题目内容

（12分）在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：

CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

  

（1）若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态。将混合气体加热至200℃，自反应开始达到平衡状态A点所需要的时间为a min，容器体积为b L。反应达A点时此过程的反应速率为v(CO)=    mol/(L·min)，则该温度下的平衡常数KA=     。B点时容器的体积VB=   b L (填“>”、“<”或“=”)。此反应的反应热

△H=        0（填“>”或“<”）

（2）若A、C两点分别表示某温度、压强下达到的平衡状态。则自反应开始达到平衡状态所需要的时间tA       tC（填“>”、“<”或“=”）

（3）在不改变反应物用量情况下，为提高CO转化率可采取的措施是          （写出一种方法即可）

 

【答案】

 

【解析】略

 

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（2013?淄博一模）请运用化学反应原理的相关知识研究元素及其化合物的性质．
（1）工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116KJ?mol-1
又知：CO（g）+
1
2
O2（g）═CO2（g）△H2=-283KJ?mol-1
      H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（g）△H3=-242KJ?mol-1
      H2（g）+
1
2
 O2（g）═H2O（g）△H4=-286KJ?mol-1
则甲醇的燃烧热为
-739kJ?mol-1
-739kJ?mol-1
．
（2）T℃时，向2L密闭容器中充入4mol CO和6mol H2，5min后达平衡时CH3OH物质的量为2mol．该反应的速率v（H2）为
0.4mol/（L?min）
0.4mol/（L?min）
；下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是
d
d
．
a．随时将CH3OH与反应混合物分离
b．降低反应温度
c．使用高效催化剂
d．增大体系压强
（3）在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，CO的转化率（a）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示．
①A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间，tA
大于
大于
tc（填“大于”、“小于’’或“等于“）．
②若A点时容器的体积为10L，该温度下B点的平衡常数K=
1
1
．
（4）Na2SO3的水溶液呈
碱
碱
（填“酸”、“中”、‘‘碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
；把CaCO3浊液滴入l.0mol/L的Na2SO3溶液中，能否产生CaSO3沉淀？若不能，说明原因；若可行，请简述判断依据及转化过程
可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32-）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．
可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32-）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．

（已知：Ksp（CaSO3）=1.4×10-7，Ksp（CaCO3）=2.8×10-9）．

（14分）CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：C(s)＋O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则反应CO(g)＋H2(g)＋O2(g)=== H2O(g)＋CO2(g)的△H=       kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气（CO、H2）33.6L与氧气反应生成CO2和H2O，反应过程中转移     mol电子。
（2）熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），是用煤气（CO+H2）作负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质，以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO＋H2－4e－＋2CO32－→3CO2＋H2O；则该电池的正极反应式是：              。
（3）密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数K=              ；此时在B点时容器的体积VB      10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA      tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改变反应物用量情况下，为提高CO转化率可采取的措施是               。

（10分）CO是重要的化工原料，应用十分广泛。
（1）已知： C(s)+O2(g)   CO2(g)   kJ·mol-1
C(a)+H2O(g)   CO(g)+H2(g)   kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)   H2O(g)+CO2(g)的            。
（2）在10L密闭容器中充有10 molCO 与20molH2，在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的转化率（）与温度、压强的关系如右图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，则在A点该温度下的平衡常数K=    。
②若A、C两点都表示达到平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA  tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）室温下，向一定量的稀氨水中逐滴加入浓度相同的稀盐酸。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)<(Cl-)时，则反应的情况可能为     （填写序号字母）
A．盐酸不足，氨水剩余，溶液显碱性
B．氨水与盐酸恰好完全反应
C．盐酸过量
②当溶液的pH为7时，溶液中各离子浓度的大小关系为           。
③实验过程中，氨水中的溶2O的电子离程度先         后       （填“增大”、“减小”或“不变”）。

过度排放CO2会造成温室效应，最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：

（1）写出吸收池中主要反应的离子方程式                          ；
在合成塔中，若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式                         。
（2）“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括             。
（3）甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式            。当电子转移的物质的量为           时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。
（4）工业上常以CO和H2为主要原料，生产甲醇。
某密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平 衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数K=              ；此时在B点时容器的体积VB      10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA      tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改变反应物用量情况下，为提高 CO转化率可采取的措施是               （答出两点即可）。

过度排放CO2会造成温室效应，最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：

（1）写出吸收池中主要反应的离子方程式                           ；

在合成塔中，若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式                          。

（2）“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括              。

（3）甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式             。当电子转移的物质的量为            时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。

（4）工业上常以CO和H2为主要原料，生产甲醇。

某密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平  衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数K=               ；此时在B点时容器的体积VB       10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA       tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改变反应物用量情况下，为提高 CO转化率可采取的措施是                （答出两点即可）。

 

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