青海高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-06化学能与电能
一、单选题
1.(2023·青海西宁·统考一模)微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌,工作时可将工业废水中的有机污染物转化为,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.工作时,a极发生氧化反应,电流从b极流向a极
B.M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜,脱盐室最终可得到淡盐水
C.若b极上消耗标准状况下气体,通过N膜的离子的物质的量为
D.呼吸细菌的作用为催化有机物分解
2.(2023·青海西宁·统考二模)某研究团队以KOH溶液为电解质溶液,电催化合成偶氨化合物()的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法正确的是
A.N极为阳极,发生还原反应
B.M极上的电极反应式为2+8e-+8H+=+4H2O
C.每生成0.1molRCN时,有0.4molK+通过离子交换膜
D.电池工作过程中,M极区附近溶液的pH增大
3.(2022·青海·统考模拟预测)室温氟穿梭电池装置如图所示,负极为Ce/CeF3,正极为CuF2/Cu,氟氢离子液体作电解质,已知放电时总反应式为3CuF2+2Ce=3Cu+2CeF3,正极的电极反应式为CuF2+4[(FH)3F]-+2e-=Cu+ 6[(FH)2F]-。下列说法正确的是( )
A.放电时,电能转化为化学能
B.充电时,Ce与外接电源的正极相连
C.充电时,阳极的电极反应式为Cu+2F- -2e- =CuF2
D.放电时,负极发生的电极反应为Ce+ 9[(FH)2F]- - 3e- =CeF3 +6[(FH)3F]-
4.(2022·青海西宁·统考二模)十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”,对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢—空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合,已知:2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l) H=-632kJ/mol,下列说法正确的是
A.电子从电极b流出,经负载流向电极a
B.当电极a的质量增加64g时,电池内部释放632kJ的热能
C.电极b上发生的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O
D.标准状况下,每11.2LH2S参与反应,有1molH+经固体电解质膜进入负极区
5.(2022·青海西宁·统考一模)2020年9月中科院研究所报道了一种高压可充电碱-酸Zn-PbO2混合电池,电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环(如图),该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法正确的是
A.充电时,d极发生还原反应
B.离子交换膜b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C.放电时a极的电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)
D.放电时,每转移2mol电子,中间K2SO4溶液中溶质减少1mol
6.(2022·青海海东·统考一模)水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势而备受关注。一种新型无隔膜液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体,和的混合液作电解质溶液,下列说法正确的是
A.放电时,当外电路转移时,两电极质量变化的差值为11g
B.过程Ⅱ为放电过程,石墨毡电极的电极反应为
C.过程Ⅰ为锌沉积过程,A连电源的正极,锌离子得到电子发生还原反应生成锌
D.放电时,沉积在石墨毡上的逐渐溶解,石墨毡电极质量减小,锌箔质量增大
7.(2021·青海西宁·校联考二模)一种电池装置如图所示,它能溶解辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制得硫酸铜。下列说法正确的是
A.M极为正极
