第1章 化学反应与能量转化 （含解析）单元检测 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 单元检测 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．淀粉、蛋白质、油脂均属于天然有机高分子化含物
B．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成
C．可漂白纸浆，可用于杀菌、消毒
D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
2．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是（　　）
A．氢气燃烧是将热能转化为化学能
B．夜空中形成光柱属于丁达尔效应
C．“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”描述的是可逆反应
D．高铁酸钾的水溶液具有强氧化性和吸附性，可用来软化硬水
3．在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（　　）
A．HCl＋NaOH=NaCl＋H2O ΔH<0
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH<0
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s) ΔH<0
D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH<0
4．如图所示装置中，观察到M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（　　）
选项 M N P
A 银 锌 硝酸银溶液
B 铜 铁 稀盐酸
C 锌 铜 稀硫酸溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
5．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见（　　）
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．同种物质的状态不同，具有的能量相同
6．下图表示H2O2分解时能量随反应进程的变化，下列说法正确的是（　　）
A．曲线a表示加入催化剂时能量随反应进程的变化
B．曲线b表示反应的热效应减小了
C．双氧水催化分解不需要加热，由此推测，催化剂存在下的分解都不需要加热
D．该反应的热化学方程式：
7．下图所示装置中，甲、乙、丙三个装置中依次分别盛放含酚酞的200mLNaCl溶液、CuSO4溶液、MgCl2溶液， a、b、e、f电极均为石墨电极。通电一段时间后，a极附近首先变红色，下列有关说法正确的是（　　）
A．则M接电源的正极
B．乙为铁片上镀铜，则d极为铁片
C．当f电极生成0.224L某一种气体时（已经换算为标准状况下），常温下，则甲中溶液的pH=13（忽略溶液体积的变化）
D．丙中原理用于工业制备镁单质
8．已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．该反应为放热反应
B．该反应吸收的能量为
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．该反应只有在加热条件下才能进行
9．已知：①H2的燃烧热(ΔH)为-285.8kJ·mol-1；
②中和反应生成1mol水时的反应热(ΔH)为-57.3kJ·mol-1；
③水的汽化热(ΔH)为+44.0kJ·mol-1
下列热化学方程式书写正确的是（　　）
A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　ΔH=-285.8kJ·mol-1
B．H2O(l)=H+(aq)+OH-(aq)　ΔH=+57.3kJ·mol-1
C．H2(g)+O2(g)=H2O(g)　ΔH=-329.8kJ·mol-1
D．OH-(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l)　ΔH=+57.3kJ·mol-1
10．理论研究表明，在101kPa和298K下HCN=HNC异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．HNC比HCN稳定
B．该异构化反应的
C．正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变该反应的反应热
11．我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。吸入CO2时，其工作原理如图所示。吸收的全部CO2中，有 转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是（　　）
A．“吸入”CO2时，钠箔为正极
B．“呼出”CO2时，Na＋向多壁碳纳米管电极移动
C．“吸入”CO2时的正极反应：4Na＋＋3CO2＋4e－=2Na2CO3＋C
D．标准状况下，每“呼出”22.4 L CO2，转移电子0.75 mol
12．金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中硝态氮（NO3-）以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如下，下列说法不正确的是（　　）
A．Ir的表面发生反应：H2+N2O=N2+H2O
B．导电基体上的负极反应：H2-2e-=2H+
C．若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物
D．若导电基体上的Pt颗粒增多，不利于降低溶液的含氮量
二、非选择题
13．某小组通过观察电流表的指针偏转探究电极上发生的氧化还原反应。
