内容正文:
临汾一中2025级高二化学周测(五)
(考试时间:75分钟 满分:100分)
考试范围:前期滚动+选必一第一章、第二章
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Fe-56
一、选择题(每题3分,共42分)
1.化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是( )
A.明矾和二氧化氯用于净水时的原理相同
B.新型陶瓷碳化硅和玻璃均属于无机非金属材料
C.BaSO4可用于胃肠X射线造影检查
D.葡萄酒中加入少量的SO2,起到杀菌和抗氧化的作用
2.下列电离方程式书写正确的是
A. 水溶液中的NaHSO4在电离方程式:
B. H2CO3的电离:H2CO3 ⇌2H++CO
C. HF的水溶液:HF=H++F-
D. 水溶液中的NaHSO3在电离方程式:
3.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是( )
A
B
C
D
强电解质
NaCl
CaCO3
HNO3
Cu
弱电解质
NH3
H2CO3
Fe(OH)3
CH3COOH
非电解质
BaSO4
C2H5OH
H2O
C12H22O11(蔗糖)
4.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.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.浓氨水中加入氢氧化钠固体产生刺激性气味的气体
D.合成氨时,选定温度为400﹣500℃,而不是常温
5.如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是( )
A.X和Z的最高化合价均为+7价
B.HX和HZ在水中均为强酸,电子式可表示为与
C.四种元素中,Z原子半径最大,X原子半径最小
D.Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
6.某温度下,将4molA气体和2molB气体充入到1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下反应:。经2min后达到平衡时,测得C的物质的量为1.2mol。下列说法中正确的是( )
A.平衡时,B的转化率为70%
B.用C表示平均反应速率为1.2mol·L-1·min-1
C.反应前后的压强之比为:10∶9
D.其他条件不变时,充入少量He(不参与反应),体系压强增大,则反应速率增大
7.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液,NH3·H2O微粒数目为0.1 NA
B.5.6 g铁粉与0.1L 1 mol·L-1的HCl的溶液充分反应,产生气体分子数目为0.1 NA
C.标准状况下,2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应,生成的SO3分子数目为0.1 NA
D.2.4 g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2 NA
8.下列有关说法正确的是( )
A.已知,由此可知1mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5kJ的热量
B.,该热化学方程式能正确表示CH4的燃烧热
C.一定条件下2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g) ΔH1(ΔH1<0),2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(l) ΔH2(ΔH2<0),则ΔH1>ΔH2
D.含20gNaOH稀溶液与稀盐酸完全中和放热28.7kJ,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ•mol﹣1
9.下列实验能达到实验目的的是( )
A.中和反应反应热的测定
B.在光照条件下制取纯净的一氯甲烷
C.除去甲烷中少量的乙烯获得纯净甲烷
D.制备乙酸乙酯
10.实验室模拟合成氨和氨催化氧化的实验装置如下图。反应一段时间后向丙中通入O2并伸入红热的铂丝,锥形瓶中有红棕色气体出现。下列说法错误的是( )
A.分离液态空气制取氮气的依据是氮气和氧气的沸点不同
B.氮气和氢气通过甲装置混合,其主要作用是干燥和控制气体流速
C.丙中导气管不会发生倒吸的原因可能是反应中氨的产率较低
D.丙的溶液和棉花中均存在NO3- ,说明直接发生反应NH3+2O2 HNO3+H2O
11.醋酸的电离方程式为CH3COOH(aq)H+(aq)+CH3COO-(aq) ΔH>0.25 ℃时,0.1 mol/L醋酸溶液中存在下述关系:=1.75×10-5,其中的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数(Ka)。下列说法正确的是( )
A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c(H+)减小
B.向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C.该温度下0.01 mol/L的醋酸溶液Ka<1.75×10-5
D.升高温度,c(H+)增大,Ka变大
12.碱性锌锰电池的总反应为Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,MnO2发生氧化反应
