cγ(NH3),k是速率常数。
5. 工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法不正确的是
A. 在298K时,该反应能自发进行
B. 合成氨反应活化能较大,需要外界提供能量才能发生
C. 温度升高,使用铁触媒,反成物活化分子百分数增大,反应速率加快
D. 升高温度该反应v(正)增大,v(逆)减小,平衡向逆反应方向移动
6. 某合成氨速率方程为v=kcα(N2)cβ(H2)cγ(NH3),k是速率常数,根据表中数据分析,下列数值正确的是
实验
c(N2)/mol/L
c(H2)/mol/L
c(NH3)/mol/L
v/mol/(L·s)
1
m
n
p
q
2
2m
n
p
2q
3
m
n
0.1p
10q
4
m
2n
p
2.828q
A. α=1、β=1.5、γ=-l B. α=1、β=3、γ=2
C. α=2、β=1.5、γ=l D. α=2、β=3、γ=-l
7. 工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),中科院科研团队研制出“TM-LiH(TM表示过渡金属)”双活性中心催化剂体系,实现了传统金属催化剂在温和条件下的合成氨的性能,其原理如图(*表示催化剂的活性位点),下列分析不合理的是
A. 状态Ⅰ表示N2发生吸附并解离N原子占据TM的活性位点
B. 状态Ⅱ中反应为N*+LiH=LiNH+*,LiH是还原剂
C. 一定温度和压强条件下使用“TM—LiH”可以提高氨的平衡转化率
D. “TM-LiH”不能改变合成氨反应的焓变但可以加快反应的速率
8. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池,其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是
A. 放电时Li+从左边移向右边,从右边移向左边
B. 放电时,正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4
C. 充电时M极连接电源的负极,电极反应式为6C+xe-=
D. 充电时电路中通过2.0mol电子,产生28gLi
9. 下列实验操作合理或能达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.构成锌铜原电池
C.离子交换膜为阳离子交换膜
D.用于粗铜的电解精炼
A. A B. B C. C D. D
10. 一定温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入1.6molCO、1.6molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g),经过一段时间后达平衡。反应进行到不同时间测得n(CO)如表所示:
t/s
0
5
10
15
20
n(CO)/mol
1.6
1.4
0.6
0.4
0.4
下列说法正确的是
A. 反应在前5s的平均速率为v(N2)=0.02mol•L-1
B. 保持其他条件不变,降低温度,平衡时c(CO)=0.15mol•L⁻1,则反应的△H>0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入1.6molN2和3.2molCO2,达到平衡时,则此反应的化学平衡常数为67.5
D. 相同温度下,起始时向容器中充入1.6molCO、1.6molNO、1.2molN2、2.4molCO2,达到平衡前v正<v逆
11. 与下列图示相关的说法正确的是
A. 图甲表示某温度下,在2L密闭容器内发生反应Y(g)2Z(g)时,n(Y)和n(Z)随时间变化的情况,该图说明前10s内,反应速率v(Y)=0.079mol/(L·s)
B. 图乙表示2mL2mol/LKMnO4酸性溶液与5mL2mol/LH2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间变化的情况。该图说明生成的Mn2+一定对该反应有催化作用
C. 图丙表示反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0在恒容密闭容器中,其他条件相同时,仅改变反应温度,n(CH3OH)随时间的变化,说明K1>K2
D. 图丁是某恒愠密闭容器中反应BaCO3(s)BaO(s)+CO2(g)达到平衡后,tl时刻压缩容器体积,CO2的物质的量浓度随时间的变化
12. 乙醛酸是一种重要的化工中间体,可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A. 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B. 阳极上的反应式为:+2H++2e-=+H2O
C. 制得乙醛酸,理论上外电路中迁移了电子
D. 双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移
13. 草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氢制乙二醇的反应体系中,发生的主要反应为
反应I:(COOCH3)2(g)+2H2(g)CH3OOCCH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH1<0
反应Ⅱ:(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g) ΔH2<0
压强一定的条件下,将(COOCH3)2、H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管,测得(COOCH3)2的转化率及CH3OOCCH2OH、HOCH2CH2OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线B表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化
B. 190~198°C范围内,温度升高,(COOCH3)2的平衡转化率增大
C. 190~198°C范围内,温度升高,逐渐减小
D. 192°C时,其他条件一定,加快气体的流速可以提高(COOCH3)2转化率
第Ⅱ卷(非选择题共61分)
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 电化学原理在探究物质性质和实际生产中应用广泛,据此回答下列问题。
(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图所示。