B.X交换膜为阳离子交换膜
C.M极上的电极反应式为Cu2S-10e-+4H2O=2Cu2++8H++
D.外电路上每通过2mol电子,左室溶液增重32g
8.(2021·青海西宁·校联考二模)利用下列装置进行实验(夹持仪器已省略),能达到实验目的的是
A.图甲制取并收集干燥纯净的NH3
B.图乙用于配制100mL一定浓度H2SO4溶液
C.用图丙装置实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑
D.用图丁装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察到白色
9.(2021·青海西宁·统考三模)生物电化学系统还原CO2是另一种产生甲烷的方法,装置如图所示,下列说法正确的是
A.电极A为阴极
B.此交换膜为阴离子交换膜
C.电极A中消耗1 mol CH3COO-时,产生8 mol H+
D.电极B电极反应式为:CO2+8H++8e-=CH4+2H2O
10.(2021·青海海东·统考二模)硫酸的生产工艺有多种,其中以固体金属氧化物作电解质(可传导)的电化学法生产硫酸的原理如图[已知:S(g)在电极上的反应为可逆反应]。下列说法不正确的是
A.a极可发生副反应:
B.b极的电极反应式:
C.每产生500mL 98%硫酸(密度为),转移的电子数为55.2NA
D.a极电势比b极电势低
11.(2021·青海海东·统考一模)以石墨为电极材料,熔融硝酸钠为电解质,NO2-O2燃料电池的工作原理如图所示。
下列关于该燃料电池的说法正确的是( )
A.石墨I电极的电势低于石墨Ⅱ电极的电势
B.石墨Ⅱ电极上消耗的NO2的体积与生成的N2O5的体积之比为2:1
C.该电池工作时,熔融NaNO3中Na+向石墨Ⅱ电极移动
D.该电池的总反应方程式为4NO2+O2=2N2O5
二、工业流程题
12.(2023·青海玉树·统考三模)三氧化二锑(Sb2O3)作为阻燃剂可广泛用于尼龙、工程塑料(ABS)、合成树脂、纸张等。从砷锑烟尘(主要成分为Sb2O3、As2O3和少量SiO2、Ag)中提纯三氧化二锑的工艺流程如图:
已知:Sb2O3和As2O3均能溶于浓盐酸。
(1)“酸浸”时能提高酸浸速率的措施有 (写出一种),浸出渣的成分为 (填化学式)。
(2)“还原”时, AsCl3与Na3PO2反应生成As、Na3PO3和HCl的化学方程式为 ,根据Sb与As元素同主族推测,Na3PO2不宜过量的原因是 。
(3)“稀释水解”时,水解温度与稀释比对Sb3+水解率的影响如图所示,则水解最佳温度和最佳稀释比分别为 、 。
(4)“中和脱氯”时发生的离子方程式为 。
(5)Sb2O3可直接电解制备金属Sb单质,其原理如图所示。Sb2O3极发生的电极反应式为: 。
三、原理综合题
13.(2023·青海玉树·统考三模)CO2资源化利用受到越来越多的关注,它能有效减少碳排放,有效应对全球的气候变化,并且能充分利用碳资源。二甲醚(CH3OCH3)是现代社会比较清洁的能源。下列是利用CO2制备二甲醚的主要反应。
( i )CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.0 kJ·mol-1;
( ii )CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) ΔH =-90.4 kJ·mol-1;
( iii )2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) ΔH = -23.4 kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)根据(i)(ii)(iii)得3CO(g)+3H2 (g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的 ΔH = 。
(2)某二甲醚/双氧水燃料电池的工作原理如图1所示。电池工作时,A电极名称为 ,该电极附近溶液的pH (填“减小”“增大”或“不变”);电极B的电极反应式为 。
(3)CO2催化加氢合成二甲醚。
反应Ⅰ :CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =+41.0 kJ·mol-1
反应Ⅱ :2CO2(g) +6H2(g)CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH = - 122.5 kJ·mol-1
①反应Ⅱ的平衡常数表达式K= 。
