第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题 (含解析)2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题 (含解析)2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-26 22:32:52

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第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题
一、选择题
1.氯化硫酰常用作氧化剂,它是一种无色液体,熔点:℃,沸点:69.1℃,可用干燥的和在活性炭作催化剂的条件下制取: 。下列有关制取的说法正确的是
A.该反应在高温下能自发进行
B.使用活性炭作催化剂能降低活化能,提高活化分子百分数,缩短该反应达平衡的时间
C.反应中每消耗转移的电子数目约为
D.使液化从平衡体系中分离,能加快正反应速率,增大的转化率
2.下列说法正确的是
A.升高温度,会使单位体积内分子数增多,从而加快化学反应速率
B.(蓝色)(黄色) ,稀溶液受热颜色变黄
C.达平衡后,加入少量KCl固体,溶液红色变浅
D.(橙色)(黄色),向溶液中滴加几滴浓硫酸,溶液变为黄色
3.下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.用锌粒和稀硫酸反应制取氢气时,增大硫酸的浓度一定能加快产生氢气的速率
B.的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.合成氨的反应是一个放热反应,所以升高反应温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的和可以缓慢反应生成和,减小压强,反应速率减慢
4.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),则这几种物质的反应速率之比正确的是
A.v(C)=2v(A) B.3v(B)=2v(D)
C.v(A)=3v(B) D.2v(D)=v(A)
5.在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH<0达到甲平衡,仅改变某一条件使平衡移动,达到乙平衡。对此过程的分析正确的是( )
A.可能是减小了反应物的浓度,反应物X2转化率一定减小
B.可能是加入了催化剂,反应物X2百分含量(X2%)将增大
C.可能是缩小了容器的体积,但该反应的平衡常数保持不变
D.可能是升高了温度,该反应的平衡常数一定减小
6.下列由实验操作与现象能得出相应结论的是
选项 实验操作与现象 结论
A 在浓硝酸、稀硝酸中分别加入铜粉,前者反应剧烈 其他条件相同时,浓度越大,反应速率越快
B 将溶液和溶液充分混合后,滴加KSCN溶液,溶液变红色 是可逆反应
C 将完全相同的两个球泡同时浸入热水、冷水中,前者颜色加深
D 将赤热的铂丝插入浓氨水中,剧烈反应且铂丝保持红热 浓氨水挥发是放热反应
A.A B.B C.C D.D
7.类推是学习化学的一种重要方法,下列类推一定正确的是
A.Al在纯氧中燃烧生成Al2O3,所以Fe在纯氧中燃烧生成Fe2O3
B.Na和H2O反应是熵增放热的自发反应,所以K和H2O反应也是熵增放热的自发反应
C.CaCO3分解为吸热反应,所以分解反应都为吸热反应
D.MgCl2在熔融状态下能导电,所以AlCl3在熔融状态下也能导电
8.下列说法不正确的是
A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B.相同物质的量的同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小
C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H<0
D.恒温恒压下,△H<0且△S>0的反应正向能自发进行
9.下列事实可以用勒夏特列原理解释的是
A.高锰酸钾(KMnO4)溶液加水稀释后颜色变浅 B.使用催化剂,提高合成氨的生产效率
C.新制的氯水在光照条件下颜色变浅 D.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深
10.将0.5 mol PCl5充入体积为1 L的密闭容器中发生反应:PCl5 PCl3+Cl2,达到平衡后测得PCl5的浓度为0.3 mol·L-1,而且这段时间内的平均反应速率v(PCl5)=0.4 mol·L-1·min-1,则这段时间为
A.1.5 min B.2.5 min C.30 s D.15 s
11.把0.6mol X气体和0.4mol Y气体混合于2L容器中,使它们发生如下反应:3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)。5min末生成0.2mol W,若测得以Z浓度变化来表示的化学反应速率为0.01mol/(L·min),则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是
A.1 B.2 C.3 D.4
12.钨丝灯管中的W(钨)在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+2I2(g)WI4(g)。下列说法正确的是
A.上述反应是可逆反应,当灯管正常发光时达到平衡
B.灯管内的I2可循环使用
C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
D.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢
13.在一容积不变,绝热的密闭容器中发生可逆反应:2X(g) Y(g)+Z(g),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.体系温度不再变化 B.反应容器中Y的体积分数不变
C.混合气体密度不再变化 D.v正(X)=2v逆(Y)
14.在容积为2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量O2,发生反应2SO2+O2 2SO3,当反应进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol。若反应进行到2 min时,容器中SO2的物质的量是
A.等于1.6 mol B.等于1.2 mol C.大于1.6 mol D.小于1.2 mol
15.下列反应的△H<0、△S>0的是
A.CO2(g)+C(s)=2CO(g) B.2Na(s)+2H2O(l)=2Na+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) D.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
二、填空题
16.乙醇是酒精饮料的主要成分,由葡萄糖发酵生成。反应的化学方程式为:。若某次发酵过程中的反应速率是,则用表示的该反应的化学反应速率是多少 ?