（1）连接装置(如图Ⅰ所示)，断开开关K时，将铁片和铜片同时插入稀硫酸中，Fe表面产生大量无色气泡，Cu表面无明显变化；闭合开关K，电流表指针向右偏转，Fe和Cu表面均产生大量无色气泡。
①欲验证铁电极发生氧化反应的产物，实验操作和现象是　 　。
②分别用化学用语表示Fe和Cu表面均产生无色气泡的原因：　 　；　 　。
（2）该小组同学将(1)中装置的稀硫酸换成浓硝酸，两极均产生大量红棕色气体。改进实验装置(如图II所示)，闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转，约2秒后指针缓缓向左偏转，并在一段时间内电流表示数几乎不变。
①铜与浓硝酸反应的离子方程式为　 　。
②闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转的原因是　 　(结合铜电极反应式说明)。
③电流表指针向左偏转后，示数几乎不变的原因之一是铁电极上氧化膜放电，但氧化膜的生成速率大于(或等于)氧化膜的消耗速率。请设计实验方案证明：　 　。
14．研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2催化加氢生成乙烯等低碳烯烃，进而制取液态烃，作为低碳液态燃料。制取乙烯发生的主要反应有：
i.2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.89kJ mol-1
ii．CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g)△H=+41.2kJ mol-1
（1）CO2催化加氢制乙烯包括两个步骤：
步骤I：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)+CO(g)△H=-49.5kJ mol-1，写出步骤II由甲醇制乙烯的热化学方程式　 　。
（2）不同压强下CO2的平衡转化率与温度的关系如图：
①400~600℃，CO2的平衡转化率随着压强的升高而增大，B点v正　 　A点v逆(填“＞”“＜”或“=”)。在A点给定的温度和压强下，提高CO2平衡转化率的方法有　 　。(任写一种)
②在恒定压强下，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先降低后升高。试分析可能原因　 　。
③根据图像可知，为了获得更多乙烯等低碳烯烃，反应条件应控制在　 　(填序号)。
A．压强0.1~1.0MPa B．温度300~400℃
C．压强2.0~3.0MPa D．温度900~1000℃
一定条件下，将H2和CO2[n(H2)：n(CO2)=3]以一定的流速通过K—Fe—MnO/Al2O3催化剂进行反应，测得CO2的平衡转化率为50.0%，C2H4和CO的物质的量之比为2∶1，反应i的化学平衡常数Kp=　 　(只列算式不计算)。不改变气体流速和温度，一定能提高C2H4选择性的措施有　 　。(任写二种)
15．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示：
（1）反应Ⅰ的化学方程式是　 　。
（2）反应Ⅱ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+550kJ mol-1。该反应自发进行的条件是　 　(填“高温”、“低温”或“任意温度”)，理由是　 　。
反应Ⅱ由两步反应组成：i.H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) △H=+177kJ mol-1
ii.SO3(g)分解。则SO3(g)分解的热化学方程式为　 　。
（3）L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时，ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是　 　。
②判断L1、L2的大小关系，L1　 　L2，并简述理由：　 　。
（4）煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=218.4kJ mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6kJ mol-1(反应Ⅱ)
恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1>v2，请画出反应体系中c(SO2)随时间变化的总趋势图　 　。
（5）工业生产中产生的SO2废气也可用如图方法获得H2SO4。写出电解的阳极反应式　 　。
16．从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价～物质类别二维图。
回答下列问题：
（1）工业上冶炼Fe常用的方法是　 　（填选项字母）。
a．电解法b．还原法c．热分解法d．物理方法
（2）若图1中的F为硫酸盐，请写出由D生成F的离子方程式　 　。
（3）图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E，该反应的化学方程式为　 　。
（4）图1中的F与C在水溶液中的转化离子反应有：2Fe3+＋2I- 2Fe2+＋I2。为了探究该反应存在一定的限度，某化学兴趣小组在试管中取10mL0.5mol/L的KI溶液，再加入10mL0.2mol/L的FeCl3溶液，振荡，使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的，还需要再向试管中加入下列试剂中的______（填选项字母）。
A．淀粉溶液 B．KSCN溶液
C．CCl4 D．酸性高锰酸钾溶液
（5）用 可以去除水体中的 （原理如图2）。若有1mol 转化为 ，则参加反应的 失去的电子的物质的量为　 　mol。
（6）某化学兴趣小组利用原电池原理（如图所示）探究Fe3+的氧化性强于Cu2+。
