题目内容

（15分）甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应
平衡常数
温度℃
500
800
①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）
K1
2.5
0.15
②H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）
K2
1.0
2.50
③3H2（g）+CO2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
K3
 
 
 
（1）反应②是           （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）某温度下反应①中H2的平衡转化率（a）与体系总压强（P）的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）       K（B）（填“>”、“<”或“＝”）。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝      （用K1、K2表示）。

（3）在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是            。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是            。

（4）甲醇燃料电池有着广泛的用途，同时Al—AgO电池是应用广泛的鱼雷电 池，其原 理 如右图所示。该电池的负极反应式是                        。

（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba（OH）2溶液等体积混合，反应平衡时，2c（Ba2+）=c（CH3COO－），用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为             。

（15分）（1）吸热（2分） 
（2）＝（2分）  K1·K2（2分）
（3）加入催化剂（2分）；将容器的体积（快速）压缩至2L（2分）
（4）Al－3e- + 4OH- = AlO2- + 2H2O（2分）  
（5）×10-7 （3分）

解析试题分析：（1）温度升高，反应②的化学平衡常数增大，说明升温对正反应有利，所以正反应是吸热反应；
（2）A与B的平衡状态不同，但温度相同，所以化学平衡常数相同，K（A）=K（B）；根据盖斯定律，③=①+②，所以K3＝K1·K2；
（3）曲线Ⅱ与曲线I相比，CO的浓度未变，说明平衡未移动，但达平衡的时间缩短，说明反应速率加快，所以改变的条件是使用了催化剂；曲线III与曲线I相比，t0时刻CO的浓度瞬间增大到3mol/L，所以只能是缩小容器的体积，压强增大，因为反应②是反应前后气体物质的量不变的反应，所以平衡不移动，曲线I与曲线III中的CO的物质的量相等，原平衡中CO的物质的量是3mol/L×3L=9mol，所以新平衡时容器的体积是9mol/4.5mol/L=2L，所以改变的条件是将容器的体积（快速）压缩至2L；
（4）Al比Ag活泼，所以Al做负极，失去电子生成的铝离子与氢氧根离子反应最终生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为Al－3e- + 4OH- = AlO2- + 2H2O
（5）反应平衡时，2c（Ba2+）=c（CH3COO－），根据电荷守恒规律，有反应平衡时，2c（Ba2+）+c(H+)=c（CH3COO－）+c(OH-)，所以溶液为中性，c(H+)= c(OH-)=1×10-7mol/L，醋酸是弱酸，氢氧化钡是强碱，所以醋酸钡的溶液应呈碱性，现在溶液为中性，说明醋酸过量，设醋酸、氢氧化钡的体积均是1L，完全反应后c（Ba2+）=b/2mol/L，所以溶液中剩余醋酸的浓度为(a-2b)mol/2L，c（CH3COO－）="2" c（Ba2+）=2×b/2mol/L=bmol/L，该混合溶液中醋酸的电离常数为K= c（CH3COO－）·c(H+)/ c（CH3COOH）=×10-7
考点：考查化学反应热效应的判断，盖斯定律的应用，对图像的分析，电化学原理的应用，化学平衡常数的计算

练习册系列答案
相关题目

（2分）某温度时，在2L固定体积的密闭容器中X、Y、Z三种气体随时间的变化如图所示：

（1）该反应的化学方程式为                           ；
（2）下列表示该反应速率最大的是           
A．v（X）=0.6mol/（L·s）   B．v（Y）=0.3mol/（L·s） C．v（Z）=0.5mol/（L·s）

氢能被视为未来的理想清洁能源，科学家预测“氢能”将是21世纪最理想的新能源。目前分解水制氢气的工业制法之一是“硫—碘循环”，主要涉及下列反应：
Ⅰ  SO2+2H2O+I2＝ H2SO4+2HI 　　　　　Ⅱ   2HIH2+I2
Ⅲ  2H2SO4＝ 2SO2↑+O2↑+2H2O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是      。
a．反应Ⅲ易在常温下进行     b．反应I中SO2还原性比HI强
c．循环过程中需补充H2O      d．循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
（2）一定温度下，向2L密闭容器中加入1mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(HI)=    　 。该温度下，反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K=     。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则      是原来的2倍。

a．平衡常数           b．HI的平衡浓度 
c．达到平衡的时间      d．平衡时H2的体积分数
（3）SO2在一定条件下可被氧化生成SO3，其反应为：2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) △H<0。某科研单位利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如图，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