17.某研究小组同学用活性炭还原处理氮氧化物,向恒容密闭容器中加入足量C与发生反应,。在不同实验条件下,平衡时与温度T的关系如图所示:
(1)结合图中数据,判断该反应的 0(填“>”或“<”),理由是 。
(2)K、L、M、N四点对应的平衡常数分别为、、、,判断其大小关系 。
使用氢能源可以减少汽车尾气中氮氧化合物的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气:,该反应过程中的能量变化如图:
(3) 0(填“>”“=”或“<”),途径(I)的活化能 。
(4)途径(I)变为途径(II):改变的条件是 ,反应热 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)下列有关活化分子的说法正确的是___________。
A.增大反应物浓度可以提高活化分子百分数
B.增大体系的压强一定能提高活化分子百分数
C.使用合适的催化剂可以增大活化分子的能量
D.升高温度能提高活化分子百分数
18.密闭容器中mA(g)+nB(g) pC(g),反应达到平衡,经测定增大压强P时,A的转化率随P而变化的曲线如下图。则:
(1)增大压强,A的转化率 平衡向 移动,达到平衡后,混合物中C的浓度 。
(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是 ,
(3)当降低温度时,C的浓度减小,正反应是 热反应。
19.如图表示的是反应条件对合成氨含量的影响。
(1)由图示得出合成氨反应条件是 。
(2)实际工业生产选择的压强是20 ~ 50 MPa,试说明原因 。
(3)实际工业生产选择的温度是500℃左右,试说明原因 。
(4)理论上,合成氨反应氢氮比为3∶1 时,平衡混合物中氨的百分含量最大,但实际生产中维持氢氮比为 2.8 ~ 2.9,试说明原因 。
20.CO2在Cu-ZnO催化下,同时发生如下反应I,II,是解决温室效应和能源短缺的重要手段。
Ⅰ、CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g) H1<0
Ⅱ、CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2>0
保持温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量及总压强如表:
CO2 H2 CH3OH(g) CO H2O(g) 总压强/kPa
起始/mol 0.5 0.9 0 0 0 P0
平衡/mol n 0.3 p
若反应I、II均达平衡时,p0=1.4p,则表中n= ;反应I的平衡常数Kp= (kPa)-2。(用含p的式子表示)
21.在1L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体,t℃ 时发生如下反应:
PH4I (s) PH3(g) + HI (g) ①
4PH3(g) P4(g)+ 6H2(g) ②
2HI (g) H2(g)+I2(g) ③
达到平衡时,体系中n(HI)=b mol,n(I2)=c mol, n(H2)=d mol,则t℃时反应①的平衡常数K值为
22.碳达峰、碳中和是现在需要继续完成的环保任务,CO2的综合利用成为热点研究对象。
(1)二氧化碳催化加氢直接合成二甲醚(DME)既可以实现碳减排又可以得到重要的有机原料,其中涉及的反应有:
(i)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=akJ mol-1
(ii)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=bkJ mol-1
(iiI)1mol液态水变为气态水吸热ckJ
则:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)的△H3= kJ mol-1(用含a、b或c的代数式表示)。
(2)在恒温条件下,向一容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和4molH2,发生反应(i),测得气体总压强变化如图。0~10min内,(H2)= ;0~5min内 (H2) (填“大于”“小于”或“等于”)5~10min内(H2)。该反应10min时CO2的转化率为 。
