题目内容
6．
工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）（1）不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．
①该反应△H＜0，△S＜0（填“＞”或“＜”），则该反应不一定 自发进行（填“一定能”、“一定不能”、“不一定”）
②实际生产条件控制在250℃、l．3×l04kPa左右，选择此压强的理由是该压强下，CO转化率已较高（90%左右），再增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加．
（2）某温度下，将3molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.5mol•L -1．
①该反应的平衡常数K=2：
②在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，与原平衡相比，下列有关说法正确的是bc（填序号）．
a．氢气的浓度减少 b．正反应速率加快，逆反应速率也加快
c．甲醇的物质的量增加 d．重新平衡时$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$增大
③若保持同一反应温度将起始物质改为a mol CO、b mol H2、c mol CH3OH，欲使平衡混合物中各组成与原平衡相同，则a、b应满足的关系为b=2a，且欲使开始时该反应向逆反应方向进行，c的取值范围是2＜c≤3．
分析 （1）①由图象可知，压强一定时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，据此判断△H；根据反应前后气体物质的量的变化判断△S；根据△G=△H-T△S判断反应自发性问题；
②由图可知，在250℃、1.3×104kPa左右，CO转化率已较高（达90%左右），增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加；
（2）①利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，再根据化学平衡常数表达式计算；
②增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向，平衡时各组分的浓度都增大，据此判断；
③各组成与原平衡相同说明为等效平衡，恒温恒容，前后气体体积变化，按化学计量数转化到左边，满足对于物质的物质的量相等即可，据此解答a、b的关系；
计算出平衡时CH3OH（g）的物质的量，c大于此值平衡向逆反应进行，按化学计量数转化到左边，得到3mol CO时c的值最大，据此计算解答．
解答 解：（1）①由图象可知，压强一定时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即△H＜0；
该反应正反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小，即△S＜0；
由△G=△H-T△S＜0，反应自发进行，可知该反应在低温趋向自发进行，高温下不能自发进行，该反应不一定自发进行，
故答案为：＜；＜；不一定能；
②由图可知，在250℃、1.3×104kPa左右，CO转化率已较高（达90%左右），增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加，故实际生产条件控制在1.3×104kPa左右，
故答案为：该压强下，CO转化率已较高（90%左右），再增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加；
（2）①3molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，CO、H2的起始浓度分别为：$\frac{3mol}{2L}$=1.5mol/L，$\frac{6mol}{2L}$=3mol/L，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.5 mol/L，CO浓度变化为1.5mol/L-0.5mol/L=1mol/L，则：
CO（g）+2H2（g）?CH30H（g）
开始（mol/L）：1.5 3 0
变化（mol/L）：1 2 1
平衡（mol/L）：0.5 1 1
故该温度下，该反应的平衡常数K=$\frac{1}{{1}^{3}×0.5}$=2，
故答案为：2；
②a．增大压强，平衡时氢气的浓度增大，故a错误；
b．增大压强，反应物、生成物的浓度都增大，故正、逆反应速率都加快，故b正确；
c．增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量增加，故c正确；
d．增大压强平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大，故重新平衡时$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$减小，故d错误，
