题目内容
(共14分)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
| 化学反应 | 平衡常数 | 温度（℃） | |
| 500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
| ②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
| ③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g) | K3 | | |
（2）某温度下反应①中H2的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）判断反应③△H 0； △S 0（填“>”“=”或“<”）
在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v(正) v(逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定温度下，在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是 。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是 。
（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，
将0.2 mol/L的乙酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为
(共14分)
（1）吸热（1分）
（2）=（1分）
（3）< 、<（各2分）；>（2分）
（4）加入催化剂（2分）；
将容器的体积快速压缩至2L（2分，只写出加压或缩小容器体积得1分）
（5） c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)（2分）
解析试题分析：（1）对于反应②，温度升高，平衡常数增大，说明升高温度对正反应有利，所以该反应是吸热反应；
（2）平衡常数是温度常数，只随温度变化，所以A、B点的温度相同，平衡常数也相同，K(A)=K(B)
（3）反应③=反应①+反应②，所以K3=K1·K2，500℃K3=2.5,800℃ K3=0.375，温度升高，平衡常数减小，说明温度升高对逆反应有利，正向是放热反应，所以△H<0，由化学方程式的系数可知，反应物中气体的总系数是4，生成物的总系数是2，所以△S<0；
（4）t0时刻曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，CO的浓度未变，到达平衡的时间缩短，说明反应速率加快，平衡不移动，所以改变的条件是加入催化剂；曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，CO的浓度由2.0mol/L增大到3.0mol/L，浓度增大1.5倍，说明容器的体积由原来的3L迅速缩小1.5倍，变为2L，达平衡时CO的浓度是4.5mol/L,所以改变的条件只能是将容器的体积快速压缩至2L;
（5）0.2 mol/L的乙酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，醋酸与氢氧化钡恰好完全反应，生成醋酸钡溶液，尽管醋酸根离子水解，但醋酸根离子浓度仍大于钡离子浓度，水解使溶液显碱性，所以离子浓度的大小关系是c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)。
考点：考查化学热效应的判断，化学平衡常数的应用，图像的分析，溶液的离子浓度的比较
已知反应A＋B＝C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
| A．该反应为吸热反应 |
| B．A物质能量一定低于C物质能量 |
| C．该反应只有在加热条件下才能进行 |
| D．反应物的总能量高于生成物的总能量 |
能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
（1）在25 ℃、101 kPa时，8 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445．15 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式是 。
（2）已知：C(s) + O2(g) 
CO2(g) ΔH＝－437．3 kJ?mol－1
H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) ΔH＝－285．8 kJ?mol－1
CO(g) + 1/2 O2(g) CO2(g) ΔH＝－283．0 kJ?mol－1
则煤的气化主要反应的热化学方程式是：C(s) + H2O(g) 
CO(g) + H2(g) ΔH＝ kJ?mol－1。如果该反应ΔS＝＋133．7 J·K－1·mol－1 该反应在常温（25 ℃）下能否自发进行？（△G=△H-T△S） (填“能”或“不能”，并写出判断依据)．
（3）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
| 化学键 | H-H | N-H | N≡N |
| 键能/kJ·mol-1 | 436 | 391 | 945 |
2NH3 △H="a" kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a的数值为 。 
（15分）氨是最重要的化工产品之一。
（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) 
CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)
[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H＜0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是 。
（填写选项编号）
A．高温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．低温、高压
（3）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H＜0
某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40 s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为_________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。
（4）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数（25℃）如下表：
| 弱电解质 | H2CO3 | NH3·H2O |
| 电离平衡常数 | Ka1＝4.30×10-7 Ka2＝5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
①你认为该溶液呈 性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是 。
②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中正确的是 。
A．c (NH4+)＞c (CO32-)＞c (HCO3-)＞c (NH3·H2O)
B．c(NH4+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C．c (CO32-) + c (HCO3-) +c (H2CO3)＝0.1 mol·L-1
D．c (NH4+)+ c (NH3·H2O)＝2 c (CO32-) + 2c (HCO3-) +2 c (H2CO3)
（14分）二甲醚（CH3OCH3）和甲醇（CH3OH）都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物（水煤气）合成甲醇和二甲醚。回答下列问题：
（1）制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成，反应方程式为 。
（2）已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1；H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式 。
（3）二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效，等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是 。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水，当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为 L。（标况下）
（4）在合成中伴有水煤气交换反应：CO(g)+H2O(g) 
CO2(g)+H2(g)，等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应，平衡时测得结果如下表。
| 温度 | 260℃ | 280℃ | 295℃ | 310℃ |
| CO转化率 | 89% | 80% | 75% | 60% |
②列式计算280℃时平衡常数 。
③若平衡体系中，测得H2的压强占总压的30%，要使体系中CO转化率达到70%，应该使温度 （填“升高”、“降低”、“不变”）
丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知：
①2C3H8(g)＋7O2(g) =6CO(g)＋8H2O(g) △H =－2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g) △H =－566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H ="+" 44.0 kJ/mol
（1）写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式 。
（2）C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成CO、CO2、H2O(g)，将所有的产物通入一个体积固定的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO(g) +H2O(g) 
CO2(g) +H2(g)该反应的平衡常数与温度的关系如下表：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
| | H2O | CO | CO2 | H2 |
| 甲 （质量/g） | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
| 乙 （质量/g） | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
②下图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是 、 （答两个要点即可）。
（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ；
② 已知25℃时，H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，当Na2CO3溶液的pH为11时，溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) = 。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) = [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符号表示]。
N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出 kJ能量。
2CO2(g)+ N2(g) △H＜0，
N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol ②
2N2(g) + 3H2O(g)。