B.电池工作时,OH﹣ 通过隔膜向正极移动
C.环境温度过低,不利于电池放电
D.反应中每生成1 mol MnO(OH),转移电子数为 2×6.02×1023
13.在一定温度下,一定量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图。下列说法正确的是( )
A.b处的酸性最强
B.a、b、c三点溶液的c(H+):
C.a、b、c三点的电离程度:
D.a、b、c三点溶液用溶液中和,消耗溶液体积:
14.T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是( )
A.反应进行的前3min内,用X表示的反应速率v(X)=0.3mol/(L•min)
B.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小
C.保持温度和容器体积不变,4min时再向容器中充入2.0molX和1.6molY及0.4molZ,达到平衡时,X的转化率增大
D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强
二、非单项选择题(本题共4小题,共计58分)
15.(14分)(1)在容积2L的刚性容器中充入1molX和2molY,发生反应X(g)+2Y(g)⇌Z(g),ΔH<0,反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
压强/Mpa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
①平衡时Y转化率为 (只写结果),浓度平衡常数K= (只写结果);20min后,增大压强,v(逆) v(正)(填写“>”“=”“<”)。
②25min时,再向容器中通入X、Z各1mol,平衡 移动(填写“正向”“不”“逆向”)。
(2) 某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响,将含NO和CO的尾气在不同温度下,以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,测量相同时间内逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。
①该反应自发进行的条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”),图中同时提高该反应速率和脱氮率的反应条件是 。
②若低于200℃,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是
。
16.(14分) 已知25℃时,某些酸的电离平衡常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HCN
电离平衡常数K1
1.8×10-5
4.3×10-7
4.9×10-10
电离平衡常数K2
——
5.6×10-11
——
(1)完成CH3COOH的电离方程式为_____________________________________。
(2)向CH3COOH溶液中加入适量CH3COONa晶体以后,溶液中的c(H+)_______(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)将0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,有关稀释后溶液的说法,正确的是_______。
A. 电离程度增大 B. 溶液导电性增强
C. 溶液中CH3COOH分子增多 D. c(CH3COO-) / c(CH3COOH)增大
(4)在相同条件下,物质的量浓度相同体积相等的HCl溶液、CH3COOH溶液和HCN溶液。
①溶液中,氢离子浓度最大是_______(用化学式表示)
②同时加入足量的锌,则开始反应时,_______速率最慢(用化学式表示)
③加等浓度的NaOH溶液至恰好中和,所需的NaOH溶液的体积_______。(填“相同”或“不同”)
(5)则以下反应不能发生的是_______。
A. CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN B. NaHCO3+NaCN=Na2CO3+HCN
C. NaCN+CO2+H2O=NaHCO3+HCN D. 2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑
17.向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞(密封性良好),然后用注射器分别注入
2 mL 盐酸、2 mL 醋酸,进行反应,实验过程中测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示(不考虑温度的变化)。回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ表示__________(填“盐酸”或“醋酸”)与镁条反应时瓶内气体压强随时间的变化。
(2)对于曲线Ⅰ的反应,若保持其他条件不变,将镁条换成镁粉:
①该反应的化学方程式为__________________________________________________。
②0~ s内,与原镁条与酸的反应速率相比,镁粉与酸的反应速率更快,原因为__________________________________________________。