故答案为：bc；
③各组成与原平衡相同说明为等效平衡，恒温恒容，前后气体体积变化，按化学计量数转化到左边，满足对于物质的物质的量相等即可，所以有：a+c=3，b+2c=6，整理得b=2a；
由①计算可知，平衡时CH3OH的物质的量为1mol/L×2L=2mol，所以c＞2mol平衡向逆反应进行．按化学计量数转化到左边，得到3mol CO时c的值最大，所以c最大为3mol．所以2＜c＜≤3，
故答案为：b=2a；2＜c≤3．
点评 本题综合性较大，涉及化学反应自发性判断、化学平衡常数、化学平衡影响因素、等效平衡计算等知识，题目浓度较大，（2）③注意等效思想的运用以及运用极限方法确定c的取值范围．
计算高手系列答案| A． | 将氯气通入石灰乳中制取漂白粉：Cl2+2OH-═ClO-+Cl-+H2O | |
| B． | 氯气和水的反应：C12+H2O═2H++Cl-+ClO- | |
| C． | 铜屑放入稀硝酸中：Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O | |
| D． | NaClO溶液中通入过量SO2：ClO-+H2O+SO2═C1-+SO42-+2H + |
| 选项 | 实验操作 | 现象 | 解释或结论 |
| A | 向足量AgNO3溶液中先滴加少量NaCl溶液，后滴加少量KI溶液 | 先产生白色沉淀后又产生黄色沉淀 | AgI比AgCl更难溶 |
| B | 溴乙烷和烧碱的乙醇溶液共热 | 产生的气体可使酸性高锰酸钾溶液褪色 | 证明有乙烯生成 |
| C | 将高温水蒸气通过灼热的铁粉 | 铁粉变红 | 铁与水在高温下能发生反应 |
| D | Fe粉中加入过量的稀HNO3，充分反应后滴入几滴KSCN溶液 | 溶液呈红色 | 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
| A． | 原子半径r（E）＞r（D）＞r（B） | |
| B． | A分别与C、E形成的化合物中化学键类型相同 | |
| C． | 熔沸点：A2B＜A2D | |
| D． | 化合物DB2的排放是形成酸雨的原因 |
| A． | 1L溶液中含0.3NA个钾离子 | B． | 1L溶液中含0.9NA个离子（K+、SO42-） | ||
| C． | 2L溶液中钾离子浓度是1.2mol/L | D． | 2L溶液中含0.6 NA个离子（K+、SO42-） |
| A． |  除去S02中的少量HC1，可将混合气体通人饱和Na2S03溶液 | |
| B． |  粘在试管内壁的硫单质，可用热的稀盐酸洗涤 | |
| C． |  稀盐酸、NaOH、AICl3、Ba（OH）2四瓶无色溶液，可用NaHC03溶液鉴别 | |
| D． |  将硝酸铵晶体溶于水，测得水温下降，证明硝酸铵水解是吸热的 |
[实验目的]测定食醋的总酸量
[实验原理]中和滴定
[实验用品]蒸馏水，市售食用白醋样品500mL（商标注明总酸量：3，.50g/100mL～5.00g/100mL），0.1000mol/L NaOH标准溶液；100mL容量瓶，10mL移液管，碱式滴定管，铁架台，滴定管夹，锥形瓶，烧杯，酸碱指示剂（可供选用的有：甲基橙，酚酞，石蕊）．
[实验步骤]
①配制并移取待测食醋溶液
用10mL移液管吸取10mL市售白醋样品置于100mL容量瓶中，用处理过的蒸馏水稀释至刻度线，摇匀后用酸式滴定管取待测食醋溶液20mL，并移至锥形瓶中．
②盛装标准NaOH溶液
将碱式滴定管洗净后，用NaOH标准溶液润洗3次，然后加入NaOH标准溶液，排除尖嘴部分气泡后，使液面位于“0”刻度或“0”度以下．静置，读取数据并记录为NaOH标准溶液体积的初读数．
③滴定
往盛有待测食醋溶液的锥形瓶中的滴加某酸碱指示计2～3滴，滴定至终点．记录NaOH的终读数．重复滴定3次．
[数据记录]
| 滴定次数 实验数据 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| V（样品）/ml | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
| V（NaOH）始/ml | 0.00 | 0.20 | 0.10 | 0.10 |
| V（NaOH）终/ml | 14.98 | 15.20 | 15.12 | 16.24 |
（1）步骤①中用煮沸并迅速冷却的方法处理蒸馏水的目的是除去CO2，防止其对实验结果的影响．
（2）步骤③中你选择的酸碱指示剂是酚酞，理由是CH3COONa溶液呈碱性，应选择变色范围在碱性的指示剂．
（3）样品总酸量=4.50g/100mL．
（4）导致实验结果偏大的主要原因是①②（填写序号）
①滴定终点时，仰视滴定管读数
②滴定后滴定管尖嘴处悬有一滴液体
③移液管用蒸馏水洗净后，就用来吸取待测液
④滴定前，碱式滴定管无气泡，滴定后产生气泡
⑤锥形瓶只用蒸馏水洗涤后仍留有少量蒸馏水．