沪科技版(2020)必修第二册第6章 化学反应速率和化学平衡本章复习同步达标检测题
展开一、选择题
1.利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀将三氯乙烯(C2H3Cl)处理为乙烯(C2H4),进行酸性水体修复的过程如图所示。等共存物的存在会影响水体修复效果,定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为,其中用于有效腐蚀的电子的物质的量。下列说法错误的是
A.反应①②③④均为还原反应
B.单位时间内,三氯乙烯脱去amlCl时
C.④的反应式可表示为
D.增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量,可使增大
2.为验证次氯酸光照分解的产物,某同学采用三种传感器分别测得氯水光照过程中pH、浓度、体积分数的变化,实验数据如图所示。
已知:①
②用来表示的化学反应速率。
下列叙述错误的是
A.从0s到150s,溶液pH降低的原因是HClO的电离程度增大
B.从0s到150s,溶液的增加到起始浓度的倍
C.从50s到150s,的平均生成速率约为
D.光照后,会分解为和,且溶液的导电能力会增强
3.下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.用甲装置制备氢氧化铁胶体
B.用乙装置配制的盐酸
C.用丙装置检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子
D.用丁装置对和浓盐酸加热反应生成的气体进行净化
4.反应4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g)在四种不同情况下的反应速率由大到小的顺序是
①v(A)=0.2ml·L-1·s-1②v(B)=0.5ml·L-1·s-1③v(C)=0.4ml·L-1·s-1④v(D)=0.5ml·L-1·s-1
A.③=②>④>①B.②=④>③=①C.①>②>③>④D.④>③>②>①
5.某恒容密闭容器内有一可左右滑动的隔板(下图所示),一定温度下,在两侧分别加入两种亚硫酸盐固体,加热分解,发生如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
达平衡后体系压强为,某时刻撤去隔板,一段时间后再达平衡,假设三种固体均存在。下列说法错误的是
A.可通过观察隔板的变化判断第一个阶段是否达到平衡状态
B.再达平衡时,体系总压强仍为
C.保持恒温、恒容,若向新平衡体系中通入少量,再达平衡时剩余固体质量增加
D.保持恒温将容器体积压缩,再次达平衡后各气体的浓度均保持不变
6.恒温恒容体系下,氨气的催化氧化过程会发生下列两个放热反应:,。下列说法正确的是
A.平衡后加入催化剂,两反应平衡均正向移动
B.时达到化学平衡状态
C.混合气体密度不变时达到化学平衡状态
D.保持其他条件不变,仅充入氦气,两反应平衡均不移动
7.将除去氧化膜的镁条放入少量稀盐酸中进行实验,测得氢气的产生速率(v)随时间(t)的变化情况如图所示,下列说法中不正确的是
A.镁条与稀盐酸反应的方程式:Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑
B.t1→t2速率变化的主要原因是镁与酸的反应是放热反应,体系温度升高
C.t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行c(H+)下降
D.t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行温度逐渐降低
8.在一恒温恒容容器中,当下列各项不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到平衡状态的是
①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量⑧混合气体的总体积
A.②③⑤⑦B.①③④⑤C.②③⑤⑥⑦D.③⑤⑥
9.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·ml-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·ml-1
在密闭容器中,1.01×105Pa,n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。
CH4的选择性可表示为×100%。
下列说法正确的是
A.反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-205.9kJ·ml-1
B.CH4的平衡选择性随着温度的升高而减少