②在恒压、n(CO2):n(H2)=1:2的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=)随温度的变化如图2所示;T°C时,起始投入3 mol CO2、6 mol H2 ,达到平衡时反应Ⅰ理论上消耗H2的物质的量为 。合成二甲醚时较适宜的温度为260 °C ,其原因是 。
14.(2023·青海西宁·统考一模)煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中的含量,已成为我国解决环境问题的主导技术之一、
Ⅰ.固硫技术:通过加入固硫剂,将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。生石灰是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①
②
(1)表示燃烧热的热化学方程式是 。
(2)由上述两个反应可知,在煤燃烧过程中要提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比),可采用的方法是 。
(3)某温度下,在一个恒容密闭容器中加入和,若只发生反应②,测得如下数据:
0 10 20 30 40
2 1.5 1.1 0.8 0.8
内 ,此条件下该反应的平衡常数为 。
(4)实际生产中常用石灰石代替生石灰,石灰石吸收热量分解为生石灰,即。800℃下,在一个密闭容器中加入一定量的进行该反应,气体的浓度变化如图所示,和与时分别改变一个条件,则改变的条件依次是 和 。
Ⅱ.除去燃煤产生的废气中的的过程如图所示。
(5)过程①是的部分催化氧化反应,若参加反应的和的体积比为4∶3,则反应的化学方程式为 。
(6)过程②利用电化学装置吸收另一部分,使得再生,该过程中阳极的电极反应式为 。若此过程中除去含5%(体积分数)的的废气(标准状况),则需要的电量为 C(一个电子的电量)。
15.(2022·青海西宁·统考二模)燃煤废气中含有多种能回收利用的原料气,如CO2、SO2及氮氧化物等,对其综合利用,可以改善环境质量。回答下列问题:
(1)标准状况下,各元素最稳定单质生成标准状况下1mol某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓()。将燃煤废气中的SO2富集后催化氧化可得到SO3。由表中数据,推测SO3(l)的 (填“>”、“<”或“=”)-395.7kJ·mol-1,写出SO2(g)与O2(g)生成SO3(g)的热化学方程式 。
物质 O2(g) SO2(g) SO3(g)
/kJ mol-1 0 -296.8 -395.7
(2)亚硝酰氯(CINO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中,发生反应2NO(g)+Cl2(g) 2CINO(g) H<0。平衡后,改变外界条件X,实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化关系如图1所示,则条件X可能是_______(填字母序号)。
A.温度 B.压强 C. D.与催化剂的接触面积
(3)已知反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) H=-746.5kJ mol-1,在密闭容器中充入4molCO和5molNO,平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图2所示。
①反应在D点达到平衡后,若此时升高温度,同时扩大容器体积使压强减小,在重新达到平衡过程中,D点会向A~G点中的 点移动。
②某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图3所示。温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是 ;a点 (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是 。
(4)以连二亚硫酸根离子()为媒介,用电化学法处理烟气中NO的装置如图4所示。
①阴极区的电极反应式为
②NO被吸收转化后的主要产物为,若通电时电路中转移了0.3mole-,则通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况卜的体积为 mL。
16.(2022·青海海东·统考一模)烯烃是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)在浓硫酸的作用下,2—丁醇发生消去反应:
①(l)CH3CH2CH=CH2(1-丁烯,g)+H2O(g) ΔH1