(3)下列措施能加快反应(ii)的化学反应速率的是 (填序号)。
A.容积不变充入N2
B.容积不变充入甲醇
C.及时分离出CH3OCH3
D.减小容器体积
E.选择高效的催化剂
(4)乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点,引起了人们的研究兴趣。其工作原理的示意图如图。
①通入乙醇一极的电极反应式为 。
②若此燃料电池电路中转移2mol电子,则消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
23.为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。
实验 混合溶液 A B C D E F
4mol·L-1H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= 。
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:A.该反应是△H<0,△S<0的反应,低温可以自发进行,故A错误;
B.使用催化剂可以降低活化能,加快反应速率,缩短达到平衡的时间,故B正确;
C.没有给出标准状况这一条件,无法计算出SO2的物质的量,无法计算电子转移数目,故C错误;
D.SO2Cl2是液体,减少液体的量反应速率不变,转化率也不变,故D错误;
答案选B。
2.B
解析:A.升高温度,分子吸收能量,单位体积内分子总数不变,活化分子总数变多,活化分子百分数变大,碰撞几率增大,从而加快化学反应速率,故A错误;
B.(蓝色)(黄色) ,稀溶液受热,平衡正向移动,因此溶液颜色变黄,故B正确;
C.达平衡后,该反应的实质是,加入少量KCl固体,离子浓度不变,平衡不移动,故C错误;
D.(橙色)(黄色),向溶液中滴加几滴浓硫酸,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,溶液变为橙色,故D错误;
综上所述,答案为B。
3.D
解析:A.锌和稀硫酸反应生成氢气,增大硫酸的浓度,锌与浓硫酸反应生成二氧化硫不生成氢气,A错误;
B.加入氯化钠溶液后,氯化钠不参与反应,但溶液体积增大,相当于稀释,导致盐酸浓度减小,反应速率减小,B错误;
C.升高温度,活化分子百分数增加,化学反应速率加快,C错误;
D.减小压强,反应物浓度减小,反应速率减慢,D正确;
答案选D。
4.A
【分析】同一反应中同一时段内,不同物质用相同单位表示反应速率时,反应速率之比等于计量数之比。
解析:A.根据方程式可知v(C)∶v(A)=2∶1,即v(C)=2v(A),A正确;
B.根据方程式可知v(B)∶v(D)=3∶2,即2v(B)=3v(D),B错误;
C.根据方程式可知v(A)∶v(B)=1∶3,即3v(A)=v(B),C错误;
D.根据方程式可知v(D)∶v(A)=2∶1,即v(D)=2v(A),D错误;
综上所述答案为A。
5.D
解析:A.减小了反应物的浓度,化学反应速率减小,由图可知,乙的反应速率大于甲的反应速率,A选项错误;
B.加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,化学平衡不移动,反应物X2的百分含量(X2%)不变,B选项错误;
C.该反应是反应前后气体体积不变的反应,缩小容器的体积,压强会增大,但是正、逆反应速率同等程度增大,化学平衡不移动;温度不变,化学平衡常数不变,C选项错误;
D.由图象可知,乙的温度大于甲的温度,该反应是一个放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,XY%减小,根据化学平衡常数K的表达式可知,该反应的平衡常数一定减小,D选项正确;
答案选D。
6.B
解析:A.浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,两个反应中硝酸的浓度和还原产物都不同,由变量唯一化原则可知,无法比较硝酸浓度对反应速率的影响,故A错误;
B.碘化钾溶液与不足量氯化铁溶液充分反应后,滴加硫氰化钾溶液,溶液变红色说明溶液中存在铁离子,证明反应是可逆反应,故B正确;