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D.450℃时,提高的值或增大压强,均能使CO₂平衡转化率达到X点的值
10.将等物质的量的A、B混合于的密闭容器中发生反应:,经后测得D的浓度为,,以C表示的平均速率,下列说法正确的是
A.反应速率
B.该反应方程式中,x=1
C.时,A的转化率为60%
D.时,A的物质的量为
11.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.2.3gNa与氧气充分反应生成Na2O和 Na2O2,转移电子数为0.1NA
B.1mlNaHSO4固体中含有的离子数为3NA
C.1mlKClO3溶液中,含有Cl-的个数为NA
D.常温常压下,64gSO2与足量的氧气充分反应,产生SO3的分子个数为NA
12.已知含硫元素的几种物质间具有如图转化关系。表示阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是
A.反应①中充分燃烧后生成
B.反应②中若转移个电子,生成
C.个分子与足量氧气经反应③可以制得个分子
D.的二氧化硫水溶液中的物质的量为
13.在一定温度下,将和加入一定体积的刚性容器中,下列叙述是可逆反应达到平衡的标志的是
①C的体积分数不再改变 ②单位时间内生成,同时生成
③A与B物质的量之比不再变化 ④混合气体的总压强不再变化
⑤混合气体的密度不再变化 ⑥单位时间内消耗,同时生成
A.②④⑤B.②④C.①③⑥D.⑤⑥
14.在一定温度下的容积不变的密闭容器中充入2mlCO和6mlH2,使其发生反应:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体的压强保持不变B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.CH4和H2的体积比保持不变D.每生成1mlCH4消耗1mlCO
15.氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。对于反应N2+3H22NH3,下列有关说法不正确的是
A.在容器中充入1 ml N2和3 ml H2,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量为6 ml
B.在恒容容器内,反应达到平衡后,通入,压强增大,但和都不变
C.断裂6ml N—H键的同时,断裂键3 ml H—H,说明该反应达到平衡伏态
D.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态
二、填空题
16.某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0.反应物A的浓度(ml/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为 。
(2)在实验2,A的初始浓度c2= ,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3 v1(填“>”“<”“=”),且c3 1.0ml/L(填“>”“<”“=”)。
17.碱式硫酸铁难溶于水,可做净水剂、媒染剂、颜料和药物。可由硫酸亚铁与稀硝酸共热制得。某实验小组欲用如图所示装置进行实验,回答下列问题:
(1)锥形瓶中发生反应的化学方程式为 ;某同学认为用溶液代替稀硝酸更好,理由是 。
(2)酸性高锰酸钾溶液可除去一氧化氮,反应的离子方程式为。
该反应分两步进行。第一步是高锰酸钾把一氧化氮氧化为二氧化氮,反应的离子方程式为,则第二步反应的离子方程式为 。
(3)某同学测定产物纯度的方法如下:称取产物溶于适量稀硫酸中,加入足量KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,消耗标准液(涉及的反应方程式为 、)。
①盛装标准溶液的滴定管应选用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②判断达到滴定终点的方法为 。
③该产品的纯度为 ,滴定过程中,如果滴定速度过慢,可能导致所测结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
三、解答题
18.为研究节约资源、保护环境的路径。某化学兴趣小组利用工厂的旧金属废弃物(主要成分为、和,其他成分不溶于酸和碱)在实验室回收金属。工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)实验初期用溶解废弃物时发生反应的离子方程式为 ,为增加溶解速率,可采取的措施有 (任意答一条)。
(2)固体试剂X为 ,操作Ⅲ为 (填操作名称)操作。
(3)生成固体D的离子反应方程式为 。
(4)该回收流程可获得的副产品有 (填化学式)。
(5)下列说法正确的是 (填字母)。