②(l)CH3CH=CHCH3(2-丁烯,g)+H2O(g) ΔH2
则1—丁烯转化为2—丁烯的热化学方程式为 。
(2)某温度下,向一体积为10L的恒容密闭容器中充入1mol溴蒸气和1mol1—丁烯,发生反应:CH3CH2CH=CH2(g)+Br2(g)CH2=CHCH=CH2(g)+2HBr(g) △H>0,10min后,反应达到平衡,此时容器中物质的总物质的量为2.5mol。
①达到平衡后,欲增大CH2=CHCH=CH2的产率,可采取的措施为 。
②平衡时,溴蒸气的转化率为 ,0~10min内,v(HBr)= mol·L·min-1。
③该温度下,反应的平衡常数K= 。
(3)1,3—丁二烯在苯溶液中能发生聚合反应生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中1,3—丁二烯的浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.T1>T2
B.c点的正反应速率小于c点的逆反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45mol·L-1
(4)工业上用电解丁醛的方法制备1—丁醇和丁酸的总反应为2CH3CH2CH2CHO+H2OCH3CH2CH2COOH+CH3CH2CH2CH2OH,电解装置示意图如图,阴极的电极反应式为 ,生成的a为 (填名称)。
参考答案:
1.C
【分析】a极上加入了呼吸细菌,工作时可将工业废水中的有机污染物转化为,则a极为负极,发生氧化反应,则M为阴离子交换膜, 经过M膜的离子为和b极为正极,发生还原反应,N为阳离子交换膜,经过N膜的离子为和;
【详解】A.根据电极转化关系可知,a极为负极、b极为正极,因此工作时,a极发生氧化反应,电流从b极流向a极,A项正确;
B.阴离子向a极迁移,阳离子向b极迁移,因此N为阳离子交换膜,M为阴离子交换膜,B项正确;
C.若b极上消耗标准状况下,则外电路中通过,此时通过阳离子交换膜的电荷数为,经过N膜的离子为和,其所带电荷数不同,故此离子数目无法确定,C项错误;
D.呼吸细菌的作用为催化有机物分解,D项正确;
答案选C。
2.D
【分析】RCH2NH2中C元素显-1价,RCN中C元素显+3价,则N极上RCH2NH2→RCN,失电子作阳极,M极为阴极。
【详解】A.该装置为电解池,N极上RCH2NH2失电子生成RCN,发生氧化反应,A项错误;
B.M极上硝基苯转化为偶氮化合物,得电子发生还原反应,M极为电解池的阴极,电极反应为2+8e-+4H2O =+8OH-,B项错误;
C.该装置中的离子交换膜为阴离子交换膜,K+不能通过,C项错误;
D.电池工作过程中,M极发生的反应为2+8e-+4H2O =+8OH-,则溶液的pH增大,D正确;
故选D。
3.D
【详解】A.放电时为原电池装置,将化学能转化为电能,A错误;
B.充电时,CeF3得到电子转化为Ce为阴极,与外接电源的负极相连,B错误;
C.充电时,阳极的电极反应式为Cu+ 6[(FH)2F]--2e-= CuF2+4[(FH)3F]-,C错误;
D.放电时,总反应减去正极电极反应式得到负极发生的电极反应为:Ce+ 9[(FH)2F]- - 3e- =CeF3 +6[(FH)3F]-,D正确;
故答案为D。
4.C
【分析】电极a上H2S失电子产生S2,为电池的负极,电极b上氧气得电子产生水,为正极,电子由负极流向正极。
【详解】A.a为负极,b为正极,电子从电极a流出,经负载流向电极b,选项A错误;
B.当电极a的质量增加64g时,即生成1molS2(s),反应中化学能主要转化为电能,则电池内部释放的热能远小于632kJ,选项B错误;
C.该电池是质子固体做电解质,所以电极b反应式为,选项C正确;
D.由电极反应式2H2S-4e-=4H++S2可知,标准状况下,每11.2LH2S 物质的量=,H2S 参与反应,有1molH+经固体电解质膜进入正极区,选项D错误;
答案选C。
5.C
【分析】根据电池装置,a极室为碱性电解质溶液,d极室为酸性电解质溶液,放电时锌在负极被氧化,二氧化铅在正极被还原,充电时,阳极生成二氧化铅,阴极生成锌,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,充电时d极为阳极,发生氧化反应,故A错误;
B.因为是碱-酸混合电池,根据电池装置,a极室为KOH溶液,d极室为H2SO4溶液,放电时负极反应式为:Zn-2e-+4OH-=Zn(OH),K+通过离子交换膜b由a极室进入中间中性溶液。正极反应式为:PbO2+4H++ +2e- =PbSO4+2H2O,通过离子交换膜c由d极室进入中间中性溶液。充电时反向转移,保持两极室电解质溶液酸碱性所以离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜,B错误;
