题目内容

10．在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出的CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇，其过程如图所示，试回答下列问题：

（1）该合成路线对于环境保护的价值在于减少烟道气中二氧化碳排放到空气中造成温室效应．
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO2吸收剂．用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因：HOCH2CH2NH2+H2O?HOCH2CH2NH3++OH-；．
（3）CH3OH（l）、H2的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol，写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9KJ/mol．
（4）据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇也已成为现实．
2CO2（g）+6H2（g），CH3CH2OH（g）+3H2O（g）；下列叙述正确的是acd．
a．使用催化剂可能大大提高生产效率
b．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
c．充入过量CO2气体可提高H2的转化率
d．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
（5）在一定体积的密闭容器中，CO2和H2也可以进行如下化学反应：
CO2（g）+H2（g）           CO（g）+H2O（g），
其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：
T/℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题：
①该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是BC．
A．容器中压强不变        B．混合气体中c（CO）不变      C．v（H2）正=v（H2O）逆
D．c（CO）=c（H2） E．混合气体的密度保持不变    F．混合气体的平均相对分子质量保持不变
③在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c（CO2）为2mol/L，c（H2）为 1.5mol/L，c（CO） 为 1mol/L，c（H2O） 为 3mol/L，则下一时刻，反应向逆向移动（填“正向”“逆向”或“不”）．

分析 （1）根据二氧化碳产生的危害进行分析；
（2）氨基结合水电离平衡中的氢离子，促进水电离平衡正向进行，氢氧根离子浓度增大，溶液显碱性；
（3）利用盖斯定律计算反应热，并书写热化学方程式；
（4）根据催化剂、温度、浓度对化学反应速率和化学平衡的影响来分析解答，并注意吸热反应与反应的条件无关；
（5）①根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答，平衡常数随温度升高增大，说明平衡正向进行；
②化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等，个组分含量保持不变，据此回答判断；
③根据800℃时，Qc与K比较判断反应方向，如果Qc＞K，则反应向逆反应方向移动，如果Qc=K，则反应达到平衡状态，如果Qc＜K，则反应向正反应方向移动．

解答 解：（1）二氧化碳会产生温室效应，而本题中的反应恰好消耗了二氧化碳，有利于防止温室效应，
故答案为：减少烟道气中二氧化碳排放到空气中造成温室效应；
（2）乙醇胺水溶液呈弱碱性是取代基氨基结合氢离子，使溶液中的氢氧根离子浓度增大，反应的离子方程式为：HOCH2CH2NH2+H2O?HOCH2CH2NH3++OH-，
故答案为：HOCH2CH2NH2+H2O?HOCH2CH2NH3++OH-；
（3）甲醇和氢气的燃烧热书写其热化学方程式分别为：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l），△H1=-1451kJ/mol；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l），△H2=-571.6KJ/mol，
根据盖斯定律，反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）
可以看成是方程式$\frac{3}{2}$×②-①×$\frac{1}{2}$；所以△H=×$\frac{3}{2}$（-571.6KJ/mol）-（-1451kJ/mol）×$\frac{1}{2}$=-131.9KJ/mol，
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9KJ/mol；
（4）a、因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，故a对；
b、反应需在300℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，故b错；
c、充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，故c对；
d、从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，故d对；
故选acd；
故答案为：acd；
（5）①化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热，
故答案为：吸热；
②A、反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会要引起平衡移动，故A错误；
B、化学平衡时，各组分的浓度不随时间的改变而改变，故B正确；
C、化学平衡状态的标志是v正=v逆，所以v正（H2）=v逆（H2O）表明反应达到平衡状态，故C正确；
D、c（CO2）=c（CO）时，不能表明正逆反应速率相等，不一定达到了平衡状态，故D错误；
E、反应前后气体物质的量不变，质量不变，混合气体的密度始终保持不变，故E错误；
F、反应前后气体物质的量不变，质量不变，平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故F错误；
故选BC；
③Qc=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$=$\frac{1mol/L×3mol/L}{2mol/L×1.5mol/L}$=1＞K，所以化学平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆向．