①固体电解质中O2-向_____极移动(填“正”或“负”)。
②发生在V2O5电极的电极反应式:________。
(2)人工光合系统装置,如图所示,可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是_____。
A. 该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B. 电池工作时,H+向Cu电极科动
C. GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
D. 反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-
(3)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用下列_____(填装置序号)装置进行防护;装置③中总反应的离子方程式为________。
(4)电镀在工业上有广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银,该电解池的阳极反应可表示为________。
(5)已知存在反应:2+2H+=+H2O。用如图装置,以石墨作电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7溶液其转化原理可描述为_______。
15. 金属单质及其化合物与工农业生产、日常生活有密切的联系。请回答下列问题:
在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生如下反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=_______,△H_____0(填“>”,“<”或“=”)。
(2)欲提高及应中CO的平衡转化率,可采取的措施是_______。
A. 减少Fe的量 B. 加入合适的催化剂
C. 增大容器的体积 D. 降低反应的温度
(3)在一个容积为1L的密闭容器中,1000℃时加入Fe2O3、CO各2mol,反应经过10min后达到平衡。则10min内平均反应速率v(CO)=_______mol/(L·min)。
金属可用于还原废水中的Cr(Ⅵ),其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、Zn-Cu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图所示。
(4)图中加Zn-Cu粉,其对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果比图中a更好,其原因是________。
Fe-Ag金属复合材料可将酸性水体中的转化为和N2,其反应历程如题图15图2所示(吸附在金属复合材料表面的物种用*标注)。
(5)图中的去除机理可描述为___________。
16. 工业合成氨和氨催化氧化制取硝酸是人类科技的一项重大突破。
(1)请写出如图所示的的N2和H2反应生成液态NH3的热化学方程式:_______。
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。
①在恒温恒容密闭容器中充入2molN2和6molH2进行合成氨反应,下列能说明该反应已达平衡状态的是_______。
a.断裂6molH—H同时生成6molN—H
b.容器内压强保持不变
c.混合气体密度保持不变
d.容器内N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2
e.NH3的百分含量保持不变
②已知传统合成氨反应的速率方程为,v=kcα(N2)cΒ(H2)c-1(NH3),在合成氨过程中,需要不断分离出氨,可能的原因为_________。
工业用氨催化氧化制取硝酸尾气中,氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。常用的处理方法有选择性催化还原法。NH3在固态FeTiOx表面还原NO的机理如图所示。
(3)理论上处理lmolNO同时消耗O2的物质的量为__________。
(4)若工业尾气中同时含SO2,将会使NO的去除率下降,可能的原因是______。
ClO2氧化吸收NO法。将含NO尾气通入ClO2溶液中,ClO2能将NO氧化为NO2,NO2溶于水反应生成HNO2和HNO3.研究发现,吸收后尾气无NO,但随着ClO2浓度增大吸收后尾气中NO2增多。
(5)可能原因是ClO2降低了NO2在水中的溶解度,请设计实验进行验证_________。
17. CO2的资源化利用具有重要的意义。
合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H1=-272kJ/mol
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(1)+H2O(g)△H2=+138kJ/mol
(1)二氧化碳和氨气合成尿素固体和水蒸气的反应自发进行的条件是______(填“低温”、“高温”或“任意条件”)。
(2)MgO是CO2和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的催化剂)可由MgCl2与沉淀剂(尿素或氢氧化钠)反应,先生成沉淀,过滤后将沉淀焙烧得到。已知向MgCl2溶液中加入尿素生成Mg5(CO3)4(OH)沉淀,与氢氧化钠作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂焙烧生成的MgO其催化剂效果更好,其原因是__________。
二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点。合成甲醇主要发生的反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ/mol
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:3,其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率和n(CH3OH)的选择性的影响分别如图1和图2所示。其中,CH3OH的选择性可表示为×100%
(3)图1,温度高于260℃时,CO2的平衡转化率呈上升变化的原因是______。
(4)图2,温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释其原因是_________。
