题目内容
【题目】为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO2转化为可利用资源。目前，工业上常用CO2来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①该反应的平衡常数表达式K＝ ；
②从反应开始到平衡时，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)＝ （注明单位）；H2的转化率＝ ；
③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是
A．每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH
B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1∶3∶1∶1
C．容器中气体的压强不再改变
D．容器中气体的密度不再改变
④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．使用高效催化剂
D．恒温恒容再充入1 mol CO2和3mol H2
【答案】①
②0.075 mol·(L·min)－1；75%
③C ④ BD
【解析】
试题分析：①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式K＝；
②
v(CH3OH)＝
=0.075 mol·(L·min)－1；H2的转化率＝
75%；
③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是
A．每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH ，
，一定平衡 ；
B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1∶3∶1∶1 ，不一定平衡；
C．反应前后气体的物质的量是变量，容器中气体的压强是变量，容器中气体的压强不再改变，一定平衡；
D．
，密度是恒量，容器中气体的密度不再改变，不一定平衡；
④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是
A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；
B．将CH3OH(g)从体系中分离，平衡正向移动。
C．使用高效催化剂 ，平衡不移动
D．恒温恒容再充入l mol CO2和3mol H2，相当于加压，平衡正向移动；
【题目】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：
物质 | V2O5 | V2O4 | K2SO4 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 |
质量分数/% | 2.2~2.9 | 2.8~3.1 | 22~28 | 60~65 | 1~2 | <1 |
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为________________________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为_____________mol。
（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124形式存在于溶液中。“废渣2”中含有______________。
（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124
R4V4O12+4OH（ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”、“碱”或“中”）。
（5）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