点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，化学平衡常数的影响因素判断，化学平衡的计算等知识，明确平衡常数的计算方法及平衡常数与反应方程式的关系、平衡的判定是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．实验室配制500mL 0.2mol•L-1的Na2SO4溶液，实验操作步骤有：
A．在天平上称出14.2g硫酸钠固体，把它放在烧杯中，用适量的蒸馏水使它完全溶解并冷却至室温．
B．把制得的溶液小心地转移到容量瓶中．
C．继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1～2cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面最低处与刻度线相切．
D．用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤的液体都小心注入容量瓶，并轻轻振荡．
E．将容量瓶瓶塞塞紧，反复上下颠倒，摇匀．
请填写下列空白：
（1）操作步骤的正确顺序为（填序号）ABDCE．
（2）本实验用到的基本仪器已有烧杯、天平（带砝码、镊子）、玻璃棒，还缺少的仪器是量筒、500ml容量瓶、胶头滴管．
（3）下列情况会使所配溶液浓度偏高的是（填序号）ad．
a．某同学观察液面的情况如图所示
b．没进行上述的操作步骤D
c．加蒸馏水时，不慎超过了刻度线
d．砝码上沾有杂质
e．容量瓶使用前内壁沾有水珠．
1．已知铍（Be）的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙述中正确的是（　　）
A．Be（OH）2可能具有两性
B．氯化铍中铍原子的最外层电子数是8个
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18．今有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是（　　）
①②③④
pH111133
溶液氨水氢氧化钠溶液醋酸盐酸
A．①、②中分别加入适量的氯化铵晶体后，两溶液的pH均减小
B．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH：①＞②＞④＞③
C．溶液中水的电离程度③＞④
D．VaL④溶液与VbL②溶液混合后，若混合后溶液pH=4，则Va：Vb=11：9
5．如图所示与对应的叙述相符的是（　　）
A．图甲表示使用催化剂后，该反应的△H变小
B．图乙表示反应NO（g）+CO（g）?$\frac{1}{2}$N2（g）+CO2（g）△H=-373.4kJ•mol-1反应的平衡常数随温度的变化
C．图丙表示反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）中H2的转化率随压强的变化
D．图丁表示在饱和Na2SO4溶液中逐步加BaCO3固体后，溶液中c（${SO}_{4}^{2-}$）的浓度变化
15．如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置，请根据装置回答问题：

（1）从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，选择装置D（填代表装置图的字母，下同）；除去自来水中的Cl-等杂质，选择装置A；从碘水中分离出I2，选择装置B，该分离方法的名称为萃取．
（2）装置A中①的名称是蒸馏烧瓶，冷却水的方向是下进上出，温度计水银球的位置是在在蒸馏烧瓶的支管口处；装置B在分液时装置中的液体不能顺利滴下，原因是未打开分液漏斗上端活塞或使凹槽对准小孔．
（3）从碘水中得到碘时，不能选用的试剂是A
A．酒精　　　　　　B．苯　　　　　C．四氯化碳
若选则试剂X（密度小于水的密度）从碘水中提取碘时，充分振荡、静置后，下层液体的颜色为无色或接近无色．
2．下列关于有机物的说法正确的是（　　）
A．实验室制备硝基苯加入试剂的顺序为：先加入浓硫酸，再滴加苯，最后滴加浓硝酸
B．蔗糖和葡萄糖不是同分异构体，但属同系物
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19．向21.88g 含有少量氯化钙的稀盐酸中加入10.6%的碳酸钠溶液，所加入的碳酸钠溶液质量和溶液PH的关系如图所示．
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（2）原溶液中的两种溶质分别与碳酸钠完全反应生成二氧化碳0.88 g，生成碳酸钙1 g．
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20．写出下列电解质在水溶液中的电离方程式
NaHCO3NaHCO3=Na++HCO3-            
HClHCl=H++Cl-
CH3COOHCH3COOH?CH3COO-+H+         
Fe（OH）3Fe（OH）3?Fe3++3OH-．

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