K2FeO4氧化法脱除H2S的装置如图3所示。其他条件一定,溶液中c()与电流密度(电流密度与电压成正比)的关系如图4所示。(已知:K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中不稳定、强碱性溶液中较稳定。)
(5)写出电解时阳极的电极反应式:__________。
(6)电流密度大于4mA·cm-2时,溶液中c()上升幅度变小的原因是_______。
(7)控制电流密度为4mA·cm-2,分别以不同浓度的KOH溶液为电解质,电解相同时间后通入H2S充分反应,测得H2S的氧化率与KOH溶液浓度的关系下图所示。c(KOH)=8mol·L-1时H2S的氧化率达到最大的原因是__________。
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西交大苏州附中2024-2025学年度第一学期期中考试
高二化学
本试卷分I卷(选择题)和Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Ba-137
Ⅰ卷(选择题共39分)
一、单项选择题(本题包括13小题,每小题3分,共39分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业上生产硫酸时,充入过量的空气以提高SO2的转化率
B. 对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),达到平衡后,增大压强可使颜色变深
C. 实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入少量AgNO3溶液后,溶液的颜色变浅
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业上生产H2SO4时发生反应2SO2+O22SO3,充入过量的空气平衡正向移动,可以提高二氧化硫的转化率,能用勒夏特列原理解释,A不合题意;
B.对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),平衡体系增大压强平衡不移动,但体积减小,c(NO2)增大,气体颜色变深,不可用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集Cl2,相当于对H2O+Cl2H++Cl-+HClO,加入氯化钠,增大Cl-的浓度,使平衡逆向移动,降低了氯气的溶解度,能用平衡移动原理解释,C不合题意;
D.溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入少量AgNO3溶液后,由于生成AgBr沉淀,导致溶液中Br-浓度减小,上述平衡正向移动,则溶液的颜色变浅能够用勒夏特列原理解释,D不合题意;
故答案为:B。
2. 全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失,某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是
A. 钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B. 这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
C. 钢管上的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D. 也可用外接直流电源保护钢管,直流电源负极连接金属棒X
【答案】D
【解析】
【详解】A.钢质管道在潮湿的土壤中形成原电池,铁作负极,易被腐蚀,故A说法正确;
B.根据原电池工作原理,金属棒应作负极,钢管作正极,钢管被保护,这种方法称为牺牲阳极法,故B说法正确;
C.发生吸氧腐蚀,钢管作正极,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故C说法正确;
D.用外接直流电源保护钢管,该装置为电解池,根据电解原理,钢管应作阴极,即钢管连接直流电源负极,故D说法错误;
故答案为D。
3. 利用甲烷可以除去SO3,反应为8SO3(g)+6CH4(g)S8(g)+6CO2(g)+12H2O(g)。下列说法正确的是
A. 上述反应的△S<0
B. 上述反应的化学平衡常数K=
C. 及时分离出H2O(g),正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D. 上述反应中生成lmolS8,转移电子的数目约为48×6.02×1023
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为气体分子数增大的反应,,A错误;
B.由方程式可知,上述反应的化学平衡常数:,B错误;
C.由及时分离出H2O(g),平衡向正反应方向移动,但是生成物浓度减小,正反应速率减小,C错误;
D.反应中硫元素化合价由+6变为0,,则上述反应中生成1mol S8,转移电子的数目约为,D正确;
故选D。
4. 下列化学反应表示正确的是
A. 铅蓄电池放电时的负极反应式为;Pb-2e-=Pb2+
B. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
C. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4kJ/mol,则0.5L1mol/L的氨水与足量稀盐酸完全中和,放出的热量大于28.7 kJ
D. 以硫酸为电解质,通过催化电解可将N2转化为N2H4的阴极反应:N2+4H++4e-=N2H4
【答案】D
【解析】
【详解】A.铅蓄电池放电时负极生成PbSO4固体,则负极反应式为:Pb-2e-+=PbSO4(s),A错误;
B.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质(H2O为液体水)时放出的热量,故已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol,B错误;
C.由于氨水是弱电解质,弱电解质电离是一个吸热过程,故已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4kJ/mol,则0.5L1mol/L的氨水与足量稀盐酸完全中和,放出的热量小于28.7 kJ,C错误;
D.电解池中阴极发生还原反应,故以硫酸为电解质,通过催化电解可将N2转化为N2H4的阴极反应:N2+4H++4e-=N2H4,D正确;
故答案为:D。
阅读下列材料,完成下面小题。