A.实际生产中,可以用过量盐酸代替通入
B.通过类比可知固体C的成分应为
C.工业上由固体E制备Fe,常在高炉中进行
19.关于煤的处理是工业重要的生产工艺,从煤的气化到液化是重要环节。
(1)煤的气化是重要的制氢途径,在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和,起始压强为0.2MPa时,下列反应生成水煤气:
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列说法正确的是 。
A.平衡时升高温度,反应Ⅰ的平衡逆向移动 B.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C.平衡时的体积分数可能大于 D.将炭块粉碎,可加快反应速率
②反应平衡时,的转化率为50%,CO的物质的量为0.1ml。此时,整个体系 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ,反应Ⅰ的平衡常数 MPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(2)掺杂硒的纳米氧化亚铜催化剂可用于工业上水煤气合成甲醇,实现煤的间接液化,其反应为 。向起始温度为:125℃的5L恒容密闭容器中充入2ml CO和发生反应,体系总压强(p)与时间(t)的关系如图2中曲线Ⅰ所示,曲线Ⅱ为只改变某一条件的变化曲线。
①曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为 。
②体系总压强先增大的原因为 ,后减小的原因为 。
③该条件下的平衡转化率为 %(结果保留三位有效数字)。
实验
序号
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.63
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
参考答案:
1.B
【详解】A.由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知,反应①②③④均为得电子的还原反应,A正确;
B.三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价,乙烯中C原子化合价为-2价,1mlC2HCl3转化为1mlC2H4时,得到6ml电子,脱去3ml氯原子,所以脱去amlCl时ne=2aml,B错误;
C.由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化+8e-→,由于生成物中有,所以只能用H+和H2O来配平该反应,而不能用H2O和OH-来配平,所以④的电极反应式为+10H++8e-=+3H2O,C正确;
D.增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量,可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积,加快ZVI释放电子的速率,可使nt增大,D正确;
答案选B。
2.A
【详解】A.从0 s到150 s,溶液pH降低且Cl-浓度增大,说明是HClO分解生成HCl的缘故,故A错误;
B.从0 s到150 s,溶液的pH由2降低到1.5,则溶液中 增加到起始浓度的=倍,故B正确;
C.从50 s到150 s,Cl-的变化浓度约为400mg/L,则平均生成速率约为=,故C正确;
D.HClO分解产物有HCl和O2,氯水光照过程中溶液的酸性增强、Cl-浓度增大,导电能力会增强,故D正确;
故答案为A。
3.C
【详解】A.制备氢氧化铁胶体时,不能直接将饱和溶液滴入溶液中,这样会直接生成沉淀,应该将饱和溶液滴入沸水中,继续加热至液体变为红褐色停止,即可制得氢氧化铁胶体,A错误;
B.盐酸不能直接倒入容量瓶中,应该在烧杯中稀释后再转移到容量瓶中,B错误;
C.反应后溶液中还有过量的浓硫酸,检验其中的必须将溶液倒入盛水的烧杯,搅拌散热观察现象,C正确;
D.浓盐酸易挥发,生成的氯气中含有,应用饱和食盐水除去,而不能用饱和溶液,D错误。
故选C。
4.A
【详解】由化学反应速率之比与化学计量数之比相等可知,同一反应中,物质的反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,由题给数据可得:=0.05 ml/(L·s)、=0.1 ml/(L·s)、=0.1ml/(L·s)、≈0.083ml/(L·s),则四种不同情况下的反应速率由大到小的顺序为③=②>④>①,故选A。
5.B
【详解】A.当反应达到平衡时,隔板两侧的气体压强相等,隔板不再移动,因此可以通过观察隔板的变化来判断第一个阶段是否达到平衡状态,A正确;