C.将完全相同的两个二氧化氮球泡同时浸入热水、冷水中,前者颜色加深说明反应形成的平衡向逆反应方向移动,该反应为吸热反应,反应ΔH<0,故C错误;
D.将赤热的铂丝插入浓氨水中,剧烈反应且铂丝保持红热说明氨的催化氧化反应是放热反应,故D错误;
故选B。
7.B
【分析】根据实际发生的反应进行判断产物,利用常见反应类型进行判断是吸热反应还是放热反应。物质的导电性根据是否有自由移动的离子来判断。
解析:A.Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4,故不正确。
B.K比Na更活泼的金属,Na和H2O反应是熵增放热的自发反应,所以K和H2O反应也是熵增放热的自发反应,故正确。
C.大部分分解反应是吸热,有些吸热反应是放热,故不正确。
D.AlCl3是共价化合物,在熔融状态下以分子形式存在,不能导电。故不正确。
故选答案B。
【点睛】注意熔融状态下能否导电判断是不是离子化合物的实验依据,而金属化合物中AlCl3是共价化合物。
8.A
解析:A. ΔH>0 且 ΔS<0 的反应,即使改变条件也不能自发进行,A错误;
B.熵是指体系的混乱程度,相同物质的量的同种物质: S(g)>S(l)>S(s) ,B正确;
C.反应能自发进行的判据是 ΔH TΔS<0 ,由反应方程式 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 可知,该反应的 ΔS<0 ,要使 ΔH-TΔS<0 ,必须满足 ΔH<0 ,C正确;
D.恒温恒压下, ΔH<0 且 ΔS>0 的反应, ΔH-TΔS<0 ,反应正向一定可以自发进行,D正确;
故选A。
9.C
解析:A.高锰酸钾(KMnO4)溶液中加水稀释,浓度降低,颜色变浅,和平衡移动无关系,不能用勒夏特列原理解释,A不合题意;
B.催化剂不能改变平衡状态,只能改变反应速率,不能适用于勒夏特列原理,B不合题意;
C.光照使次氯酸分解,促进氯气和水的可逆反应向右进行,可以用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.H2和I2反应生成HI时气体总体积不变,改变压强平衡不移动,颜色变深是因为单质碘的浓度增大引起的,不能适用于勒夏特列原理,D不合题意;
故选C。
10.C
解析:起始时c(PCl5)==0.5 mol·L-1,Δc(PCl5)=(0.5-0.3) mol·L-1=0.2mol·L-1,Δt==0.5 min=30 s;
故选C。
11.A
解析:5min末已生成0.2molW,则v (w)== =0.02mol·(L·min)-1,根据速率之比等于化学计量数之比,v (Z):v (W) =n:2=0.01mol·(L·min)-1:0.02mol·(L·min)-1,解得n=1;
答案选A。
12.B
解析:A.由题干可知,上述反应是可逆反应,但达到平衡,需要一定的时间,故当灯管正常发光时反应还未达到平衡,A错误;
B.由所给化学方程式知,挥发的W与I2结合形成气态WI4,由于气体运动的结果,WI4会与还没有挥发的W接触,在高温下WI4分解生成的W及I2,生成W附着在还没有挥发的W上,灯管内的I2可循环使用,B正确;
C.由于灯管壁温度较低,故WI4不会分解,C错误;
D.升高温度,也能加快W与I2的反应速率,D错误;
故答案为:B。
13.C
解析:A.绝热的密闭容器,没有达到平衡时温度会变化,A正确;
B.Y的体积分数为变量,B正确;
C.混合气体密度始终不变,C错误;
D.,v正(X)=2v逆(Y),是平衡状态,D正确;
答案选C。
14.D
解析:根据化学反应速率的概念可知,进行到4min时,测得n (SO2)=0.4mol,此时反应的速率为;反应进行到前2min末时设二氧化硫物质的量为x,依据速率定义可得;进行到2min时的物质浓度大于4min时的物质的浓度,所以反应时4min的反应速率小于2min的反应速率,即>0.2mol/(L min);整理得,x<1.2mol,故选:D。
15.B
解析:A.该反应为吸热反应,△H>0,A不符合题意;
B.该反应为放热反应,△H<0;反应发生后体系的混乱程度增大,因此△S>0,B符合题意;
C.该反应为放热反应,△H<0;反应发生后体系的混乱程度减小,因此△S<0,C不符合题意;
D.该反应为吸热反应,△H>0,D不符合题意;
故合理选项是B。
二、填空题
16.