C.放电时,锌在负极结合OH-生成Zn(OH),负电极反应式为:Zn-2e-+4OH-=Zn(OH),故C正确;
D.根据放电时电极反应式可知,每转移2mol电子,中间K2SO4溶液中溶质增加lmol,故D错误。
答案选C。
6.A
【分析】此为新型无隔膜液流电池,则过程Ⅱ为放电过程,Zn为负极,石墨毡为正极。
【详解】A.放电时,负极发生反应Zn-2e-=Zn2+,转移2mol电子,质量减少65g;正极发生反应,转移2mol电子,质量减少87g,故转移2mol电子,两极质量变化的差值为22g,故当外电路转移时,两电极质量变化的差值为11g,故A正确;
B.过程Ⅱ为放电过程,石墨毡电极为原电池的正极,得电子,B项错误;
C.锌沉积过程发生转化为的还原反应,A极连电源的负极,C项错误;
D.放电时,沉积在石墨毡上的逐渐溶解,石墨毡电极质量减小,锌箔中锌失电子被氧化,锌箔质量也减小,D项错误。
故选A。
7.C
【详解】A.电池工作时,M极:Cu2S-CuSO4,失电子为负极,则N极为正极,A项错误;B.M极上的电极反应式为Cu2S-10e-+4H2O=2Cu2++8H++,因为M极产生的Cu2+与的物质的量比为2:1,故右室中需通过X交换膜进入左室,则X交换膜是阴离子交换膜,B项错误;
C.M极上的电极反应式为Cu2S-10e-+4H2O=2Cu2++8H++,C项正确;
D.因为外电路上每通过2 mol电子,左室溶液中除了有0.2 mol Cu2S溶解,还有右室中的通过X交换膜进入左室,故增重超过32 g,D项错误;
答案选C。
8.A
【详解】A. CaO+H2O=Ca(OH)2,NH3 H2O=NH3↑+H2O,氨气用碱石灰干燥,图甲制取并收集干燥纯净的NH3,故A正确;
B. 浓H2SO4不能在容量瓶中稀释,故B错误;
C. 该装置内没自发的氧化还原反应、不能构成原电池,无法实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑,要实现该反应,可以通过电解,且铜作阳极,故C错误;
D. 酒精与水互溶,起不到隔绝空气的作用,要用图丁装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察到白色,需将酒精换成苯等密度小于水的不溶试剂,故D错误;
故选A。
9.D
【分析】电极A为阳极,电极方程式:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,电极B为阴极,电极B电极反应式为:CO2+8H++8e-=CH4+2H2O,由此解答。
【详解】A. 二氧化碳中碳化合价降低变为甲烷,在电解池阴极上发生反应,电极B为阴极,电极A为阳极,故A错误;
B. 电极A上产生的氢离子向电极B移动,此交换膜为阳离子交换膜,故B错误;
C. 由电极方程式:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,电极A中消耗1 mol CH3COO-时,产生7mol H+,故C错误;
D. 碳由+4价降为-4价,电极B电极反应式为:CO2+8H++8e-=CH4+2H2O,故D正确;
故选D。
10.C
【解析】因为固体电解质能传导O2-,则通O2的电极发生的电极反应为:O2+4e-=2O2-,从而得出b极为正极,a极为负极。
【详解】A.由以上分析可知,a极为负极,主反应为S(g)失电子产物与电解质中的O2-等反应,最终生成硫酸,可能发生副反应为:,A正确;
B.由分析可知,b极为正极,O2得电子生成O2-,电极反应式:,B正确;
C.在负极,S(g)—H2SO4—6e-,每产生500mL 98%硫酸(密度为),转移的电子数为=55.2NA,但还有副反应发生,所以转移电子总数大于55.2NA,C不正确;
D.a极为负极,b极为正极,正极电势比负极高,则a极电势比b极电势低,D正确;
故选C。
11.D
【分析】由图知:石墨I电极电子流入是正极,石墨Ⅱ电子流出是负极;
【详解】A. 由分析可知,石墨I电极的电势高于石墨Ⅱ电极的电势,A错误;
B. 不知道NO2与N2O5是否处于同温同压状态,故难以确定电极上消耗的NO2的体积与生成的N2O5的体积之比,B错误;
C.原电池中阳离子向正极移动, 该电池工作时,熔融NaNO3中Na+向石墨I电极移动,C错误;
D. 在熔融硝酸钠环境中,NO2在负极失电子被氧化到+5价,O2在正极得到电子被还原到-2价,该电池的总反应方程式为4NO2+O2=2N2O5,D正确;