B.撤去隔板前两边的压强相同,但各组分的分压不同,忽略固体所占的体积,左边的气体体积与右边的气体体积之比为3:2,两边各气体的分压均是总压的五分之一;撤去隔板后,氨气的分压变小,另外两种气体的分压不变,故亚硫酸氢铵生成的各气体的分压商(等效于浓度商)变小,亚硫酸氢钠的分压商变大,故亚硫酸氢铵的平衡正向移动,而亚硫酸氢钠的平衡逆向移动,使得气体的总物质的量变大,因此达到平衡时,体系的总压强大于akPa,B错误;
C.保持恒温恒容,向新平衡体系中通入少量NH3,会使反应i的平衡逆向移动,NH4HSO3的质量增加,因此剩余固体质量增加,C正确;
D.两反应的化学平衡常数均为各气体组分的浓度之积,温度不变时平衡常数不变,因此,保持恒温将容器体积压缩再次达平衡后各气体的浓度均保持不变,D正确;
故选B。
6.D
【详解】A.催化剂改变反应速率,不改变平衡的移动,A错误;
B.不能说明正逆反应速率相等,不能说明达到化学平衡状态,B错误;
C.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,C错误;
D.保持其他条件不变,仅充入氦气,不影响反应中各物质的浓度,两反应平衡均不移动,D正确;
故选D。
7.D
【详解】A.镁条与稀盐酸反应生成氢气,方程式为Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑,故A正确;
B.t1→t2过程中,c(H+)逐渐减小,反应速率应该逐渐减小,但实际上反应速率逐渐增大,说明该反应过程中放热,体系的温度逐渐升高,且温度对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响,故B正确;
C.t2→t3过程中,c(H+)逐渐减小,溶液温度逐渐升高,所以t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行c(H+)减小,故C正确;
D.Mg和稀盐酸的反应为放热反应,t2→t3过程中,c(H+)逐渐减小,溶液温度逐渐升高,但反应速率逐渐减小,说明浓度对反应速率的影响大于温度对反应速率的影响,所以t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行溶液浓度逐渐降低,故D错误;
故答案选D。
8.A
【详解】①该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,所以容器中的压强不再发生变化,不能证明达到了平衡状态,故①不选;
②该容器的体积保持不变,A是固态,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变,所以当混合气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故②选;
③反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的浓度等不再发生变化,所以各气体物质的物质的量浓度不再变化时,该反应达到平衡状态,故③选;
④该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,所以气体总物质的量不变,不能表明反应达到平衡状态,故④不选;
⑤容器中的气体平均相对分子质量M=,反应前后混合气体的质量会变化,该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应,所以当M不再发生变化时,表明已经平衡,故⑤选;
⑥C、D的化学计量数相同,则v(C)与v(D)的比值为定值,不能根据v(C)与v(D)的比值判断平衡状态,故⑥不选;
⑦A为固态,混合气体的总质量为变量,混合气体的总质量不变时,表明达到平衡状态,故⑦选;
⑧混合气体的总体积始终不变,不能根据混合气体的总体积判断平衡状态,故⑧不选;
综上,②③⑤⑦符合题意。
答案选A。
9.BD
【详解】A.由盖斯定律可知反应的焓变,A错误;
B.为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的含量降低,故的平衡选择性随着温度的升高而降低,B正确;
C.由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高,催化剂的活性最大,此时为最适温度,温度继续增加,催化剂活性下降,C错误;
D.450℃时,提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率,增大压强反应I平衡正向移动,可提高二氧化碳的平衡转化率,均能使平衡转化率达到X点的值,D正确;
故选BD。
10.D
【详解】A.根据题意得v(D)==0.25ml·L-1·min-1,则根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知v(B)=v(D)=0.125ml·L-1·min-1,A错误;
