题目内容
甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。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)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）判断反应③△H 0； △S 0（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）。在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v(正) v(逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定温度下，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 。
（5）甲醇燃料电池通常采用铂电极，其工作原理如图所示，负极的电极反应为： 。
（6）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0．2 mol/L的醋酸与0．1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
（1）吸热（1分）
（2）=（1分）
（3）< 、<（各1分）；K3 = K1·K2 （1分）; >（2分）
（4）加入催化剂（1分）；
将容器的体积快速压缩至2L（2分，只写出加压或缩小容器体积得1分）
（5）CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ （2分）
（6）c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)（2分）
解析试题分析：（1）根据题给数据知，反应②的平衡常数K2随温度的升高而增大，故反应②是吸热反应；（2）化学平衡常数的影响因素为温度，根据题给信息知，A点和B点的温度相同，则平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)=K(B)；（3）根据题给反应知，反应①+反应②=反应③，根据三个反应的平衡常数表达式分析，K3= K1·K2；则500℃时K3=2.5，800℃K3=0.375，则反应③△H＜0；又反应③为气体物质的量减小的反应，则 △S＜0；根据题给数据计算浓度商Q=25/27＜K3=2.5，故反应③正向进行，此时v(正)＞v(逆)；（4）根据题给图像知，当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，一氧化碳的平衡浓度未发生变化，只是缩短了达平衡的时间，故改变的条件是加入催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，达平衡的时间缩短，一氧化碳的平衡浓度增大为原来的1.5倍，改变的条件是将容器的体积快速压缩至2L；（5）根据题给装置图知，该电池为酸性甲醇燃料电池，负极的电极反应为：CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+；（6）通常状况下，将0．2 mol/L的醋酸与0．1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，二者恰好完全反应，所得溶液为醋酸钡溶液，为强碱弱酸盐水解呈碱性，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)。
考点：考查化学平衡图像分析、平衡常数的影响因素、外界条件对化学平衡的影响、电极反应式书写、盐类的水解等。
计算高手系列答案
H=-1266.8kJ·mol-1
cC(g)(ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：
在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
ΔH＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
| T/℃ | 200 | 300 | 400 |
| K | K1 | K2 | 0.5 |
请完成下列问题：
(1)试比较K1、K2的大小，K1________K2(填“＞”“＝”或“＜”)
(2)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________(填字母编号)
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b．v正(N2)＝3v逆(H2)
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
(3)400 ℃时，反应2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数K的值为________，当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3 mol和2 mol、1 mol时，该反应的v正(N2)________v逆(N2)(填“＞”“＜”或“＝”) 一定条件下，体积为1 L的密闭容器中发生如下反应：SiF4(g)＋2H2O(g)
SiO2(s)＋4HF(g) ΔH＝＋148.9 kJ·mol－1。
(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母序号)。
a．v消耗(SiF4)＝4v生成(HF)
b．容器内气体压强不再变化
c．容器内气体的总质量不再变化
d．HF的体积分数不再变化
(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2＞t1)所示。
| 反应时间/min | n(SiF4)/mol | n(H2O)/mol |
| 0 | 1.20 | 2.40 |
| t1 | 0.80 | a |
| t2 | b | 1.60 |
(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填序号)。
a．一定向正反应方向移动
b．一定向逆反应方向移动
c．一定是减小压强造成的
d．一定是升高温度造成的
e．SiF4的平衡转化率一定增大
某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折算为标准状况),实验记录如下(累计值):
| 时间/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 氢气体积/mL | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(1)哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、、4~5 min)反应速率最大 _______,原因是 _________________________。
(2)哪一时间段的反应速率最小 ,原因是 _________________________
(3)求2~3 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率 ________________
(4)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.Na2CO3溶液 D.CuSO4溶液
你认为可行的是(填编号) 。