答案选D。
12.(1) 适当提高温度、适当提高盐酸浓度、搅拌等 SiO2、Ag
(2) 防止将SbCl3还原而导致Sb损失
(3) 20℃ 6:1
(4)
(5)
【分析】砷锑烟尘加入盐酸酸溶,SiO2、Ag不反应成为浸出渣,砷锑氧化物转化为盐溶液,滤液加入Na3PO2,AsCl3与Na3PO2反应As被还原为As,同时生成Na3PO3,过滤滤液水解得到SbOCl,加入氨水得到Sb2O3;
【详解】(1)“酸浸”时能提高酸浸速率的措施有适当提高温度、适当提高盐酸浓度、搅拌等,浸出渣的成分为SiO2、Ag;
(2)“还原”时,AsCl3与Na3PO2反应生成As、Na3PO3和HCl,反应中As化合价由+3变为0,P化合价由+1变为+3,根据电子守恒和质量守恒配平得化学方程式:;根据Sb与As元素同主族,化学性质相似,Na3PO2不宜过量的原因是防止将SbCl3还原而导致Sb损失;
(3)由图可知,水解最佳温度和最佳稀释比分别为20℃、6:1,此时水解率较高;
(4)“中和脱氯”时,SbOCl和加入氨水反应得到Sb2O3,根据质量守恒可知,还会生成氯化铵和水,发生的离子方程式为;
(5)Sb2O3可直接电解制备金属Sb单质,Sb2O3得到电子发生还原反应生成Sb,发生的电极反应式为:。
13.(1)-245.2 kJ·mol-1
(2) 正极 增大
(3) 0.3mol 温度过低则反应速率较慢,温度过高则CO选择性过大导致二甲醚选择性减小
【详解】(1)盖斯定律可知,-(i)+2×(ii)+(iii)得:3CO(g)+3H2 (g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的 ΔH =-(+41.0 kJ·mol-1)+2×(-90.4 kJ·mol-1)+ (-23.4 kJ·mol-1)= -245.2 kJ·mol-1;
(2)电池工作时,A电极上过氧化氢得到电子发生还原反应生成水,为正极, 反应为,该电极消耗氢离子,附近溶液的pH增大;电极B的电极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,反应式为;
(3)①平衡常数等于生成物浓度系数次方与反应物浓度系数次方之比,反应Ⅱ的平衡常数表达式K=。
②T°C时,起始投入3 mol CO2、6 mol H2 ,由图可知,达到平衡时二氧化碳转化率为40%,则反应1.2mol二氧化碳,CO选择性性25%,则反应Ⅰ生成1.2mol×25%=0.3molCO,根据反应Ⅰ方程式体现的关系可知,理论上消耗H2的物质的量为0.3mol。合成二甲醚时较适宜的温度为260 °C ,其原因是温度过低则反应速率较慢,温度过高则CO选择性过大导致二甲醚选择性减小,故合成二甲醚时较适宜的温度为260 °C。
14. 鼓入稍过量的空气 1.8 减小压强(或增大容器体积、移出部分等) 升高温度
【详解】(1)①;
②;
根据盖斯定律,将①+②×2得:=,因此燃烧热的热化学方程式为,故答案为:;
(2)根据①和②可知,在煤燃烧过程中,要提高固硫率,需要尽可能的避免②的发生,就需要尽可能使碳完全燃烧生成二氧化碳,因此在煤燃烧过程中,鼓入稍过量的空气可以提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比),故答案为:鼓入稍过量的空气;
(3)某温度下,在一个恒容密闭容器中加入和,若只发生。根据表格数据,20min时CO的浓度变化量为2 mol/L -1.1 mol/L=0.9 mol/L,则的浓度变化量为0.9 mol/L,内=;30min后反应达到了平衡状态,平衡时,CO的浓度变化量为2 mol/L -0.8 mol/L=1.2 mol/L,则的平衡浓度为1.2mol/L,的平衡浓度为1.2mol/L,此条件下该反应的平衡常数为==1.8 mol/L,故答案为:;1.8;
(4)根据图象,时气体的浓度突然减小,且平衡浓度不变,说明平衡常数不变,改变的条件可能是减小压强,或者是增大容器体积,也可能是移出了部分等;时气体的浓度逐渐增大,说明平衡正向移动,由于为吸热反应,因此改变的条件是升高温度,故答案为:减小压强(或增大容器体积、移出部分等);升高温度;
(5)根据图象,过程①中催化氧化反应生成,若参加反应的和的体积比为4∶3,即方程式中和的化学计量数比为4:3,则反应的化学方程式为,故答案为:;
(6)过程②利用电化学装置吸收另一部分,使得再生,该过程中的化合价由+2价变成0价,发生还原反应,在阳极上发生氧化反应生成硫酸,阳极的电极反应式为。最终转化为硫酸,标准状况下,含5%(体积分数)的的废气中含有的体积为×5%=11200L,物质的量为=500mol,转移的电子为1000mol,则需要的电量为1000mol ×6.02×1023/mol×=C,故答案为:;。