NH3是重要的化工原料。工业合成氨,关乎到世界化工发展与粮食的安全,对其研究意义重大。自由能△G(单位kJ·mol-1)可用于判断一定温度下反应的自发性,△G<0能自发,△G=△H-T△S。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在298K时以反应的△H=-92.3kJ/mol,△S=-200J/(K·mol)。实验研究表明,在用铁触媒作催化剂的条件下,合成氨反应速率与反应的物质的浓度关系为v=kcα(N2)dβ(H2)cγ(NH3),k是速率常数。
5. 工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法不正确的是
A. 在298K时,该反应能自发进行
B. 合成氨反应活化能较大,需要外界提供能量才能发生
C. 温度升高,使用铁触媒,反成物活化分子百分数增大,反应速率加快
D. 升高温度该反应v(正)增大,v(逆)减小,平衡向逆反应方向移动
6. 某合成氨速率方程为v=kcα(N2)cβ(H2)cγ(NH3),k是速率常数,根据表中数据分析,下列数值正确的是
实验
c(N2)/mol/L
c(H2)/mol/L
c(NH3)/mol/L
v/mol/(L·s)
1
m
n
p
q
2
2m
n
p
2q
3
m
n
0.1p
10q
4
m
2n
p
2.828q
A. α=1、β=1.5、γ=-l B. α=1、β=3、γ=2
C. α=2、β=1.5、γ=l D. α=2、β=3、γ=-l
7. 工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),中科院科研团队研制出“TM-LiH(TM表示过渡金属)”双活性中心催化剂体系,实现了传统金属催化剂在温和条件下的合成氨的性能,其原理如图(*表示催化剂的活性位点),下列分析不合理的是
A. 状态Ⅰ表示N2发生吸附并解离N原子占据TM的活性位点
B. 状态Ⅱ中反应为N*+LiH=LiNH+*,LiH是还原剂
C. 一定温度和压强条件下使用“TM—LiH”可以提高氨的平衡转化率
D. “TM-LiH”不能改变合成氨反应的焓变但可以加快反应的速率
【答案】5. D 6. A 7. C
【解析】
【5题详解】
A.时,反应能够自发进行,在时,,故在时,该反应能自发进行,故A正确;
B.合成氨为放热反应,但是氮气和氢气的反应活化能很大,需要提供能量来启动反应,故B正确;
C.升高温度,反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,使用铁触媒,降低反应的活化能,活化分子百分数增大,都使得有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,故C正确;
D.升高温度,反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,该反应v(正)增大,v(逆)也增大,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,故D错误;
故选D;
【6题详解】
将各组数据代入方程中①;
②;
③;
④;
②÷①得到,说明;③÷①得到,说明;④÷①得到,说明,故选A;
【7题详解】
A.由图示可知,状态表示发生吸附并解离原子占据的活性位点,故A正确;
B.状态Ⅱ的反应为与LiH生成,发生的反应为,转化为LiNH,LiH是还原剂,故B正确;
C.“TM—LiH”是催化剂,催化剂不能提高氨的平衡转化率,故C错误;
D.“TM—LiH”是催化剂,催化剂不能改变合成氨反应的焓变但可以加快反应的速率,故D正确。
答案选C。
8. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池,其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是
A. 放电时Li+从左边移向右边,从右边移向左边
B. 放电时,正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4
C. 充电时M极连接电源的负极,电极反应式为6C+xe-=
D. 充电时电路中通过2.0mol电子,产生28gLi
【答案】B
【解析】
【分析】电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C,由图可知,M极为负极,电极反应式为LixC6-xe-═xLi++6C,N极为正极,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4,充电时,M极为阴极,电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6,N极为阳极,电极反应式为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+,据此作答。
【详解】A.放电时,负极生成锂离子,正极消耗锂离子,故Li+从左边移向右边,隔膜为阳离子交换膜,磷酸根离子不能透过,故A错误;
B.放电时,N极为正极,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4,故B正确;
C.充电时,M极为阴极,连接电源的负极,电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6,故C错误;
D.充电时电路中通过2.0mol电子,阴极生成Li的质量为2mol×7g/mol=14g,故D错误;
答案选B。
9. 下列实验操作合理或能达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.构成锌铜原电池
C.离子交换膜为阳离子交换膜
D.用于粗铜的电解精炼
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属的导热性良好,图示仪器中不能用环形铜丝,应该用环形玻璃搅拌器,A不合题意;
B.图示装置将Zn与CuSO4放在同一侧仪器,将导致Zn与CuSO4直接发生化学反应,而不能形成原电池,B不合题意;
C.用惰性电解电解饱和食盐水时阳极反应为:2Cl- -2e-=Cl2↑,阴极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,离子交换膜为阳离子交换膜,C符合题意;
D.铜的精炼时粗铜应该与电源正极相连作阳极,纯铜与电源负极相连作阴极,D不合题意;
故答案为:C。
10. 一定温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入1.6molCO、1.6molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g),经过一段时间后达平衡。反应进行到不同时间测得n(CO)如表所示:
