题目内容

15．在一定条件下CO（g）和H2（g）发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．在容积固定且均为1L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1mol CO（g）和2mol H2（g），三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3（依次升高）且恒定不变，测得反应均进行到5min时CH3OH（g）的浓度如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．a容器中，0～5min内平均反应速率ν（H2）=0.04mol/（L．min）
B．反应均进行到5min时，三个容器中一定达到化学平衡状态的是b
C．当三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的是a
D．保持温度和容积不变，若开始时向b容器中充入0.6mol CO（g）、1.2mol H2（g）和0.4mol CH3OH（g），则反应开始时ν正（H2）＜ν（逆）

分析 A．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CH3OH），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（H2）；
B．未到达平衡前，升高温度甲醇的含量增大，温度a＜b＜c，而甲醇的浓度b＞a＞c，则a未到达平衡，c处于平衡状态，而5min时，b容器中甲醇的含量不一定最高，不一定是平衡状态；
C．到达平衡后再升高温度，甲醇的浓度降低，平衡向逆反应方向移动；
D．开始时向b容器中充入0.6mol CO（g）、1.2mol H2（g）和0.4mol CH3OH（g），转化到左边可以得到1mol CO（g）和2mol H2（g），则与原b容器中平衡为完全等效平衡，到达平衡时甲醇的浓度相等，由图可知平衡时甲醇的浓度大于0.4mol/L，而开始通入的甲醇浓度为0.4mol/L，可知反应向正反应进行．

解答 解：A．a容器中，0～5min内v（CH3OH）=$\frac{0.4mol/L}{5min}$=0.08mol/（L．min），速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=2v（CH3OH）=0.16mol/（L．min），故A错误；
B．未到达平衡前，升高温度甲醇的含量增大，温度a＜b＜c，而甲醇的浓度b＞a＞c，则a未到达平衡，c处于平衡状态，而5min时，b容器中甲醇的含量不一定最高，不一定是平衡状态，三个容器中一定达到化学平衡状态的是c，故B错误；
C．到达平衡后再升高温度，甲醇的浓度降低，平衡向逆反应方向移动，甲醇转化率减小，故转化率为a＞b＞c，故C正确；
D．开始时向b容器中充入0.6mol CO（g）、1.2mol H2（g）和0.4mol CH3OH（g），转化到左边可以得到1mol CO（g）和2mol H2（g），则与原b容器中平衡为完全等效平衡，到达平衡时甲醇的浓度相等，由图可知平衡时甲醇的浓度大于0.4mol/L，而开始通入的甲醇浓度为0.4mol/L，可知反应向正反应进行，则：则反应开始时ν正（H2）＞ν（逆），故D错误，
故选：C．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率计算、等效平衡等，关键是根据甲醇的浓度判断c处于平衡状态与反应热效应，D中注意利用等效平衡判断反应进行方向，难度中等．

练习册系列答案
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16．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表：
元素代号XYZW
原子半径/pm1601437066
主要化合价+2+3+5、+3、-3-2
下列叙述正确的是（　　）
A．X、Y元素的金属性  X＜Y
B．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
C．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
D．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
17．下列反应中，因为反应条件的改变，反应产物不同的是（　　）
A．稀盐酸和硝酸银溶液B．氢气在氯气中燃烧
C．钠与氧气的反应D．一氧化碳在氧气中燃烧
3．用霞石岩（化学式为 KNa3[AlSiO4]4，主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如图1：
已知：NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12．溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝
的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中．部分物质的溶解度见图2．
试回答下列问题：
（1）灼烧得到固体M的化学方程式是2Al（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O．
（2）X物质是CO2，滤液W中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3-．（写三种）
（3）操作Ⅰ得到碳酸钠晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-．
（5）碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO3结晶析出．
10．研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
已知：①Fe2O3（s）+3C（s，石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1
     ②C（s，石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5 kJ•mol-1．
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1：3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的△H＜（填“＞”、“＜”或“=”，下同）0．

③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为KⅠ＞KⅡ．
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质．
①工业上尿素[CO（NH2）2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为2NH3+CO2CO（NH2）2+H2O．开始以氨碳比$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$=3进行反应，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为40%．
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③将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3，已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5，碳酸一级电离常数Ka=4.3×10-7，则NH4HCO3溶液呈碱性（填“酸性”、“中性”或“碱性”）．
20．下列溶液中，跟100mL0.5mol•L-1NaCl溶液中所含的Cl物质的量浓度相同的是（　　）
A．100mL0.5mol•L-1MgCl2溶液B．200mL0.25mol•L-1AlCl3溶液
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7．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：X（g）+3Y（g）?2Z（g）△H=-192kJ•mol-1．向M、N中都通入a mol X和b mol Y的混合气体，初始时M、N两容器的容积相同，保持两容器的温度相同且恒定不变．下列说法一定正确的是（　　）
A．平衡时，X的体积分数：M＜N
B．若向N中再充入a mol X和b mol Y，则平衡时，X的转化率：M＜N
C．若a：b=1：3，当M中放出172.8 kJ热量时，X的转化率为90%
D．若a=1.2，b=1，并且N中达到平衡时体积为2 L，此时含有0.4 mol Z，则再通入0.36 mol X时，v（正）＜v（逆）
4．在水溶液中，下列电离方程式正确的是（　　）
A．CH3COOH═CH3COO-+H+B．NaHSO4═Na++HSO4-
C．HCO3-═H++CO32-D．HPO4-?H++PO43-
5．在卤代烃R-CH2-CH2-X中，其化学键如图所示，当该卤代烃断键方式正确的是（　　）
A．在氢氧化钠溶液中加热时，被破坏的键是①和③
B．在氢氧化钠乙醇溶液中加热时，被破坏的键是①和④
C．在氢氧化钠溶液中加热时，被破坏的键是①
D．在氢氧化钠乙醇溶液中加热时，被破坏的键是①和②

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