(3)由题意可知,镁条与酸的反应中__________(填“镁条”或“酸”)过量。
(4)分析曲线Ⅱ:①酸根离子的物质的量:a______c(填“>”“<”或“=”);判断的理由为______________________________________________________________________________。
②反应进行至d点时,0~ s内,=_________(用含、和的代数式表示)。
18.(16分)达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用CO、H2和CO2可以合成生物质能源中间体:
反应1:CO2(g) + 3H2(g) ⇌CH3OH(g) + H2O(g) H1=-49.9 kJ/mol
反应2:CO(g) + 2H2(g) ⇌CH3OH(g) H2
反应3:CO2(g) + H2(g) ⇌CO(g)+ H2O(g)H3=+41kJ/mol
(1)反应2的焓变2为__________。T℃时,向一恒容密闭容器中仅充入1 mol CO(g)和1 mol H2(g),仅发生反应2,下列叙述错误的是__________(填标号)。
A.加入催化剂,反应速率增大
B.H2体积分数不变时,反应达到平衡状态
C. 平衡后,充入氩气,平衡正向移动
D.平衡后,充入H2,CO平衡转化率增大
(2)在某催化剂作用下,反应2的历程如图所示(图中数据表示微粒的相对能量,*表示吸附在催化剂表面上)。控速反应的方程式为___________________________________。
(3)在某催化剂作用下只发生反应3:CO2(g) + H2(g) ⇌CO(g)+ H2O(g)。该反应的速率方程式为v正=k正C(CO2)C(H2) ,v逆=k逆C(CO)C(H2O)
(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。
800℃时该反应的平衡常数K=1,达到平衡后,k正__________k逆(填“>”“<”或“=”,下同),700℃时,k正__________k逆。
(4) T1℃时,在密闭容器甲、乙中,分别充入1molCO2和3molH2,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过,可去除水)和无水分子筛条件下仅发生反应1,测得CO2平衡转化率与总压强关系如图所示。
①使用了水分子筛的容器是__________(填“甲”或“乙”)。
②M 点P(H2)= kPa。
(5)
T2℃时,向一体积为1L的恒容密闭容器中充入1和,在一定条件下发生上述3个反应,达到平衡时得到 和 ,此时CO2平衡转化率为50%。该温度下,反应1的平衡常数K=__________。(列出计算式)
高二化学周测(五)答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
A
A
B
D
D
C
D
题号
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
A
D
D
A
A
C
1.A【详解】A.明矾净水利用Al3+水解生成Al(OH)3胶体吸附杂质,二氧化氯通过强氧化性杀菌消毒,原理不同,A错误;B.新型陶瓷碳化硅属于新型无机非金属材料和玻璃属于无机非金属材料,B正确;C.不溶于水和酸,可用于胃肠X射线造影检查,C正确;D.SO2具有杀菌和抗氧化能力,可防止葡萄酒变质,D正确;故选A。
2.A
3.B
4.D【详解】A.生产硫酸流程中存在:2SO2+O2⇌2SO3,过量的空气可以提高O2的浓度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故A错误;B.Cl2溶于水后会产生氯离子,使得饱和食盐水中氯离子浓度较大,因此Cl2+H2O⇌HCl+HClO平衡逆向移动,因此实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2,可用勒夏特列原理解释,故B错误;C.浓氨水中有,加入氢氧化钠固体,溶液中的氢氧根离子浓度增大,使电离平衡逆向移动,产生刺激性气味的气体NH3,可用勒夏特列原理解释,故C错误;D.合成氨所以选定温度为400﹣500℃,而不是在常温下进行反应,主要是从速率角度考虑,此时催化剂活性最佳,而与平衡移动无关,因此不能用勒夏特列原理解释,故D正确。
5.D【详解】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,由原子序数可知,X处于第二周期、Z处于第三周期,结构式中X、Z都形成1个共价键,则X为F元素、Z为Cl元素;Y形成5个共价键,W形成3个共价键,W原子的价电子数为5,Y原子序数为W原子价电子数的3倍,则Y为P元素、W为N元素。A.氯的最高化合价为+7价,但氟元素的非金属性最强,没有正化合价,故A错误;B.盐酸为强酸,氢氟酸为弱酸,故B错误;C.同周期元素,从左到右原子半径减小,一般电子层数越多,原子半径越大,则四种元素原子半径由大到小的顺序为P>Cl>N>F,故C错误;D.氢、氮、氯三种元素可形成既含有离子键又含有共价键的离子化合物氯化铵,故D正确。
6.C
【详解】由三段式分析可知:,据此分析解题:
A.由三段式分析可知,平衡时,B的转化率为=30%,A错误;
B.由三段式分析可知,用C表示平均反应速率为=,B错误;
C.根据恒温恒容下,气体的压强与其物质的量成正比,结合三段式分析可知反应前后的压强之比为:(4+2)mol:(2.8+1.4+1.2)=10∶9,C正确;