写出该装置的电极反应式。负极：　 　；正极：　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．油脂是高级脂肪酸甘油酯，不是高分子化合物，A不符合题意；
B．氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁，B不符合题意；
C．二氧化硫除了具有漂白作用，可漂白纸浆、毛和丝等，还可用于杀菌消毒，例如，在葡萄酒酿制过程中可适当添加二氧化硫，起到杀菌、抗氧化作用，C符合题意；
D．镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】易错分析：A.油脂不属于高分子化合物，高分子化合物的分子量一般从几千到十几万不等。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．氢气燃烧是将化学能转化为热能，故A不符合题意；
B．丁达尔效应是一束光照射向胶体，形成一条光亮的通路，因此夜空中形成光柱属于丁达尔效应，故B符合题意；
C．“丹砂(HgS)烧之成水银，即HgS加热发生分解反应生成Hg，此过程为分解反应，积变又还成丹砂，两者不是相同条件下进行，不是可逆反应，故C不符合题意；
D．高铁酸钾的水溶液具有强氧化性和吸附性，可用来杀菌消毒净化水，不能软化硬水，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.氢气燃烧将化学能转化为热能；
B.胶体能产生丁达尔效应；
C.HgS加热发生分解反应生成Hg的反应不可逆；
D.高铁酸钾不能软化硬水。
3．【答案】A
【解析】【解答】A. 该反应为复分解反应，没有电子的转移，故不能设计成原电池，A符合题意；
B. 该反应为燃烧反应，是自发的氧化还原反应，故可以设计成原电池，B不符合题意；
C. 该反应为二价铁被氧化的反应，是自发的氧化还原反应，故可以设计为原电池，C不符合题意；
D. 该反应为燃烧反应，是自发的氧化还原反应，故可以设计成原电池，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置，因此原电池反应的原理一定要有自发的氧化还原反应，有电子的转移和得失，据此分析。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．N为锌，M为银，N极材料比M极材料活泼，M极上有银析出，所以M质量增加，A符合题意；
B．M极发生的反应为2H++2e-=H2↑，有气体生成，M质量不变，B不符合题意；
C．M为锌，N为铜，M极材料比N极活泼，C不符合题意；
D．M为锌，N为铁，M极材料比N极活泼，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】M变粗，N变细，即M为正极，N为负极，因此M中有固体析出，电解质溶液中的阳离子应为金属离子，且N应该比M更活泼。
5．【答案】B
【解析】【解答】A. NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，A错误；
B.该反应为吸热反应，所以该反应将热能转化为化学能即产物内部能量，B正确；
C. 该反应为吸热反应，E生-E反>0，所以反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；
D.同种物质的状态不同，具有的能量不同，D错误；
故答案为：B。
【分析】本题主要考查化学反应中能量的变化。
A.反应中醋酸逐渐凝固，说明温度降低，该反应即为吸热反应；
B.该反应为吸热反应，所以该反应将热能转化为化学能即产物内部能量；
C.在化学反应中，生成物总能量大于反应物总能量的为吸热反应，反之，为放热反应；
D.同种物质的状态不同，具有的能量不同，例如水的三态转化。
水由液态到气态叫汽化是一个吸热过程，到固态叫凝固是一个放热过程；
水由固态到液态叫熔化是一个吸热过程，到气态叫升华是一个吸热过程；
水由气态到液态叫液化是一个放热过程，到固态叫凝华是一个放热过程。
6．【答案】D
7．【答案】C
【解析】【解答】A.根据上面叙述可知M接电源负极，N接电源的正极，A不符合题意；
B.由于M接电源负极，N接电源的正极，乙烧杯溶液为CuSO4溶液，若要实现铁片上镀铜，则阴极应该为铁片，故c极为铁片，d电极为Cu片，B不符合题意；
C.f电极为阳极，发生反应：2Cl- -2e-=Cl2↑，n(Cl2)=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，则电子转移的物质的量为n(e-)=2n(Cl2)=0.02mol，对于甲发生反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，所以若转移0.02mol电子，反应产生NaOH的物质的量是0.02mol，由于溶液的体积为0.2L则c(NaOH)= 0.02mol÷0.2L=0.1mol/L，c(H+)=10-14÷0.1 mol·L-1=10-13mol/L，则溶液的pH=13，C符合题意；
D.丙中上阴极H+放电产生H2，附近产生的OH-与Mg2+结合形成Mg(OH)2沉淀，阳极上Cl-放电产生氯气，没有金属镁产生，所以不能用于工业制备镁单质，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示可知甲、乙、丙三个装置为串联的电解池，根据通电一段时间后，a极附近首先变红色，可知a电极附近溶液显碱性，说明在a电极发生反应2H++2e-=H2↑，因此可确定a电极为阴极，与a连接的电源电极M接电源负极，N接电源的正极，然后对选项依次分析，进行解答。
8．【答案】B
【解析】【解答】
A.由图象可知反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，A错误；
B.该反应吸收的总能量=断键吸收的总能量$-$成键放出的总能量=E1-E2，B正确；
C.依据A项分析，C错误；
D.某些吸热反应不需要加热也可以发生，如氢氧化钡晶体和铵盐发生的吸热反应，D错误.