t/s
0
5
10
15
20
n(CO)/mol
1.6
1.4
0.6
0.4
0.4
下列说法正确的是
A. 反应在前5s的平均速率为v(N2)=0.02mol•L-1
B. 保持其他条件不变,降低温度,平衡时c(CO)=0.15mol•L⁻1,则反应的△H>0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入1.6molN2和3.2molCO2,达到平衡时,则此反应的化学平衡常数为67.5
D. 相同温度下,起始时向容器中充入1.6molCO、1.6molNO、1.2molN2、2.4molCO2,达到平衡前v正<v逆
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应在前5s的平均速率v(N2)=v(CO)= ×=0.01mol•(L•s),A错误;
B.根据表格数据,该温度平衡时c(CO)==0.2mol•L⁻1,保持其他条件不变,降低温度,平衡时c(CO)=0.15mol•L⁻1,说明CO浓度减小,平衡正向移动,反应放热,则反应的△H<0,B错误;
C.该温度下,列出三段式:
,反应的平衡常数K==67.5,温度不变,平衡常数不变,C正确;
D.起始时向容器中充入1.6molCO、1.6molNO、1.2molN2、2.4molCO2,Q=<67.5,平衡正向移动,达到平衡前v正>v逆,D错误;
故选C。
11. 与下列图示相关的说法正确的是
A. 图甲表示某温度下,在2L密闭容器内发生反应Y(g)2Z(g)时,n(Y)和n(Z)随时间变化的情况,该图说明前10s内,反应速率v(Y)=0.079mol/(L·s)
B. 图乙表示2mL2mol/LKMnO4酸性溶液与5mL2mol/LH2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间变化的情况。该图说明生成的Mn2+一定对该反应有催化作用
C. 图丙表示反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0在恒容密闭容器中,其他条件相同时,仅改变反应温度,n(CH3OH)随时间的变化,说明K1>K2
D. 图丁是某恒愠密闭容器中反应BaCO3(s)BaO(s)+CO2(g)达到平衡后,tl时刻压缩容器体积,CO2的物质的量浓度随时间的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.该图说明前10s内,反应速率v(Y)=0.0395mol/(L·s),A错误;
B.KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液混合时发生反应:,由图可知,初始反应速率较慢,后来迅速增加,也可能是反应放热使温度升高所致,则不能说明生成的Mn2+一定对该反应有催化作用,B错误;
C.据图可知I条件下反应达到平衡时间较长,反应速率较慢,平衡时n(CH3OH)较大,Ⅱ条件下反应达到平衡时间较短,反应速率较快,平衡时n(CH3OH)较小,则TI<TⅡ,升温时平衡左移,说明该反应为放热反应,放热反应温度越高,平衡常数越小,所以K1>K2,C正确;
D.该反应为气体体积增大的反应,t1时压缩体积,二氧化碳的浓度瞬间增大,反应逆向进行,二氧化碳浓度减小直到平衡,但由于温度恒定,平衡常数不变,即K=c(CO2)不变,所以新平衡时c(CO2)和原平衡一样大,D错误;
故选C。
12. 乙醛酸是一种重要的化工中间体,可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A. 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B. 阳极上的反应式为:+2H++2e-=+H2O
C. 制得乙醛酸,理论上外电路中迁移了电子
D. 双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移
【答案】D
【解析】
【分析】该装置通电时,乙二酸被还原为乙醛酸,因此铅电极为电解池阴极,石墨电极为电解池阳极,阳极上Br-被氧化为Br2,Br2将乙二醛氧化为乙醛酸,双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极,OH-移向阳极。
【详解】A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外,同时还是电解过程中阳极的反应物,生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物,故A错误;
B.阳极上为Br-失去电子生成Br2,Br2将乙二醛氧化为乙醛酸,故B错误;
C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸,1mol乙二酸生成1mol乙醛酸转移电子为2mol,1mol乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol,根据转移电子守恒可知每生成1mol乙醛酸转移电子为1mol,因此制得2mol乙醛酸时,理论上外电路中迁移了2mol电子,故C错误;
D.由上述分析可知,双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极,即H+移向铅电极,故D正确;
综上所述,说法正确的是D项,故答案为D。
13. 草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氢制乙二醇的反应体系中,发生的主要反应为
反应I:(COOCH3)2(g)+2H2(g)CH3OOCCH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH1<0
反应Ⅱ:(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g) ΔH2<0
压强一定的条件下,将(COOCH3)2、H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管,测得(COOCH3)2的转化率及CH3OOCCH2OH、HOCH2CH2OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线B表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化