解析:根据化学方程式可知,若某次发酵过程中的反应速率是,则用表示的该反应的化学反应速率是。
17.(1) < 随着温度的升高,c(NO)增大,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应
(2)<=<
(3)> E4-E1
(4)加入催化剂 不变
(5)D
解析:(1)由图可知,随着温度的升高,c(NO)增大,说明反应平衡逆向移动,该反应为放热反应,<0。
(2)由(1)知该反应为放热反应,升高温度,K值减小,K、L、M、N四点对应的平衡常数分别为、、、,大小关系为:<=<。
(3)由图可知,生成物的能量高于反应物的能量,说明该反应为吸热反应,>0,途径(I)的活化能E4-E1。
(4)途径(I)变为途径(II)活化能减小,改变的条件是加入催化剂,反应热不变。
(5)A.由于增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,从而使有效碰撞次数增多,但是活化分子百分数不变,故A错误;
B.增大压强的方式有很多,若通过加入惰性气体增大压强,反应物生成物浓度不改变,故B错误;
C.催化剂降低了反应所需能量,可以减小活化分子的能量,故C错误;
D.由于升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是反应体系中分子能量增大,活化分子数增加,增加了活化分子百分数,故D正确;
故选D。
18.增大 正向 增大 m+n>p 吸热
解析:(1)由图示可知增大压强A的转化率增大,由反应mA(g)+nB(g) pC(g)可知A为反应物,所以增大压强平衡正向移动,在新的平衡下C的浓比旧平衡时C的浓度大,故答案为:增大;正向;增大;
(2)因增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,又由(1)分析可得,增大压强平衡正向移动,所以m+n>p,故答案为:m+n>p;
(3)降低温度平衡向放热反应方向移动,当温度降低时,C的浓度减小,说明平衡逆向移动,则逆反应为放热反应,正反应为吸热反应,故答案为:吸热。
19.(1)高压、低温
(2)如果压强小,则反应速率慢、平衡转化率不高;如果压强过大,则生产成本高(动力、材料、设备等),一般采用的压强是20 ~ 50 MPa
(3)在兼顾反应速率和反应限度两个因素的同时,考虑到铁催化剂的活性温度,实际工业生产选择的温度是500℃左右
(4)由于氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤,适当提高氮气的浓度有利于合成氨反应的进行,所以实际生产中维持氢氮比为 2.8 ~ 2.9
【分析】由图可知,压强增大,氨的物质的量含量增加;温度升高,氨的物质的量含量降低;在工业合成氨中,综合考虑反应速率、平衡转化率和催化剂的活性温度选择合适反应条件。
解析:(1)由图可知,压强增大,氨的物质的量含量增加;温度升高,氨的物质的量含量降低;所以合成氨反应条件是高压、低温;
故答案为高压、低温;
(2)实际工业生产选择的压强是20~50 MPa,是因为如果压强小,则反应速率慢、平衡转化率不高;如果压强过大,则生产成本高(动力、材料、设备等),一般采用的压强是20~50 MPa;
故答案为如果压强小,则反应速率慢、平衡转化率不高;如果压强过大,则生产成本高(动力、材料、设备等),一般采用的压强是20 ~ 50 MPa;
(3)氨的生产常用到催化剂,在兼顾反应速率和反应限度两个因素的同时,考虑到铁催化剂的活性温度,实际工业生产选择的温度是500℃左右;
故答案为在兼顾反应速率和反应限度两个因素的同时,考虑到铁催化剂的活性温度,实际工业生产选择的温度是500℃左右;
(4)实际生产中维持氢氮比为 2.8~2.9的原因是由于氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤,适当提高氮气的浓度有利于合成氨反应的进行,所以实际生产中维持氢氮比为 2.8~2.9;
故答案为由于氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤,适当提高氮气的浓度有利于合成氨反应的进行,所以实际生产中维持氢氮比为 2.8 ~ 2.9。
20.2
【分析】对于竞争反应,本题同样采取原子守恒法。
解析:设平衡时CO2 为x mol,H2为y mol,CO为z mol,根据:
C守恒:x+n+z=0.5,H守恒:2y+4n+0.3×2=0.9×2,O守恒:2x+n+0.3+z=0.5×2,
等温等容条件下,气体的压强之比等于物质的力量之比,则,
解得:x=0.2,y=0.2,z=0.1,n=0.2,
平衡后气体的总物质的量:0.2mol+0.2mol+0.2mol+0.3mol+0.1mol=1.0mol
平衡后各物质分压: CO2(g):(0.2/1)P=0.2P;H2(g) :(0.2/1)P=0.2P;CH3OH (g):(0.2/1)P=0.2P;H2O(g):(0.3/1)P=0.3P,
Kp==,故答案为:0.2;。
21.