故答案为：B。
【分析】根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
焓变=生成物总能量-反应物总能量分析。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．在101kPa时，1mol可燃物燃烧生成稳定的化合物时放出的热量是燃烧热，所以2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1，A项不符合题意；
B．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量是57.3kJ，可表示H+(aq)+OH-(aq) =H2O(l)·ΔH=-57.3kJ·mol-1。正反应是放热反应，则其逆反应是吸热反应，反之亦然，B项符合题意；
C.1mol氢气完全燃烧当生成气态水时，放出的热量比285.8kJ小，C项不符合题意；
D．CH3COOH是弱酸，电离时吸热，发生中和反应时，放出的热量小，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A．在101kPa时，1mol可燃物燃烧生成稳定的化合物时放出的热量是燃烧热；
B．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量是57.3kJ，正反应是放热反应，则其逆反应是吸热反应，反之亦然；
C.依据生成水的状态分析；
D．CH3COOH是弱酸，电离时吸热。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．由图像可知，HCN 比 HNC 的能量低，故 HCN 比 HNC 稳定，A 不符合题意；
B．HNC比 HCN 高 59.3 kJ·mol-1，故该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1，B 符合题意；
C．正反应的活化能为 186.5kJ·mol-1，逆反应的活化能为 127.2 kJ·mol-1，正反应的活化能大于逆反应的活化能，C 不符合题意；
D．使用催化剂，不能改变反应物、生成物的相对能量，不能改变反应的反应热，D 不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据能量判断物质的稳定性，能量越高，越不稳定。
B.生成物总能量减去反应为总能量即可得到反应焓变。
D.催化剂改变反应历程，加快反应速率，但是不改变反应热。
11．【答案】C
【解析】【解答】A.“吸入”CO2时为原电池装置，钠箔为负极，A不符合题意；
B.“呼出”CO2时为电解池装置，阳离子移向阴极，因此Na+向钠箔移动，B不符合题意；
C.由分析可知，“吸入”CO2时正极的电极反应式为4Na＋＋3CO2＋4e－=2Na2CO3＋C，C符合题意；
D.标准状态下，22.4LCO2的物质的量，由电极反应式2Na2CO3＋C－4e－=4Na＋＋3CO2可知，生成1molCO2，转移电子数为，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】放电过程“吸入”CO2，为原电池装置，其负极反应式为Na－e－=Na＋，正极反应式为4Na＋＋3CO2＋4e－=2Na2CO3＋C；“呼出”CO2时为电解池装置，其阳极的电极反应式为2Na2CO3＋C－4e－=4Na＋＋3CO2，阴极的电极反应式为Na＋＋e－=Na；据此结合选项进行分析作答。
12．【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知，Ir表面上，H2和N2O反应生成N2和H2O，选项正确，A不符合题意；
B.由图可知，导电基体上，H2转化为H+，该电极反应式为H2-2e-=2H+，选项正确，B不符合题意；
C.若导电基体上只有铜原子时，NO3-反应生成NO，不能消除含氮污染物，选项错误，C符合题意；
D.由图可知，当导电基体上的Pt颗粒增大时，NO3-转化为NH4+，不利于降低溶液中的含氮量，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】此题是对新型原电池装置的考查，结合图示过程中，物质的转化进行分析即可。
13．【答案】（1）取铁电极附近溶液少许于试管中，加入铁氰化钾溶液，产出蓝色沉淀；Fe+2H+=Fe2++H2↑；2H++2e-= H2↑
（2）Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2↑+2H2O；形成原电池，Fe比Cu相对活泼失电子做负极，铜片作正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-= Cu(或NO+2H++e-= NO2↑+H2O)；电流表示数基本不变后，每隔一段时间测定左池溶液中的铁含量，铁含量显著增多，证明氧化膜参与了反应
【解析】【解答】(1)①铁电极发生氧化反应会生成Fe2+，检验亚铁离子需要用铁氰化钾溶液，实验操作和现象是：取铁电极附近溶液少许于试管中，加入铁氰化钾溶液，产出蓝色沉淀；
②Fe表面产生无色气泡的原因是铁单质与稀硫酸发生化学反应生成硫酸亚铁和氢气，反应离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe和Cu和稀硫酸形成原电池，Cu做正极，氢离子移至Cu表面得电子生成氢气，则Cu表面产生无色气泡的原因：2H++2e-= H2↑；
(2)①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水，反应的离子方程式为Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2↑+2H2O；
②闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，形成原电池，铁做负极、铜做正极，电流从左流向右，则观察到指针快速向右偏转的原因是：形成原电池，Fe比Cu相对活泼失电子做负极，铜片作正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-= Cu(或NO+2H++e-= NO2↑+H2O)；
③电流表指针向左偏转后，示数几乎不变的原因之一是铁电极上氧化膜放电，但氧化膜的生成速率大于(或等于)氧化膜的消耗速率。设计实验方案证明：电流表示数基本不变后，每隔一段时间测定左池溶液中的铁含量，铁含量显著增多，证明氧化膜参与了反应。
【分析】(1)①检验亚铁离子需要用铁氰化钾溶液；
②铁单质与稀硫酸发生化学反应生成硫酸亚铁和氢气；Fe和Cu和稀硫酸形成原电池；
(2)①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水；
②铁电极快速插入浓硝酸中，形成原电池；
③电流表示数基本不变后，每隔一段时间测定左池溶液中的铁含量，铁含量显著增多，证明氧化膜参与了反应。
14．【答案】（1）2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H=-28.89kJ mol-1
（2）＜；增大氢碳比、将生成物及时分离；反应i为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；反应ii为吸热反应，温度升高，平衡正向移动。随着温度的升高，CO2平衡转化率降低是因为反应i占主导，CO2平衡转化率升高是因为反应ii占主导；BC；；催化剂、加压
【解析】【解答】(1) i.2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H=-127.89kJ mol-1
ii．CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) △H=+41.2kJ mol-1
iii．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.25kJ mol-1
根据盖斯定律：i-2×iii得2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H=(-127.89+49.25×2)kJ mol-1=-28.89kJ mol-1，故答案为：2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H=-28.89kJ mol-1；
(2)①由图可知，A、B均为平衡点，各点正逆反应速率相等，A、B两点温度相同，但A点压强大于B点压强，压强越高，反应速率越快，则B点v正＜A点v逆；在一定的温度和压强下，提高CO2平衡转化率有增大氢碳比、将生成物及时分离，故答案为：＜；增大氢碳比、将生成物及时分离；
②反应i.2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H=-127.89kJ mol-1为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，反应ii．CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) △H=+41.2kJ mol-1为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，而在较低温度下，随着温度的升高CO2的平衡转化率降低，说明反应ⅰ占主导，在较高温度下，随着温度的升高CO2的平衡转化率升高，说明反应ii占主导，故答案为：反应i为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；反应ii为吸热反应，温度升高，平衡正向移动。随着温度的升高，CO2平衡转化率降低是因为反应i占主导，CO2平衡转化率升高是因为反应ii占主导；
③为了使更多获得乙烯等低碳烯烃，则要使反应i.2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H=-127.89kJ mol-1为主导，反应ⅰ为放热反应，则要选择较低温度，同时考虑反应速率，所以温度选300～400℃，增大压强可以加快反应速率同时使反应ⅰ平衡正向移动，所以压强选2.0～3.0MPa，则选择BC；
设起始H2物质的量为6mol，则起始CO2物质的量为2mol，平衡时C2H4和CO的物质的量之比为2∶1，设C2H4和CO的物质的量分别为xmol和0.5xmol，
平衡时CO2的转化率为 ×100%=50.0%，解得：x=0.4，则平衡时n(CO2)=2mol-2.5×0.4mol=1mol，n(C2H4)=0.4mol，n(CO)=0.2mol，n(H2)=6mol-6.5×0.4mol=3.4mol，n(H2O)=4.5×0.4mol=1.8mol，混合气总物质的量为1mol+0.4mol+0.2mol+3.4mol+1.8mol=6.8mol，A点压强为1MPa，p(CO2)= ×1MPa= MPa，p(C2H4)= ×1MPa= MPa，p(H2)= ×1MPa= MPa，p(H2O)= ×1MPa= MPa，则Kp= = ；不改变气体流速和温度，要提高C2H4的选择性，可以选择合适的催化剂，降低反应ⅰ的活化能，加快反应速率，提高C2H4选择性；反应ⅰ为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，压强对反应ii没有影响，H2O(g)含量增加，从而使反应ⅱ平衡逆向移动，有进一步促进反应ⅰ平衡正向移动，提高C2H4选择性，故答案为：BC； ；催化剂、加压。