B. 190~198°C范围内,温度升高,(COOCH3)2的平衡转化率增大
C. 190~198°C范围内,温度升高,逐渐减小
D. 192°C时,其他条件一定,加快气体的流速可以提高(COOCH3)2转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A. 由曲线A上CH3OOCCH2OH选择性为50%时,曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性恰好为50%,曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化,故A错误;
B. 两反应均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,190~198°C范围内,温度升高,(COOCH3)2的平衡转化率减小,故B错误;
C. 190~198°C范围内,温度升高,反应Ⅱ:(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g) ΔH2<0的选择性增大,升高温度,对于放热反应,平衡逆向移动 ,每减少2molCH3OH,只减少1molHOCH2CH2OH,HOCH2CH2OH减小的幅度小于CH3OH,逐渐减小,故C正确;
D. 192°C时,其他条件一定,加快气体的流速,反应物(COOCH3)2转化率降低,故D错误;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题共61分)
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 电化学原理在探究物质性质和实际生产中应用广泛,据此回答下列问题。
(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图所示。
①固体电解质中O2-向_____极移动(填“正”或“负”)。
②发生在V2O5电极的电极反应式:________。
(2)人工光合系统装置,如图所示,可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是_____。
A. 该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B. 电池工作时,H+向Cu电极科动
C. GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
D. 反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-
(3)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用下列_____(填装置序号)装置进行防护;装置③中总反应的离子方程式为________。
(4)电镀在工业上有广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银,该电解池的阳极反应可表示为________。
(5)已知存在反应:2+2H+=+H2O。用如图装置,以石墨作电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7溶液其转化原理可描述为_______。
【答案】(1) ①. 负极 ②. SO2-2e-+2O2-=SO (2)AD
(3) ①. ②③ ②. 2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-
(4)Ag-e-=Ag+
(5)阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(H+)增大,发生2+2H+=+H2O
【解析】
【小问1详解】
①该装置为化学电源,根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,即O2-向负极移动,故答案为负极;
②根据①分析,Pt电极作正极,V2O5电极作负极,负极上失去电子,电极反应式为SO2-2e-+2O2-=SO,故答案为SO2-2e-+2O2-=SO;
【小问2详解】
A.根据图示可知,该装置将太阳能转化为电能和化学能,故A说法错误;
B.根据电子移动方向,GaN为负极,Cu是正极,因此电池工作时,H+向Cu电极移动,故B说法正确;
C.根据装置图可知,GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,故C说法正确;
D.根据反应方程式可知,每消耗1molCO2转移8mole-,故D说法错误;
答案为AD;
【小问3详解】
①中铁的金属性强于铜,铁作负极,被腐蚀,②锌的金属性强于铁,锌作负极,铁作正极,铁被保护;③有外接电源,铁作阴极,根据电解原理,铁被保护;因此②③装置可以防止铁被腐蚀;阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,总反应式为2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-,故答案为②③;2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-;
【小问4详解】
在铜牌表面上电镀一层银,铜牌作阴极,银片作阳极,阳极反应式为Ag-e-=Ag+,故答案为Ag-e-=Ag+;
【小问5详解】
根据装置图可知,右端电极为阳极,其电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(H+)增大,发生2+2H+=+H2O,故答案为阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(H+)增大,发生2+2H+=+H2O。
15. 金属单质及其化合物与工农业生产、日常生活有密切的联系。请回答下列问题:
在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生如下反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=_______,△H_____0(填“>”,“<”或“=”)。
(2)欲提高及应中CO的平衡转化率,可采取的措施是_______。
A. 减少Fe的量 B. 加入合适的催化剂
C. 增大容器的体积 D. 降低反应的温度
(3)在一个容积为1L的密闭容器中,1000℃时加入Fe2O3、CO各2mol,反应经过10min后达到平衡。则10min内平均反应速率v(CO)=_______mol/(L·min)。