15.(1) < 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-197.8 kJ·mol-1
(2)AC
(3) A 温度低于200℃时,催化剂活性偏低,对反应速率的影响减小 不是 正反应放热,温度越低,NO平衡转化率越高,a点对应的NO平衡转化率应高于450℃时NO平衡转化率,根据图象可知,a点的平衡转化率比曲线450℃对应的NO平衡转化率还要高
(4) 1344
【详解】(1)SO3(g)的能量大于SO3(l),SO3(g)的=-395.7kJ·mol-1,SO3(l)的<-395.7kJ·mol-1;反应的焓变=生成物的标准生成焓-反应物的标准生成焓,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-395.7 kJ·mol-1×2-(-296.8 kJ·mol-1×2)-0 kJ·mol-1=-197.8 kJ·mol-1;
(2)A.正反应放热,升高温度平衡逆向移动,NO的转化率减小,所以X可能是温度,故选A;
B.正反应气体系数和减小,增大压强平衡正向移动,NO的转化率增大,所以X不可能是压强,故不选B;
C.增大NO的浓度,NO的转化率减小,所以X可能是,故选C;
D.增大催化剂的接触面积,反应速率加快,平衡不移动,NO的转化率不变,所以X不可能是催化剂的接触面积,故不选D;
选AC。
(3)①2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)正反应放热,升高温度平衡逆向移动,NO的体积分数增大,可知,减小压强,平衡逆向移动,NO的体积分数增大,反应在D点达到平衡后,若此时升高温度,同时扩大容器体积使压强减小,在重新达到平衡过程中,D点会向A~G点中的A点移动。
②温度低于200℃时,催化剂活性偏低,对反应速率的影响减小,所以曲线I脱氮率随温度升高而变化不大;正反应放热,温度越低,NO平衡转化率越高,a点对应的NO平衡转化率应高于450℃时NO平衡转化率,根据图象可知,a点的平衡转化率比曲线450℃对应的NO平衡转化率还要高,所以a点不是对应温度下的平衡脱氮率。
(4)①根据图示,阴极区SO得电子生成S2O,阴极电极反应式为;
②NO被吸收转化后的主要产物为,N元素化合价由+2降低为-3,若通电时电路中转移了0.3mole-,根据得失电子守恒,吸收NO的物质的量为0.06mol,理论上被吸收的NO在标准状况下的体积为。
16.(1)CH3CH2CH=CH2(1-丁烯,g)→ CH3CH=CHCH3(2-丁烯,g)
(2) 升温或及时分离出CH2=CHCH=CH2 50% 0.01 0.2
(3)CD
(4) CH3CH2CH2CHO+2H++2e-=CH3CH2CH2CH2OH 丁酸
【详解】(1)由已知方程式②-①得目标方程式:CH3CH2CH=CH2(1-丁烯,g)→ CH3CH=CHCH3(2-丁烯,g),结合盖斯定律知该反应,故此处填:CH3CH2CH=CH2(1-丁烯,g)→ CH3CH=CHCH3(2-丁烯,g) ;
(2)①欲增大CH2=CHCH=CH2产率,可通过促进平衡正向移动实现,可采取措施:升温或及时分离出CH2=CHCH=CH2,故此处填:升温或及时分离出CH2=CHCH=CH2;
②设转化的Br2为x mol,由所给数据列三段式如下:,由题意得:1-x+1-x+x+2x=2.5,解得x=0.5 mol,故溴蒸气的转化率=;HBr的反应速率;
③该反应平衡常数;
(3)A.由图示知,相同时间内,T2对应温度下,反应速率更快,故温度T2>T1,A错误;
B.由图示知,c点反应未达平衡,1,3-丁二烯浓度仍然在减小,说明此时反应仍然是正向程度大,故正反应速率大于逆反应速率,B错误;
C.由于a点1,3-丁二烯浓度大于b点,故a点正反应速率大于b点正反应速率,b点反应未达平衡,1,3-丁二烯浓度仍然在减小,说明此时反应仍然是正向程度大,故b点正反应速率大于逆反应速率,故a点正反应速率大于b点逆反应速率,C正确;
D.b点,由反应比例:2CH2=CH-CH=CH2~1二聚体,得此时二聚体浓度=,D正确;
故答案选CD;
(4)电解阴极发生还原反应,总反应中,丁醛到1-丁醇为还原过程,故阴极电极反应为:CH3CH2CH2CHO+2H++2e-=CH3CH2CH2CH2OH;阳极发生氧化反应,由总反应知,丁醛到丁酸为氧化过程,故a为丁酸。
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