题目内容

2．有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径．发展“碳-化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值．下面是以焦炭为原料，经“碳-化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）以CO或CO2与H2为原料，在一定条件下均可合成甲醇．你认为用哪种合成设计更符合“绿色化学”理念：CO（g）+2H2（g）$\stackrel{一定条件}{→}$CH3OH（g）（用化学反应方程式表示）．
（2）如图表示在恒容容器中230℃催化剂条件下，0.5 mol CO2和1.5 mol H2反应得到甲醇蒸气，产率达80%时的能量变化示意图．
①写出该反应的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49kJ•mol-1．
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是bd．（填字母序号）
a．容器中压强不变　　　
b．H2的体积分数不变　　　
c．c（H2）=3c（CH3OH）　　
d．容器中密度不变
e．2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂．

分析 （1）以CO与H2为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO（g）+2H2（g）$\stackrel{一定条件}{→}$CH3OH（g），以CO2与H2为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO2（g）+3H2（g） $\stackrel{一定条件}{→}$CH3OH（g））+H2O，根据“绿色化学”的思想，分析解答；
（2））①根据图1可知0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80%时放热23-3.4=19.6KJ，然后按比例计算：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的△H得出该反应的热化学方程式；
②化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分浓度保持不变分析，注意恒压条件．

解答 解：（1）以CO与H2为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO（g）+2H2（g）$\stackrel{一定条件}{→}$CH3OH（g），以CO2与H2为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO2（g）+3H2（g） $\stackrel{一定条件}{→}$CH3OH（g））+H2O，以CO与H2为原料，产物只有一种吗，符合符合“绿色化学”的思想，故答案为：CO（g）+2H2（g）$\stackrel{一定条件}{→}$CH3OH（g）；
（2）①根据图1可知0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80%时放热23-3.4=19.6KJ，则该反应的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-$\frac{19.6}{80%}$×2=-49kJ•mol-1，故答案为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49 kJ•mol-1；
②a．在恒压容器中压强始终不变，不能证明达到了平衡状态，故a错误；
b．混合气体中 H2的体积分数不变，说明各组分的体积分数都不变，正逆反应速率，达到了平衡状态，故b正确；
c．c（H2）=3c（CH3OH）不能说明达到平衡状态，故c错误；
d．反应两边都是气体，气体总质量不变，恒压条件该容器的容积改变，故气体的密度是变量，当气体的密度不变时，说明达到了平衡状态，故d正确；
e．2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂，是同一方向的变化，在任意状态下均成立，不能说明达到平衡状态．
故答案为：bd．

点评 本题考查较为综合，涉及绿色化学的思想、热化学方程式的书写、平衡状态的判断的知识，题目难度较大．

练习册系列答案
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12．已知：
①A是石油裂解气的主要成分，可使溴的四氯化碳溶液褪色，A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平；
②2CH3CHO+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3COOH．现以A为主要原料合成乙酸乙酯，其合成路线如图所示．
回答下列问题：
（1）写出A的结构式．
（2）B、D分子中的官能团的名称分别是羟基、羧基．
（3）写出下列反应的反应类型：②氧化反应，④酯化（取代）反应．
（4）写出下列反应的化学方程式：①CH2=CH2+H2O$\stackrel{催化剂}{→}$CH3CH2OH；②2CH3CH2OH+O2 $→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O；A可使溴的四氯化碳溶液褪色CH2=CH2+Br2=CH2BrCH2Br．
13．下列实验方案能够达到目的是（　　）
A．将溴乙烷与NaOH溶液混合后振荡、静置，直接向反应后的混合物中滴加AgNO3溶液，检验Br-的存在
B．将淀粉与稀H2SO4混合后加热，3min～4min后，直接向反应后的混合物中加入银氨溶液，检验葡萄糖的存在（已知淀粉在酸性条件下能水解成葡萄糖，葡萄糖含醛基）
C．向试管中加入5mL溴水、2mL苯和0.5g铁粉，充分振荡后静置，观察试管底部生成的褐色油状液体
D．在试管中加入约2mL饱和溴水，然后滴入2滴～3滴苯酚稀溶液，观察苯酚与溴反应生成的白色沉淀
10．A、B、D、E四种元素均为短周期元素，原子序数逐渐增大．A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等．B、D、E三种元素在周期表中的相对位置如表所示，只有E元素的单质能与水反应生成两种酸．甲、乙、M、W、X、Y、Z七种物质均由A、B、D三种元素中的一种或几种组成，其中只有M分子同时含有三种元素；W为A、B两元素组成的18电子分子，可作火箭燃料；甲、乙为非金属单质；X分子含有10个电子．它们之间的转化关系如图所示．
BD
E
请回答下列问题：
（1）Z的化学式为NO2．
（2）E的单质与水反应的离子方程式为Cl2+H2O?H++Cl-+HClO．
（3）W空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．W空气燃料电池放电时，正极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，负极反应式为N2H4+4OH--4e-═N2+4H2O．
（4）将一定量的A2、B2的混合气体放入1L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡．测得平衡气体的总物质的量为0.50mol，其中A2为0.3mol，B2为0.1mol．则该条件下A2的平衡转化率为33.3%．
17．23Na与23Na+比较，相同的是（　　）
A．微粒半径B．化学性质C．最外层电子数D．中子数
7．某烃的结构简式为CH3-CH2-CH=C（C2H5）-C≡CH，分子中含有四面体结构的碳原子（即饱和碳原子）数为a，在同一直线上的碳原子数为b，一定在同一平面内的碳原子数为c，则a、b、c分别为（　　）
A．4、3、6B．4、3、5C．2、5、4D．4、6、4
14．根据要求完成下列问题：
（1）某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第三能层d轨道，试回答：该元素核外价电子排布图．该元素的原子序数为21，该元素的元素符号是Sc，形成的单质为金属晶体．
（2）指出配合物K3[Co（CN）6]中的中心离子的化合价为+3．
（3）在下列物质①CO2、②NH3、③CCl4、④BF3、⑤H2O、⑥SO2、⑦SO3、⑧PCl3中，属于非极性分子的是（填编号）①③④⑦．
（4）试比较下列含氧酸的酸性强弱（填“＞”、“＜”或“=”）：HClO3＜HClO4．
（5）根据价层电子对互斥理论判断下列问题：
①NH3分子中，中心原子的杂化方式为sp3杂化，分子的立体构型为三角锥形．
②BF3分子中，中心原子的杂化方式为sp2杂化，分子的立体构型为平面三角形．
（6）H2O的沸点（100℃）比H2S的沸点（-61℃）高，这是由于水分子之间除了有范德华力还有氢键，而硫化氢分子之间只有范德华力．
11．下列事实与氢键有关的是（　　）
A．水结成冰体积膨胀，密度变小
B．CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量增大而升高
C．He、Ne、Ar、Kr、Xe在水中的溶解度逐渐增大
D．水加热到很高的温度都难以分解
12．在20℃时，某气态烃与氧气混合装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到20℃．此时容器内气体的压强为反应前的一半，经NaOH溶液吸收后，容器内几乎真空．此烃的化学式可能是（　　）
A．CH4B．C3H4C．C2H2D．C3H8

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