金属可用于还原废水中的Cr(Ⅵ),其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、Zn-Cu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图所示。
(4)图中加Zn-Cu粉,其对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果比图中a更好,其原因是________。
Fe-Ag金属复合材料可将酸性水体中的转化为和N2,其反应历程如题图15图2所示(吸附在金属复合材料表面的物种用*标注)。
(5)图中的去除机理可描述为___________。
【答案】(1) ①. ②. < (2)D
(3)0.16 (4)Zn-Cu粉在溶液中可形成原电池,加快反应速率
(5)Fe失去电子生成Fe2+,H+在Fe表面得电子生成氢原子并吸附在金属Ag的表面,氢原子把吸附在表Ag表面的NO还原为NO,吸附在Ag表面的氢原子再把NO还原为NH和N2。
【解析】
【分析】由图表数据分析平衡常数随温度的变化可知正反应是放热反应,反应前后气体分子数一样,压强不影响平衡移动,固体浓度也不影响平衡移动据此来选择;反应速率计算也要结合图中平衡常数进行列式计算;观察废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化图,b明显比a的效果好,对比加入物质考虑可能是形成原电池的原因;结合Fe-Ag金属复合材料将酸性水体中的转化为和N2的反应历程可知,反应分为3步,根据反应历程可得出对应反应物和产物即可知其反应机理。
【小问1详解】
因平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积,则;由图表数据分析,随温度升高平衡常数减小,正反应是放热反应,△H<0; 故答案为:,<;
【小问2详解】
A.铁是固体,减少Fe的量,不影响平衡移动,CO的平衡转化率不变,A错误;
B.加入合适的催化剂,平衡不移动,B错误;
C.反应前后气体的物质的量不变,增大容器的容积,减小压强平衡不移动,CO的平衡转化率不变,C错误;
D.该反应正反应是放热反应,降低反应温度,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率增大,D正确;
故选D。
【小问3详解】
1000℃时由表格数据得平衡常数为64,即,设反应的CO为xmol,则剩余CO为(2-x)mol,生成CO2为xmol,列式得,解得x=1.6,则10min内平均反应速率v(CO)=
【小问4详解】
Zn-Cu粉在溶液中构成正负极,与Cr(Ⅵ)发生氧化还原反应,形成原电池加快反应速率;
【小问5详解】
由反应历程图可知三步发应表示为:Fe失去电子生成Fe2+,H+在Fe表面得电子生成氢原子并吸附在金属Ag的表面;氢原子失去电子给吸附在Ag表面的和;得电子生成,得电子生成或N2
16. 工业合成氨和氨催化氧化制取硝酸是人类科技的一项重大突破。
(1)请写出如图所示的的N2和H2反应生成液态NH3的热化学方程式:_______。
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。
①在恒温恒容密闭容器中充入2molN2和6molH2进行合成氨反应,下列能说明该反应已达平衡状态的是_______。
a.断裂6molH—H同时生成6molN—H
b.容器内压强保持不变
c.混合气体密度保持不变
d.容器内N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2
e.NH3的百分含量保持不变
②已知传统合成氨反应的速率方程为,v=kcα(N2)cΒ(H2)c-1(NH3),在合成氨过程中,需要不断分离出氨,可能的原因为_________。
工业用氨催化氧化制取硝酸尾气中,氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。常用的处理方法有选择性催化还原法。NH3在固态FeTiOx表面还原NO的机理如图所示。
(3)理论上处理lmolNO同时消耗O2的物质的量为__________。
(4)若工业尾气中同时含SO2,将会使NO的去除率下降,可能的原因是______。
ClO2氧化吸收NO法。将含NO尾气通入ClO2溶液中,ClO2能将NO氧化为NO2,NO2溶于水反应生成HNO2和HNO3.研究发现,吸收后尾气无NO,但随着ClO2浓度增大吸收后尾气中NO2增多。
(5)可能原因是ClO2降低了NO2在水中的溶解度,请设计实验进行验证_________。
【答案】(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(l) △H=2(a-b-c)kJ/mol
(2) ①. be ②. 合成氨的反应与氨气的浓度成反比,因此合成氨过程中,不断分离出氨,且降低体系中c(NH3),生成物浓度下降,平衡向正反应方向移动,有利于提升氨气的产率
(3)0.25 (4)SO2、O2可与NH3形成(NH4)2SO4 [或(NH4)2SO3],覆盖在催化剂表面;SO2还可还原O=Fe(Ⅲ),使催化剂活性降低,NO脱除率下降
(5)相同温度下,用同体积的ClO2水溶液和水作吸收液,将相同体积的NO2用相同速率分别通入吸收液,检验吸收后气体中NO2的量
【解析】
【小问1详解】
反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能,由图可知,molN2(g)和 H2(g)生成1mol NH3(l)的反应热△H=[a-(b+c)]kJ/mol,则N2和H2反应生成液态NH3的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(l) △H=2(a-b-c)kJ/mol;
【小问2详解】
①a.断裂6molH—H同时生成6molN—H,全都是指正反应方向,且速率比不等于计量数之比,a不符合;
b.反应前后气体压强会发生变化,容器内压强保持不变,说明达到平衡状态,b符合
c.反应过程中,容器体积不变,气体的质量不变,即气体的密度一直不变,故气体密度不再变化不能说明反应达到化学平衡,c不符合;
d.容器内N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2,不能说明各物质浓度保持不变,不能说明达到平衡状态,d不符合;
e.NH3的百分含量保持不变,说明各物质浓度保持不变,可以判定反应达到平衡状态,e符合;
故选be;
②合成氨反应的速率方程可知,合成氨的反应与氨气的浓度成反比,因此合成氨过程中,不断分离出氨,且降低体系中c(NH3),生成物浓度下降,平衡向正反应方向移动,有利于提升氨气的产率;