D.其他条件不变时,充入少量(不参与反应),体系压强增大,但反应物和生成物浓度均不变,故反应速率不变,D错误;
7.D
8.C【详解】解:A.2mol HI完全分解放出热量53.0 kJ,1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后达到平衡,HI并不能分解完全,故放出的热量少于26.5 kJ,故A错误;B.燃烧热是指生成稳定的氧化物,H元素的稳定氧化物为液态水,故B错误;C.两式相减可得,SO3(1)⇌SO3(g),由液态到气态需要吸热,则ΔH1﹣ΔH2>0,即ΔH1>ΔH2,故C正确;D.醋酸为弱电解质,电离时吸热,导致释放的热量小于57.4kJ,故D错误;
9.A【详解】A.中和反应反应热的测定实验中,使用环形玻璃搅拌棒搅拌,能使酸碱充分混合反应,温度计可测量反应前后的温度变化,图中装置符合量热计的基本结构,可用于测定中和反应的反应热,A正确;B.甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢的混合物,无法通过该反应制取纯净的一氯甲烷,B错误;C.乙烯可以和酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳,除去乙烯的同时导致甲烷中混有二氧化碳,C错误;D.乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中会发生水解反应,不能用氢氧化钠溶液收集乙酸乙酯,应该用饱和碳酸钠溶液,D错误。
10.D【详解】A. 氮气和氧气的沸点不同,因此可依据二者沸点不同分离液态空气制取氮气,A正确;B. 浓硫酸具有吸水性,氮气和氢气通过盛有浓硫酸的甲装置混合,一方面可以干燥气体,另一方面可控制气体流速,从而控制反应速率,B正确;C. 由于合成氨反应是可逆的,生成的氨气较少,因此丙中导气管不会发生倒吸,C正确;D. 在催化剂作用下氨气和氧气反应生成NO,NO继续被氧化生成NO2,NO2溶于水生成硝酸,所以丙的溶液和棉花中均存在,D错误;
11.D【详解】A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,平衡后c(H+)增大,A错误;B.向该溶液中加少量CH3COONa固体,醋酸根浓度增大,平衡逆向移动,B错误;C.电离平衡常数只与温度有关,该温度下0.01 mol/L的醋酸溶液Ka=1.75×10-5,C错误;D.电离吸热,升高温度平衡正向移动,c(H+)增大,Ka变大,D正确; 故选D。
12.C
13.A【详解】B.b点溶液导电能力最强,则H+浓度最大,pH最小,以此类推三点的pH大小应为,c>a>b,B错误;C.随着冰醋酸的稀释,电离程度会增大,因为稀释会促进弱酸的电离,因此,正确的顺序应该是a < b < c,C错误;D.a、b、c三处溶液醋酸浓度、H+浓度虽然不同,但醋酸总量恒定,所需NaOH体积也恒定,D错误;答案选A。
14. C【解答】A.根据v可计算得反应速率v(X)mol/(L•min)=0.1mol/(L•min),故A错误;B.由图2可知,因为T2时曲线的起始斜率大于T1时的,所以T2>T1,而此时Y的体积分数T2时小于T1时的,由图1可知,Y为反应物,所以可得升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,故B错误;C.保持温度和容器体积不变,4min时再向容器中充入2.0molX和1.6molY及0.4molZ,压强增大,平衡正移,达到平衡时,X的转化率增大,故C正确;
D.根据图ⅠX物质的量减小了(2﹣1.4)mol=0.6mol,Y物质的量减小了(1.6﹣1.4)mol=0.2mol,所以X、Y为反应物,Z的物质的量增加了0.8mol﹣0.4mol=0.4mol,所以Z为生成物,它们的变化量之比为0.6:0.2:0.4=3:1:2,反应中各物质计量数之比等于物质的浓度的变化量之比,写出化学方程式为3X(g )+Y(g)⇌2Z(g),该反应为体积减小的反应,增加压强,平衡向正反应方向移动,而据图3与图1比较可知,平衡状态没有移动,反应达到平衡的时间变短,故D错误。
15.(14分,每空2分)
(1)①<;50%;4;②不;
(2)①低温 在450℃左右使用Ⅱ催化剂 ②温度较低时,催化剂的活性偏低。
16(14分,每空2分)
【答案】(1)CH3COOHCH3COO-+H+
(2)减小 (3)AD
(4) ①. HCl ②. HCN ③. 相同 (5)B
【解析】【小问3详解】
A.越稀越电离,则稀释溶液促进醋酸电离导致电离程度增大,故A正确;
B.促进醋酸电离但是醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度,则溶液中离子浓度减小,溶液导电性减弱,故B错误;
C.促进醋酸电离则溶液中CH3COOH分子减少,故C错误;
D.,温度不变电离平衡常数不变,加水稀释c(H+)减小,则比值增大,故D正确;故答案为:AD;
【小问4详解】①据电离平衡常数的大小分析,酸性:HCN<CH3COOH<HCl,酸性越强,等物质的量浓度的酸电离出的氢离子浓度越大,则c(H+)最大的是HCl;
②电离平衡常数越大,等物质的量浓度的酸电离出的氢离子浓度越大,则开始反应时,与锌的反应速率越快,则HCN速率最慢;
③等体积等物质的量浓度的这三种酸分别与相同浓度的NaOH溶液中和,所需NaOH溶液体积与最终酸电离出的n(H+)成正比,体积相同、物质的量浓度相同的这三种酸,最后电离出的n(H+)相同,则消耗NaOH溶液相同;