B.根据题意得v(D) =0.25ml·L-1·min-1,以C表示的平均速率v(C)=0.25ml·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知x=2,B错误;
C.由D知A的转化率为,C错误;
D.2min时,D的物质的量是0.5ml/L×2L=1ml,所以消耗A、B的物质的量分别是1.5ml、0.5ml,设A、B起始物质的量均为y,则剩余A、B的物质的量分别是y-1.5ml、y-0.5ml,根据c(A):c(B)=3:5,解得=3:5,解得y=3ml。所以2min时,A的物质的量为3ml-1.5ml=1.5ml,D正确;
故选D。
11.A
【详解】A.2.3gNa与氧气充分反应生成Na2O和 Na2O2,钠元素化合价由0升高为+1,转移电子数为0.1NA,故A正确;
B.NaHSO4固体中含有 ,1mlNaHSO4固体中含有的离子数为2NA,故B错误;
C.KClO3溶液中含K+、,KClO3溶液中不含Cl-,故C错误;
D.是可逆反应,常温常压下,64gSO2与足量的氧气充分反应,产生SO3的分子个数小于NA,故D错误;
选A。
12.B
【详解】A.没有给出标况,无法计算二氧化硫体积,A错误;
B.反应②:,可知,若转移个电子,生成,B正确;
C.二氧化硫与氧气的反应是可逆反应,个分子与足量氧气经反应③生成分子小于个,C错误;
D.没有给出溶液体积,无法计算的物质的量,D错误;
故选B。
13.C
【分析】可逆反应达到平衡状态时,同一物质的正、逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变,据此分析解答。
【详解】①C的体积分数不再改变,该反应达到平衡状态,故正确;
②单位时间内生成,同时生成,都是正反应方向,不能说明该反应达到平衡状态,故错误;
③A与B按物质的量1:3反应,A与B投料比为2:3,故A与B照物质的量之比不再变化,该反应达到平衡状态,故正确;
④该反应为气体分子数不变的反应,反应过程中混合气体的总压强一直不变,不能说明该反应达到平衡状态,故错误;
⑤该反应为气体分子数不变的反应,混合气体总质量一直不变,故混合气体的密度一直变化,不能说明该反应达到平衡状态,故错误;
⑥单位时间内消耗,同时生成则A正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故正确;
答案选C。
14.D
【详解】A.该反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行,压强不断减小,当混合气体的压强保持不变,说明达到平衡,故A不符合题意;
B.平均摩尔质量=总质量/总物质的量,根据质量守恒定律,反应前后质量不变,同时反应是总物质的量减少的反应,随着反应进行,平均摩尔质量不断增大,当混合气体的平均摩尔质量保持不变,反应达到平衡状态,故B不符合题意;
C.随着反应的进行,H2不断减少,CH4不断增加,随着反应进行CH4和H2的体积比不断增大,当CH4和H2的体积比不变时,反应达到平衡状态,故C不符合题意;
D.每生成1mlCH4,正向反应,消耗1mlCO,正向反应,两者都是同一个方向,不能说明达到平衡,故D符合题意。
故选D。
15.A
【详解】A.氮气与氢气生成氨气的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则在容器中充入1 ml 氮气和3 ml 氢气,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量小于6 ml,故A错误;
B.在恒容容器内,反应达到平衡后,通入氩气,容器内气体压强增大,但反应体系中各物质的浓度不变,所以正、逆反应速率不变,故B正确;
C.断裂6ml N—H键的同时,断裂键3 ml H—H说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C正确;
D.合成氨反应为放热反应,绝热条件下当体系温度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D正确;
故选A。
16.(1)0.013ml·L-1·min-1
(2) 1.0ml·L-1 催化剂
(3) > >
【详解】(1)在实验1中,反应在10至20 min时间内浓度降了0.13ml,时间用了10分钟,故平均速率为0.013ml·(L·min)-1。
(2)实验1和实验2对比,反应温度相同,达到平衡时c(A)相同,但实验2先达到平衡状态,即实验2的反应速率快。考虑影响反应速率的因素(浓度、压强、温度、催化剂、反应颗粒大小)可知:c2=1.0ml/L且实验2使用催化剂。
(3)实验1和实验3对比,反应温度相同,达到平衡时间相同,c(A)不同,v3<v1,要使实验3的A浓度增大,化学平衡正向用移动。考虑影响平衡移动因素(浓度、压强、温度)可知: c3>1.0ml/L。
