题目内容
如图所示，把试管小心地放入盛有(20 ℃)碳酸饮料的烧杯中，试管中开始放入适量饱和CuSO4溶液，再用滴管滴加5 mL浓硫酸于试管中，试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是________________。
(2)产生上述现象的原因是________________。
(3)试管中破坏化学键的类型是______________，形成的化学键类型是______________。
(4)写出有关现象的化学方程式______________。
(5)由实验推知，反应所得溶液的总能量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)浓硫酸和饱和CuSO4溶液的总能量。
(1)烧杯中有大量气泡冒出，小试管中析出固体
(2)浓硫酸溶于饱和CuSO4溶液放热，使饮料温度升高，碳酸分解，CO2溶解度降低而逸出，饱和CuSO4溶液因浓H2SO4吸水而析出CuSO4·5H2O
(3)共价键 离子键、共价键
(4)H2CO3===H2O＋CO2↑ (5)小于
解析
甲醇是一种可再生的优质燃料，用途广泛，研究其作用具有广阔前景。
（1）已知在常温常压下，测得反应的反应热如下：
① 2CH3OH(l)+ 3O2(g) 
2CO2(g) +4H2O(g) ?H1= －1275．6 kJ/mol
② 2CO(g) +O2(g) 2CO2(g) ?H2=－566．0 kJ/mol
CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是 。
（2）工业上生产甲醇的反应如下：CO2(g) + 3H2(g) 
CH3OH(g)+ H2O(g) ?H = －49 kJ/mol
在某温度下，容积均为1 L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容。容器B中经10 s后达到平衡。达到平衡时的有关数据如下表：
| 容器 | A | B |
| 反应物投入量 | 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) | 1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g) |
| 反应能量变化 | 放出αkJ热量 | 吸收19．6 kJ热量 |
①从反应开始至达到平衡时，容器B中CH3OH的平均反应速率为 。
②该温度下，B容器中反应的化学平衡常数的数值为 。
③α＝ 。
④下列措施能使容器A中甲醇的产率增大的是 。
a．升高温度 b．将水蒸气从体系分离
c．用更有效的催化剂 d．将容器的容积缩小一半
（3）我国科学院化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。
① 该电池工作时，b口通入的物质为 。
② 该电池正极的电极反应式为 。
CO(g)＋H2(g)。
O2(g)=H2O(g) ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1
CO2(g)＋H2O(g)
CO(g)＋H2O(g)＋X、Y、Z、W均为10电子的分子或离子。X有5个原子核。通常状况下，W为无色液体。它们之间转化关系如图所示，请回答：
（1）工业上每制取1molZ要放出46.2 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式： 。
（2）工业制取Z的化学平衡常数K与T的关系如下表：
| T/K | 298 | 398 | 498 | …… |
| K/(mol·L—1)—2 | 4.1×106 | K1 | K2 | …… |
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1 K2（填写“>”“=”或“<”）
②恒温固定体积的容器中，下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是 （填序号字母）。
A．容器内各物质的浓度之比为化学计量数比
B．混合气体密度保持不变
C．容器内压强保持不变
D．混合气体相对分子质量保持不变
（3）某化学小组同学模拟工业生产制取HNO3，设计下图所示装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。
①A中发生反应的化学方程式是 。
②B中浓H2SO4的作用是 。
（4）写出D装置中反应的化学方程式 。
（5）a中通入空气的作用 。
乙醇是一种可燃性液体，按一定比例混合的乙醇汽油是一种新型清洁车用燃料，某科研机构研究利用CO2合成乙醇的方法：
（i）2CO2(g)+6H2(g) 
CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料气氢气
（ii）CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH2
回答下列问题：
（1）使用乙醇汽油（汽油用戊烷代替）燃料时．气缸工作时进行的反应较多，写出燃烧产生有毒气体CO、NO的所有反应的化学方程式：________________________。
（2）反应(i)中能够提高氢气转化率的措施有____。
| A．增大压强 | B．加催化剂 | C．增大CO2的浓度 | D．及时分离体系中的乙醇 |
（iii）CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH3写出以CO(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式：___________________（焓变用
H1、H3表示）。（4）反应(ii)中的甲烷和水蒸气是在特定的催化剂表面上进行的，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
由此推知反应(ii)的焓变
H2________0（填“>”、“=”或“<”）。某温度下，向容积为1 L的密闭容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸气，经过5h反应达到平衡状态，此时测得CH4的浓度变为0.5 mol/L。该温度下，反应(ii)的平衡常数K=__________________，反应开始至达到平衡时氢气的反应速率v(H2)=_________。（5）机动车在改用乙醇汽油后，并不能减少氮氧化物的排放。使用合适的催化剂可使NO转化为氮气，实验测得NO转化为氮气的转化率随温度变化曲线如下图所示：
由图像可知，在没有CO情况下，温度超过775K，NO的转化率减小，造成这种现象的原因可能是___________________________；在NO和CO物质的量之比为1：1的情况下，应控制的最佳温度为__________________左右。
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)已知在25 ℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)和CO(g)燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)
CO2(g) ΔH1="-393.5" kJ/mol;
H2(g)+
O2(g)H2O(g) ΔH2="-241.8" kJ/mol;
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH3="-283.0" kJ/mol;
①则C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH= ,该反应平衡常数的表达式为K= ;升高温度,则K值 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
②如果①反应在容积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡时 (填编号)。
a.v正(CO)∶v逆(H2)=1∶1
b.碳的质量保持不变
c.v正(CO)=v逆(H2O)
d.容器中的压强不变
③在容积不变的密闭容器中进行①反应,可以使c(CO)增大的是 。
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2(g)从体系中分离出来
d.加入催化剂
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2组数据:
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
| H2O | CO | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
| 2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
②向实验2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,达到新平衡时CO的转化率 (填“变大”、“变小”或“不变”)。