题目内容
【题目】研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。
（1）CO可用于合成甲醇。在体积可变的密闭容器中充入4molCO和8molH2，在催化剂作用下合成甲醇：CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）(Ⅰ)，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如下图所示：
①该反应的逆反应属于________反应；（填“吸热”或“放热”）。
②在0.1Mpa 、100℃的条件下，该反应达到平衡时容器体积为开始容器体积的_________倍。（结果保留两位小数点）
③在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入4molCO，达到平衡时CO转化率________（填“增大”，“不变”或“减小”），平衡常数K________（填“增大”，“不变”或“减小”）。
（2）在反应(Ⅰ)中需要用到H2做反应物，以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：
①CH4（g）+ H2O（g）= CO（g）+3H2（g） △H=+206.2 kJ·mol-1
②CH4（g）+ CO2（g）= 2CO（g）+2H2（g） △H=+247.4 kJ·mol-1
则CH4和H2O（g）反应生成CO2和H2的热化学方程式为： 。
（3）在反应(Ⅰ)中制得的CH3OH 即可以做燃料，还可以与氧气组成碱性燃料电池，电解质溶液是20％～30％的KOH溶液。则该燃料电池放电时：负极的电极反应式为____________________。
【答案】（1）吸热 （2）0.67 （3）减小 不变
（4）CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0 kJ·mol-1
（5）CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
【解析】
试题分析：（1）①由图可知，压强一定时，随温度升高，CO的转化率降低，故升高温度平衡向逆反应移动，则正反应为放热反应，因此逆反应是吸热反应；
②100℃，平衡时CO的转化率为0.5，所以参加反应的CO的物质的量为2mol。
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）；
开始（mol）： 4 8 0
变化（mol）： 2 4 2
平衡（mol）： 2 4 2
因此该反应达到平衡时容器体积为开始容器体积的
倍。
③在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入4molCO，平衡向正反应移动，但CO的转化率减小，化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变；
（2）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJmol-1
②CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4kJmol-1
依据盖斯定律计算，①×2—②即得到CH4和H2O（g）反应生成
CO2和H2的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0 kJ·mol-1 ；
（3）该燃料电池放电时是原电池，负极上是甲醇失电子发生氧化还原反应生成碳酸盐，反应的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。
轻松夺冠全能掌控卷系列答案
【题目】“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、S02等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)已知： ①NO2+CO
CO2+NO该反应的平衡常数为K1(下同)，每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为
NO2 | CO | CO2 | NO |
812kJ | 1076kJ | 1490kJ | 632kJ |
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+179.5kJ/mol K2
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol K3
写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式____________________________________，该热化学方程式的平衡常数K=_________(用K1、K2、K3表示)。
(2)在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1molCO2 与足量的碳，让其发生反应： C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
①T℃时，在容器中若充入稀有气体，v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=")，平衡______移动(填“正向”“逆向”或“不”。下同)；若充入等体积的CO2 和CO，平衡________移动。
②CO体积分数为40%时，CO2 的转化率为_______。
③已知：气体分压(p分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡Kp常数的表达式为__________；925℃时，Kp=______(用含p总的代数式表示)。
(3)直接排放含SO2 的烟气会形成酸雨，危害环境。可用NaOH吸收，所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。
①若是0.1mol/LNaOH 反应后的溶液，测得溶液的pH=8时，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2 溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因_______________________________________________。
【题目】硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ．[查阅资料]
（1）Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
（2）向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
（3）Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。
（4）硫代硫酸钠与碘反应的离子方程式为：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
Ⅱ．[制备产品]实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤：
（1）按如图所示组装好装置后，应先_______________(填操作名称)，再按图示加入试剂。仪器B和D的作用是____________________________；E中的试剂是__________(选填下列字母编号)。
A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．饱和NaHSO3溶液
（2）先向烧瓶C中加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向烧瓶A中滴加浓H2SO4。C中反应生成Na2S2O3和CO2，化学方程式为______________________。
（3）待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合液，滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ．[探究与反思]
（1）为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)：
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，____________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
（2）用I2的标准溶液测定产品的纯度
取10.0g产品，配制成100mL溶液，配制溶液的蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除__________及二氧化碳。取10.00mL溶液。以________溶液为指示剂，用浓度为0.10mol/LI2的标准溶波进行滴定，相关数据记录如下表所示。
编号 | 1 | 2 | 3 |
溶液的体积/mL | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
消耗I2标准溶液的体积/mL | 19.95 | 17.10 | 20.05 |
滴定时，达到滴定终点的现象是___________________________________________。Na2S2O3·5H2O在产品中的质量分数是_______________(用百分数表示，且保留1位小数)。