【分析】根据盖斯定律，结合反应i和步骤I计算解答；由图可知，A、B均为平衡点，各点正逆反应速率相等，A、B两点温度相同，但A点压强大于B点压强；在B点给定的温度和压强下，提高CO2平衡转化率即使平衡正向移动，根据勒夏特列原理分析；反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，结合温度对平衡的影响分析解答；设起始H2物质的量为6mol，起始CO2物质的量为2mol，根据平衡时C2H4和CO的物质的量之比为2∶1结合三段式计算解答。
15．【答案】（1）SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
（2）高温；△H>0，△S>0；2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)△H=+196kJ mol-1
（3）压强；L1（4）
（5）Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
【解析】【解答】(1)根据图示，反应Ⅰ是二氧化硫、碘、水反应生成硫酸和氢碘酸，反应的化学方程式是SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI；
(2) 2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)△H>0 △S>0，根据可知，该反应自发进行的条件是高温；
Ⅱ.2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+550kJ mol-1
i.H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) △H=+177kJ mol-1；
根据盖斯定律Ⅱ-i×2得SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) △H=+550kJ mol-1-177kJ mol-1×2=+196kJ mol-1；
(3)①2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) 增大压强平衡逆向移动，SO3(g)的平衡转化率减小；正反应吸热，当压强一定时，升高温度平衡正向移动，SO3(g)的平衡转化率增大；根据图示，X代表的物理量是压强；
②L1、L2代表温度，正反应吸热，当压强一定时，升高温度平衡正向移动，SO3(g)的平衡转化率增大，所以L1、L2的大小关系，L1(4) CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=218.4kJ mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6kJ mol-1(反应Ⅱ)
恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，反应Ⅰ生成二氧化硫，由于v1>v2，反应Ⅰ首先达到平衡，二氧化硫的浓度达到最大值，由于反应Ⅱ速率慢，此时反应Ⅱ还在正向进行，二氧化碳浓度增大，使反应Ⅰ逆向移动，二氧化硫的浓度又降低，所以反应体系中c(SO2)随时间变化的总趋势图为；
(5)根据图示，电解硫酸锰生成二氧化锰和硫酸，锰元素化合价升高发生氧化反应，所以阳极反应式Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。
【分析】(1)二氧化硫、碘、水反应生成硫酸和氢碘酸；
(2) 根据；
Ⅱ.根据盖斯定律；
(3)①依据外界因素对平衡的影响；
②温度对平衡转化率影响；
(4)反应前反应正向进行，平衡后依据勒夏特列原理；
(5)阳极锰元素化合价升高发生氧化反应。
16．【答案】（1）b
（2）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
（3）4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3
（4）B
（5）8
（6）Cu-2e-=Cu2+；2Fe3++2e-=2Fe2+（或Fe3++e-=Fe2+）
【解析】【解答】(1)工业上常用碳还原铁矿石冶炼 ，为还原法；
(2)根据图1，D到F铁的化合价未变，F为硫酸盐，则D为氧化铁，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
(3)B为+2的碱，为氢氧化亚铁，可与氧气、水反应生成氢氧化铁，方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3；
(4)根据题中数据，可知KI过量，若反应为可逆反应，则溶液中存在Fe3+，可用KSCN检验；
(5) 转化为 ，N的化合价由+5变为-3，1mol 得到8mol电子，得失电子守恒，则参加反应的 失去8mol电子；
(6)Cu、石墨与氯化铁形成的原电池，Cu失电子，生成铜离子，作负极；石墨作正极，铁离子的电子生成亚铁离子。
【分析】根据图1，各物质均为铁及其化合物，A为+2价的氧化物，为氧化亚铁；D为+3的氧化物，为氧化铁；B为+2价的碱，为氢氧化亚铁；E为+3的碱，为氢氧化铁；C为亚铁盐；F为铁盐。
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