①a电极的电极反应式为                      ；
②若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为   。          
（4）实际生产还可以用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐，若将其中的SO2全部反应出来，应加入10 mol/L的硫酸溶液的体积范围为                。

（8分）（1）某温度时，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如下图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为：____________________________

（2） 用Z表示从0—2min内该反应的平均反应速率为    
____________________
（3） 某时刻t（t﹤5min）测得Y、Z两者的物质的量之比为
3:1，则X的转化率为_________
（4） 该条件下，能说明反应已达到平衡状态的是       
a．容器内z物质的量浓度为0.25mol/L
b．正反应和逆反应的速率都为0       
c．容器内X、Y、Z物质的量之比为1∶3∶2
d．容器内X气体的体积分数不变  
e. 单位时间内消耗3a mol X，同时生成2a mol Z

（14分）中国环境监测总站数据显示，颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl－
浓度/mol?L－1
4×10－6
6×10－6
2×10－5
4×10－5
3×10－5
2×10－5
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH ＝　       　。
（2） NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

① N2(g)＋O2(g)2NO(g)△H＝                                 。
②当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式                                                  。
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO(g)＝2C(s)＋O2(g),已知该反应的△H＞0，该设想能否实现？       。
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

① 用离子方程式表示反应器中发生的反应　                           　。
② 用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是                。
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：Ni(OH)2＋M  NiO(OH)＋MH，电池放电时，负极电极反应式为　                        　； 充电完成时，全部转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸。

（15分）已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：
（1）可逆反应FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）是炼铁工业中一个重要反应，其温度与平衡常数K的关系如下表：

T（K）
938
1100
K
0.68
0.40
 
①写出该反应平衡常数的表达式__________。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，若升高温度，混合气体的平均相对分子质量_____；充入氦气，混合气体的密度____（选填“增大”、“减小”、“不变”）。
（2）常温下，浓度均为0.1 mol·L－1的下列六种溶液的pH如下表：
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
C6H5ONa
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
11.3
①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是           
②根据表中数据判断，浓度均为0.01 mol·L－1的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是      ；
将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是    （填编号）。
A．HCN        B．HClO       C．C6H5OH      D．CH3COOH         E．H2CO3
③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是    （填编号）。
A．CH3COOH＋ Na2CO3＝NaHCO3＋CH3COONa  B．CH3COOH＋NaCN＝CH3COONa＋HCN
C．CO2＋H2O＋2NaClO＝Na2CO3＋2HClO       D．CO2＋H2O＋2C6H5ONa＝Na2CO3＋2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为                                            
（3）已知常温下Cu（OH）2的Ksp＝2×10－20。又知常温下某CuSO4溶液里c（Cu2＋）＝0.02 mol·L－1，如果要生成Cu（OH）2沉淀，则应调整溶液pH大于        ；要使0.2 mol·L－1的CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全 （ 使Cu2＋浓度降至原的千分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH为           。

(6分) 某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢，设计了如下图1所示的装置。

（1）检查图1所示装置气密性的方法是____________________。
（2）若要比较产生气体的快慢，可以测量相同时间段内产生气体的体积，也可以测量__________________________。
（3）实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示，则t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是__________________________________。

Ⅰ．某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：

MnO2
触摸试管情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
很烫
剧烈反应，带火星的木条复燃
3.5min
块状
微热
反应较慢，火星红亮但木条未复燃
30min
 
（1）写出上述实验中发生反应的化学方程式：                 ，该反应是        反应（填放热或吸热）。
（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与                  有关。
Ⅱ．某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如右图所示，图中数据分析：

（1）该反应的化学方程式为：                        。
（2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为：      。
（3）在密闭容器里，通入a mol X(g)和b mol Y(g)，发生反应X(g) + Y(g) = 2Z(g)，当改变下列条件时，反应速率会减小                      
A．降低温度     Ｂ．加入催化剂      Ｃ．增大容器体积

在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
 
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝__________。已知K300℃>K350℃，则该反应是________热反应。
(2)如图中表示NO2变化曲线的是__________，用O2表示从0 s～2 s 内该反应的平均速率v＝________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__________。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。
a．及时分离出NO2气体
b．适当升高温度
c．增大O2的浓度
d．选择高效催化剂

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网