17.(1) 无污染性气体生成,且装置简单
(2)
(3) 碱式 当滴入最后半滴标准液时,溶液蓝色褪去,且不恢复原色 94.64 偏高
【详解】(1)根据题意可知,锥形瓶中硫酸亚铁和稀硝酸反应生成产物,方程式为:;根据方程式可知,该反应生成一氧化氮,容易污染环境,故可以用溶液代替稀硝酸,原因是:无污染性气体生成,且装置简单;
(2)结合总方程式和第一步反应的方程式可知第二步反应的离子方程式为:;
(3)①溶液显碱性,应该放在碱式滴定管中;
②根据,当达到滴定终点时,单质碘消耗完毕,指示剂为淀粉溶液,则判断达到滴定终点的方法为当滴入最后半滴标准液时,溶液蓝色褪去,且不恢复原色;
③根据方程式可知, ,故该产品的纯度为:;滴定过慢,则溶液中的二价铁容易被空气中氧气氧化为三价铁,三价铁可以和碘离子反应生成单质碘,消耗增多,导致结果偏高。
18.(1) 适当升高温度、提高碱浓度、搅拌、粉碎等合理均可
(2) Fe 过滤
(3)或、
(4)、
(5)BC
【分析】用工厂的旧金属废弃物(主要成分为、和,其他成分不溶于酸和碱)在实验室回收金属,先加入NaOH溶液,转化为溶液A四羟基合铝酸钠,和不溶,过滤得到固体A为和,溶液A通入过量CO2,生成固体B为氢氧化铝,同时生成碳酸氢钠,氢氧化铝灼烧生成氧化铝,氧化铝电解得到铝;固体A先加硫酸溶解和,再加入铁粉置换出Cu,过滤得到粗铜和硫酸亚铁溶液B,溶液B通入空气,然后加入NaOH溶液,过滤得到固体D为氢氧化铁,同时得到含有硫酸钠的溶液,D灼烧得到固体E为氧化铁,然后加入C高温还原得到Fe,据此解答。
【详解】(1)实验初期用溶解,发生反应的离子方程式为,为增加溶解速率,可采取的措施有适当升高温度、提高碱浓度、搅拌、粉碎等。
(2)根据分析,固体试剂X为Fe,操作Ⅲ为过滤操作。
(3)D为氢氧化铁,生成固体D的离子反应方程式为或、。
(4)结合反应过程,该回收流程可获得的副产品有、。
(5)A.实际生产中,用过量盐酸代替通入会导致氢氧化铝溶解,A错误;
B.结合流程,通过类比可知固体C的成分应为,B正确;
C.E为氧化铁,由固体E制备Fe,常在高炉中进行还原,C正确;
故选BC。
19.(1) BD 吸收 31.2 0.02
(2) 使用催化剂 反应放热,气体膨胀使压强增大 气体总物质的量减小使压强减小 33.3%
【详解】(1)①A.反应Ⅰ为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,选项A不正确;
B.在反应中有固体C转化为气体,气体的质量增加,而容器的体积不变,因此气体的密度在反应过程中不断增大,当混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡,选项B正确;
C.若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g),由C(s)+ 2H2O(g)= CO2(g)+ 2H2(g) 可知,H2的体积分数的极值为,由于可逆反应只有一定的限度,反应物不可能全部转化为生成物,因此,平衡时H2的体积分数不可能大于,选项C不正确;
D.将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积,因此可加快反应速率,选项D正确;
答案选BD;
②反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,则水的变化量为0.5ml,水的平衡量也是0.5ml,由于CO的物质的量为0.1ml,则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2ml;三段式为:
Ⅰ中实际生成0.3ml CO要吸收热量=39.42kJ,Ⅱ中生成0.2ml CO2要放出热量=8.22kJ此时,因此整个体系吸收热量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ;平衡时H2的物质的量为0 5ml,CO的物质的量为0. lml,CO2的物质的量为0. 2ml,水的物质的量为0.5ml,则平衡时气体的总物质的量为0.5ml+0. lml+0.2ml+0.5ml=1.3ml,在同温同体积条件下,气体的总压之比等于气体的总物质的量之比,则平衡体系的总压为,反应I的平衡常数;
(2)①由图可知,改变条件,反应速率加快,平衡没移动,曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为加入催化剂;
②反应初始阶段温度为主导因素,反应放热,气体膨胀使压强增大;反应为气体分子数减小的反应,之后气体总物质的量为主导因素,气体总物质的量减小使压强减小,所以体系总压强后减小;
③由三段式可知:
由图可知,,a=0.5,该条件下H2的平衡转化率为。
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