【分析】对于连续反应,本题采取原子守恒法。
解析:设平衡时为PH4I 为x mol,PH3为y mol,P4为z mol,根据:
P守恒:a=x+y+4z,H守恒:4a=4x+3y+b+2d,I守恒:a=x+b+2c,
解得:x=a-b-2c,y=,z=,则反应的平衡常数K=,故答案为:。
22.(1)(2a+b-3c)
(2)0.075mol L-1 min-1 大于 50%
(3)BDE
(4)CH3CH2OH+6CO-12e-=8CO2↑+3H2O 11.2L
解析:(1)由题干信息可知,反应(i)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=akJ mol-1,反应(ii)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=bkJ mol-1,(iii)1mol液态水变为气态水吸热ckJ即转化(iii) H2O(l)=H2O(g) △H3=ckJ mol-1,则2i+ii-3iii即得反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l),根据盖斯定律可知,△H3=2△H1+△H2-3△H3=(2a+b-3c)kJ mol-1,故答案为:2a+b-3c;
(2)由三段式分析可知,,根据同温同体积的气体的压强与物质的量成正比,故有,解得x=0.5mol,故有0~10min内,(H2)=== 0.075mol L-1 min-1;随着反应的进行H2、CO2的浓度逐渐减小,故H2的反应速率逐渐减慢,即0~5min内(H2)大于5~10min内(H2),该反应10min时CO2的转化率为==50%,故答案为:0.075mol L-1 min-1;大于;50%;
(3)A. 由题干可知,反应(ii) 为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),容积不变充入N2,则反应体系各物质的浓度均未改变,故反应速率不变,A不合题意;
B. 由题干可知,反应(ii) 为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),容积不变充入甲醇,则甲醇浓度增大,增大反应物浓度反应速率加快,B符合题意;
C. 由题干可知,反应(ii) 为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),及时分离出CH3OCH3,则减小生成物浓度,逆反应速率突然减小,平衡正向移动,导致反应物浓度逐渐减小,反应速率减慢,C不合题意;
D. 由题干可知,反应(ii) 为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),减小容器体积,则反应体系各浓度均增大,反应速率加快,D符合题意;
E.选择高效的催化剂,可以降低反应所需要的活化能,从而加快反应速率,E符合题意;
故答案为:BDE;
(4)由题干原电池装置可知,通入乙醇的一极为负极,通入氧气的一极为正极,电池总反应为:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,正极反应式为:2CO2+O2+4e-=2,据此分析解题:
①由分析可知,电池总反应为:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,正极反应式为:2CO2+O2+4e-=2,通入乙醇一极即负极的电极反应式为总反应式减去正极反应式的3倍,故得该电极反应式为:CH3CH2OH+6-12e-=8CO2↑+3H2O;
②由分析可知,该电池的正极反应式为:2CO2+O2+4e-=2,若此燃料电池电路中转移2mol电子,则消耗的O2在标准状况下的体积为=11.2L。
23.10 17.5
【分析】为保证实验有对比性,只能逐渐改变一个变量分析,CuSO4溶液体积逐渐增多,故H2SO4的量应相等均为30mL,水的量减小,但每组实验中CuSO4与水的体积之和应相等。
解析:要对比实验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,A组中硫酸为30mL,那么其它组硫酸量也都为30mL,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20mL,水为0,那么总量为20mL,所以V6=10mL,V9=17.5mL,V1=30mL,故答案为:30;10;17.5