【小问5详解】电离平衡常数越大,其酸性越强,酸性:CH3COOH> H2CO3>HCN>HCO;
A.由酸性:CH3COOH>HCN,则CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN能发生,故A不选;
B.由酸性:HCO< HCN,则NaHCO3+NaCN=Na2CO3+HCN不能够发生,故B选;
C.由酸性:H2CO3>HCN,则NaCN+CO2+H2O=NaHCO3+HCN能发生,故C不选;
D.由酸性:CH3COOH> H2CO3,则2CH3COOH+CO=2CH3COO-+H2O+CO2↑能发生,故D不选;故答案为:B。
17..(1)盐酸
(2) 粉末状镁接触面积更大
(3)镁条
(4) < 随着反应的进行,生成的醋酸镁越来越多或消耗的醋酸越来越多
【分析】镁与酸反应生成氢气。在密闭锥形瓶中,温度和气体所占体积不变,生成的氢气越多,瓶内气体压强越大,因此可用压强的增加量反映生成氢气的量,用压强随时间增大的快慢反映反应速率。曲线的斜率越大,反应速率越快;曲线达到平台,表示不再继续生成氢气。两条曲线的初始压强相同,最终达到相同高度的平台,说明两瓶最终生成的氢气一样多。
【详解】(1)盐酸是强酸,在水溶液中完全电离,;醋酸是弱酸,在水溶液中部分电离,。两种酸的物质的量浓度相同,盐酸中氢离子浓度较大,与镁反应的初始速率较快,瓶内气体压强上升较快。曲线Ⅰ在反应开始时上升较快,故曲线Ⅰ表示盐酸与镁条的反应;
(2)①曲线Ⅰ对应盐酸与镁的反应,生成物为氯化镁和氢气,根据原子守恒配平,化学方程式为。
②其他条件不变,将镁条换成等质量的镁粉,镁与盐酸的接触面积增大,因此0~ s内,镁粉与盐酸的反应速率更快;
(3)镁与盐酸、醋酸反应的化学方程式分别为、。由化学方程式可知,每1 mol镁均消耗2 mol酸。
每瓶所加酸的物质的量为,完全消耗这些酸需要镁的物质的量为。取镁的摩尔质量为,所需镁的质量为。实际加入镁的质量为0.05 g,大于0.048 g,故镁条过量;
(4)①曲线Ⅱ对应醋酸与镁的反应。从a点到c点,瓶内气体压强升高,说明反应继续生成氢气。镁不断消耗溶液中的氢离子,使醋酸的电离平衡向右移动,醋酸根离子的物质的量增大。因此,a点醋酸根离子的物质的量小于c点,即。
②初始气体压强为图中的,反应进行至d点时,气体压强为图中的。温度和气体所占体积不变,原有气体的压强不变,故总压强的增加量就是生成氢气所引起的压强增加量。图中、按kPa取数值,按s取数值,0~ s内用氢气压强变化表示的平均反应速率为。
18(16分,每空2分)
(1) -90.9 C (2)CO*+2H2(g)=HCO*+H2(g)
(3) = < (4) 乙 75 (5)
【详解】(1)由盖斯定律可知,反应1-反应3=反应2,则反应的焓变为:ΔH2=(-49.9 kJ/mol)-(+41.0 kJ/mol)= -90.9 kJ/mol;
A.加入催化剂,反应的活化能降低,反应的反应速率增大,A正确;
B.由题意可知,氢气的体积分数为:=50%;设某时刻时甲醇的物质的量为x mol,由方程式可知,氢气的体积分数为:≠50%,则氢气体积分数不变说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B正确;
C.恒容密闭容器中反应达到平衡后,充入不参与反应的氩气,反应物和生成物的浓度均不变,平衡不发生移动,C错误;
D.平衡后,充入氢气,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,一氧化碳平衡转化率增大,D正确;
故选C;
(2)反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的控速反应,由图可知,过渡态的相对能量为-0.1eV时,反应的活化能最大,反应速率最慢,则控速反应的方程式为:CO*+2H2(g)=HCO*+H2(g);
(3)反应3达到平衡时,正逆反应速率相等,由速率方程式可得:k正c(CO2)⋅c(H2) =k逆c(CO)⋅c(H2O),整理可得:==K,由题意可知,800℃时平衡常数为1,则正反应的正反应速率常数与逆反应速率常数相等;该反应是吸热反应,降低温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以700°C时,平衡向逆反应方向移动,正反应速率常数小于逆反应速率常数;
(4)①使用了水分子筛的反应器可以减小生成物水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳平衡转化率高,所以使用了水分子筛的反应器是乙;
②由图可知,M点二氧化碳的转化率为50%,混合气体的压强为150 kPa,由方程式可知,平衡时氢气的物质的量为:3 mol-1 mol×50%×3=1.5 mol,混合气体的总物质的量为:4 mol-1 mol×50%×2=3 mol,则氢气的平衡分压为:=75kPa;
(5)由题意可知,在一定条件下发生上述3个反应,甲醇和水蒸气的物质的量分别为0.8 mol、0.5 mol,二氧化碳的转化率为50%,则平衡时二氧化碳的物质的量为:1 mol-1 mol×50%=0.5 mol,由碳原子个数守恒可知,一氧化碳的物质的量为:2 mol-0.8 mol-0.5 mol=0.7 mol,由氢原子个数守恒可知,氢气的物质的量为:=0.9 mol,则体积为1 L的容器中反应的平衡常数为:K== (mol/L)-2。
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