题目内容
实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：
⑴已知某反应的平衡表达式为：
它所对应的化学反应方程式为：
⑵利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）
CH3OH（g）；ΔH=－90.8kJ·mol
②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）；ΔH=－23.5kJ·mol
③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）；ΔH=－41.3kJ·mol
总反应：3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH=__________
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）
H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
该反应的正反应方向是反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。
对反应:N2O4（g）
2NO2（g）△H>0，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是。
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A＞C
(5)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=－49.0kJ·mol－1。现在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是
⑴C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）（2分）
⑵-246.4kJ/mol（2分）⑶放热（1分），75%（2分）⑷D（2分）(5)BDE(2分)
解析
甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ： CO(g) ＋ 2H2(g) 
CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ： CO2(g) ＋ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断ΔH1 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
②某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为 ，此时的温度为 （从上表中选择）。
（2）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(l) ΔH1＝－1451.6kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2＝－566.0kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置：
①该电池的能量转化形式为 。
②该电池正极的电极反应为 。
③工作一段时间后，测得溶液的pH减小，则该电池总反应的化学方程式为 。
已知：①溶液中CrO42—显黄色，Cr2O72-显橙红色
②PbCrO4难溶于水，也难溶于强酸
③H+(aq）+OH-（aq）=H2O(l）； ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl2（g）+2Cr3+（aq）+16OH-(aq）=2CrO42-（aq）+6Cl-（aq）+8H2O(l)；ΔH="—b" KJ/mol
2CrO42-（aq）+2H+(aq）
Cr2O72-（aq）+H2O(l）；ΔH="—c" KJ/mol
平衡常数K=9．5×104 （上述a、b、c均大于0）
对上述反应⑤，取50mL溶液进行试验，部分测定数据如下：
| 时间（s） | 0 | 0．01 | 0．02 | 0．03 | 0．04 |
| n （CrO42—）（mol） | 0．01 | 8．0×10-4 | 5．4×10-4 | 5．0×10-4 | |
| n （Cr2O72—）（mol） | 0 | | 4．73×10-3 | | 4．75×10-3 |
试回答下列问题：
（1）0.02s到0.03s之间用Cr2O72-表示该反应的平均反应速率为
下列说法正确的（ ）
A、0.03s时V正（CrO42—）=2V逆（Cr2O72—）
B、溶液pH值不变说明该反应已达平衡状态
C、溶液中c（CrO42—）：c（Cr2O72—）=2:1时该反应已达平衡状态
D、反应放热2．5×10-3c KJ时CrO42—的转化率为50％
E、升温该反应平衡常数变大
F、0．04s时加入足量的Pb（NO3)2 可使溶液由橙色变为黄色
（3）0．03s时溶液的pH=
（4）已知酸性条件下Cr2O72—将Cl-氧化为Cl2，本身被还原为Cr3+为放热反应，试写出该反应的热化学方程式：
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 回答下列问题。
CO(g) + 3H2(g)，一定温度下，将2 mol CH4和4 mol H2O通入容积为10L的密闭反应室中，反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：
键分别需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ，则N2与H2反应生成1mol NH3(g)的热化学方程式是___________________.Ⅰ．恒温，容积为1 L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示(已知：2SO2(g)＋O2(g) 
2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1)，请回答下列问题：
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：______________________。
(2)ΔH2＝__________kJ·mol－1。
Ⅱ.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：
CH3COOH(l)＋C2H5OH(l) 
CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH＝－8.62 kJ·mol－1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。
(1)该研究小组的实验目的是___________________________________。
(2)60 ℃下反应40 min与70 ℃下反应20 min相比，前者的平均反应速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)如图所示，反应时间为40 min、温度超过80 ℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是_________________________________(写出两条)。
Ⅲ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
试回答下列问题：
(1)在800 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有________(选填“A、B、C、D、E”)。
| | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 3 | 3 | 0 | 0 |
| D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
| E | 3 | 1 | 2 | 1 |
2CO(g)平衡常数为K；①C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) 平衡常数为K1；②CO(g)＋H2O(g)
H2(g)＋CO2(g) 平衡常数为K2；则K、K1、K2之间的关系是______________________________________。
．
、一283.0 kJ
、
均大于300℃）：
时，从反应开始到反应达到平衡，生成甲醇的平均速率为：
增大工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，图1表示反应过程中能量的变化情况。
请回答下列问题：
（1）在图I中，曲线______(填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于______(填“吸热”或“放热”）反应。
（2）为探究外界条件对合成甲醇化学反应速率的影响规律，某科技工作者设计了以下三组实验，部分数据已填人表中，请补充完整。
| 实验组 | T/℃ | 起始浓度/mol?L－1 | 等质量催化剂的 比表面积/m2?g－1 | |
| CO | H2 | |||
| ① | 280 | 1.20×10－3 | 5.80×10－3 | 82 |
| ② | 280 | 1.20×10－3 | 5.80×10－3 | 124 |
| ③ | 350 | | | 124 |
其中设计实验组①和②的目的是______。
（3）“图2”所揭示的规律是：在p1压强达平衡时______；并请画出在p2压强下（p2> p1)的曲线。
（4）在碱性条件下可将合成甲醇的反应设计成原电池，则负极的电极反应式为______。