【小问3详解】
根据图示可知反应的总方程式为:4NH3+4NO+O24N2+6H2O,在反应中,每有4 mol NO发生反应,会消耗1 mol O2,故理论上处理1 mol NO同时消耗O2的物质的量为0.25 mol;
【小问4详解】
若工业尾气中同时含SO2,将会使NO的去除率下降,可能的原因是SO2、O2可与NH3形成(NH4)2SO4 [或(NH4)2SO3],覆盖在催化剂表面;SO2还可还原O=Fe(Ⅲ),使催化剂活性降低,NO脱除率下降;
【小问5详解】
要设计实验进行验证ClO2降低了NO2在水中的溶解度,要对比的方法,设计实验为:相同温度下,用同体积的ClO2水溶液和水作吸收液,将相同体积的NO2用相同速率分别通入吸收液,检验吸收后气体中NO2的量。
17. CO2的资源化利用具有重要的意义。
合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H1=-272kJ/mol
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(1)+H2O(g)△H2=+138kJ/mol
(1)二氧化碳和氨气合成尿素固体和水蒸气的反应自发进行的条件是______(填“低温”、“高温”或“任意条件”)。
(2)MgO是CO2和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的催化剂)可由MgCl2与沉淀剂(尿素或氢氧化钠)反应,先生成沉淀,过滤后将沉淀焙烧得到。已知向MgCl2溶液中加入尿素生成Mg5(CO3)4(OH)沉淀,与氢氧化钠作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂焙烧生成的MgO其催化剂效果更好,其原因是__________。
二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点。合成甲醇主要发生的反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ/mol
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:3,其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率和n(CH3OH)的选择性的影响分别如图1和图2所示。其中,CH3OH的选择性可表示为×100%
(3)图1,温度高于260℃时,CO2的平衡转化率呈上升变化的原因是______。
(4)图2,温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释其原因是_________。
K2FeO4氧化法脱除H2S的装置如图3所示。其他条件一定,溶液中c()与电流密度(电流密度与电压成正比)的关系如图4所示。(已知:K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中不稳定、强碱性溶液中较稳定。)
(5)写出电解时阳极的电极反应式:__________。
(6)电流密度大于4mA·cm-2时,溶液中c()上升幅度变小的原因是_______。
(7)控制电流密度为4mA·cm-2,分别以不同浓度的KOH溶液为电解质,电解相同时间后通入H2S充分反应,测得H2S的氧化率与KOH溶液浓度的关系下图所示。c(KOH)=8mol·L-1时H2S的氧化率达到最大的原因是__________。
【答案】(1)低温 (2)Mg5(CO3)4(OH)2焙烧释放更多的气体,制得的MgO更加疏松多孔(或比表面积大)
(3)当温度高于260°C时,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应I逆向移动的程度
(4)在该条件下反应I的速率大于反应Ⅱ ,单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多
(5)
(6)电流密度大于时,部分在阳极放电生成,生成的将氧化成铁的氧化物覆盖在电极表面,阻碍生成,从而导致溶液中上升幅度变小
(7)时,随着的增大,增大,的吸收率增加,同时阳极区生成的反应速率加快,的氧化率增大;时,过多的会降低的氧化能力,且浓度过大,会与铁金属阳离子反应产生沉淀,有可能会包裹电极表面,阻碍阳极放电产生,所以的氧化率减小
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应I和II可得△H=△H1+△H2=-272kJ/mol +138kJ/mol =-134kJ/mol,二氧化碳和氨气合成尿素和水蒸气的热化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H=-134kJ/mol,该反应气体分子数减小则∆S<0,由∆H<0,该反应自发进行判据∆G=∆H-T∆S<0,低温条件下自发进行;
【小问2详解】
Mg5(CO3)4(OH)2焙烧时,会释放更多的二氧化碳气体,导致制得的氧化镁更加疏松多孔,所以与氢氧化钠作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂焙烧生成的氧化镁作催化剂效果更好;
【小问3详解】
温度升高,反应I逆向移动,反应Ⅱ正向移动,图1,温度高于260°C时,CO2的平衡转化率呈上升变化的原因是:当温度高于260°C时,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应I逆向移动的程度;
【小问4详解】
图2,温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释其原因是:在该条件下反应I的速率大于反应Ⅱ ,单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多;
【小问5详解】
根据已知条件,K2FeO4氧化法脱除H2S,则金属铁做阳极,被氧化为,溶液为碱性环境,阳极反应为;
【小问6详解】
电流密度大于时,部分在阳极放电生成,生成的将氧化成铁的氧化物覆盖在电极表面,阻碍生成,从而导致溶液中上升幅度变小;
【小问7详解】
时,随着的增大,增大,的吸收率增加,同时阳极区生成的反应速率加快,的氧化率增大;时,过多的会降低的氧化能力,且浓度过大,会与铁的阳离子反应产生沉淀,有可能会包裹电极表面,阻碍阳极放电产生,所以的氧化率减小,故时的氧化率最高。
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