题目内容

8．已知：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1．一定条件下，向体积为1L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化曲线如图所示．下列叙述中，正确的是（　　）
A．升高温度能使$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大
B．反应达到平衡状态时，CO2的平衡转化率为75%
C．3 min时，用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率υ（H2）=0.075mol/（L．min）

分析 A、根据温度对该化学反应平衡的影响判断移动方向，从而判断甲醇和二氧化碳的物质的量比值的变化；
B、根据反应达到平衡状态时，二氧化碳反应的物质的量与二氧化碳的初始物质的量的比值就是其转化率；
C、3 min时，CH3OH和CO2的浓度相等，但反应没有达到平衡状态；
D、根据v=$\frac{△C}{△t}$计算其平均反应速率．

解答 解：A、此反应是放热反应，升高温度，平衡左移，导致甲醇的物质的量减少，二氧化碳的物质的量增大，所以使$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（C{O}_{2}）}$减小，故A错误；
B、反应达到平衡状态时，二氧化碳减少的物质的量浓度为（1.00-0.25）mol/L，所以其转化率=$\frac{（1.00-0.25）mol/L}{1.00mol/L}$=75%，故B正确；
C、3 min时，CH3OH和CO2的浓度相等，但是并没有达到平衡，所以速率不相等，故C错误；
D、从反应开始到平衡，二氧化碳的平均反应速率=$\frac{（1.00-0.25）mol/L}{10min}$=0.075 mol•L-1•min-1，H2的平均反应速率υ（H2）=0.225mol•L-1•min-1，故D错误．
故选B．

点评 本题考查了图象分析题，难度不大，注意转化率的计算方法、外界条件对化学平衡的影响、化学反应速率的计算等问题．

练习册系列答案
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18．某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO2气体外，还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数．查阅相关资料表明：“常温下，NO2与N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在．”为此，他们设计了如图所示的装置．

请回答下列问题
（1）写出A中Cu与HNO3反应可能的化学方程式Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O．
（2）实验开始前先打开A部分的活塞K1，持续通入一段时间的氮气再关闭K1，其目的是排除系统的空气，防止NO氧化为NO2；装置中B瓶的作用是吸收水蒸气，防止水蒸气在C中冷凝后与NO2反应产生NO．
（3）停止反应后，打开D中的活塞K2并通入O2，若有NO生成，则D中出现的现象是无色气体变成红棕色气体．
（4）为减小实验误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应继续进行的操作是打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2．
（5）实验测得如下数据：实验前，Cu、Ag合金的质量：15.0g，浓HNO3：40mL 13.5mol•L1；实验后A溶液：V=40mL c（H+）=1.0mol•L1．假设反应中HNO3既无挥发也无分解，则：参加反应的HNO3的物质的量为0.5mol．
（6）若已知Cu、Ag合金的质量为m g，且溶解完全．请利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作，以确定合金中Cu的质量分数，其实验过程为在A中加入过量的Cl-的溶液，过滤、洗涤、干燥并称量沉淀的质量．
19．碘是重要的无机化工原料，海藻灰化法是我国目前制碘的主要方法．某研究性学习小组查阅文献，设计并进行了以下模拟实验．

请回答：
（1）步骤①中灼烧海带用到的实验仪器是b（填序号）．
a．试管            b．坩埚             c．烧杯
（2）步骤③的实验操作是过滤．
（3）步骤④中反应的离子方程式是Cl2+2I-=2Cl-+I2．
（4）步骤⑤中，可以选择的有机溶剂是bd（填序号）．
a．乙酸    b．四氯化碳    c．酒精    d．苯
（5）同学们观察到完成步骤⑤后，所得到的水溶液呈淡黄色．某同学推断其中可能含有碘单质，检验方法是：取少量溶液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液呈蓝色，证明溶液中还含有I2．
（6）因过量的Cl2会与I2反应，所以步骤④中加入的氯水应保持适量．为证明此说法，某同学做如下实验：取少量碘水，滴加氯水，观察到碘水逐渐褪色，经检验生成物含有IO3-．该反应的化学方程式是5Cl2+I2+6H2O═2HIO3+10HCl．
16．过量的铜与浓硫酸在加热条件下的反应会因硫酸浓度下降而停止．为测定反应残余清液中硫酸的浓度，探究小组同学提出的下列实验方案：
甲方案：与足量BaCl2溶液反应，称量生成的BaSO4质量．
乙方案：与足量锌反应，测量生成氢气的体积．
回答下列问题：
（1）判定甲方案不可行，理由是加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度．
（2）甲同学用图1所示装置进行乙方案的实验．

①检查此装置气密性的方法连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变．
②使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将Zn粒转移到稀硫酸中．残余清液与锌粒混合后的现象表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解．
③反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至体积不变．气体体积逐次减小的原因是反应是放热的，气体未冷却（排除仪器和实验操作的影响因素）．
（3）乙同学拟选用图2实验装置完成实验：
①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接E接D接G（填接口字母，可不填满）
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后残余清液就不能顺利滴入锥形瓶．其原因是锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大．
③乙同学滴入锥形瓶中的残余清液体积为amL，测得量筒中水的体积为bmL（假设体系中气体为标准状况），残余清液中硫酸的物质的量浓度的表达式$\frac{b-a}{22.4a}$（用a、b表示）
④某学生想用排水法收集氢气，并检验其纯度，应选择集气装置（图3）B（填A或B）．
3．二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放．

（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H=-a kJ•mol-1（a＞0），测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．
①能说明该反应已达平衡状态的是AB．（选填编号）
A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O
D．该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1，且保持不变
②计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20．（保留两位有效数字）．若改变条件C（填选项），可使K=1．
A．增大压强   B．增大反应物浓度   C．降低温度 D．升高温度   E．加入催化剂
（2）某甲醇燃料电池原理如图2所示．
①M区发生反应的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+．
②用上述电池做电源，用图3装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解的总反应离子方程式为：2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2 OH-．假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为0.16g（忽略溶液体积变化）．
（3）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：
已知：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-a kJ•mol-1；
CH3OH（g）=CH3OH（l）△H=-b kJ•mol-1；
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-c kJ•mol-1；
H2O（g）=H2O（l）△H=-d kJ•mol-1，
则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$c+2d-a-b）kJ•mol-1．
13．醋柳酯是一种镇咳祛痰药，用于上呼吸道感染、感冒咳嗽、急慢性支气管炎等的治疗，结构简式如图1．回答下列问题：

（1）醋柳酯的分子式为C16H14O5．
（2）关于醋柳酯的说法中，正确的是B
A．核磁共振氢谱中只有6个吸收峰
B．能发生取代、加成、氧化反应
C．1mol该物质最多可以和7molH2反应
D．分子中所有原子一定在同一平面内
（3）醋柳酯可由如图2所示路线合成：
①A的结构简式为；中间产品C中混有反应物A和B，检验C中含有A的试剂是NaHCO3溶液．
②由C制醋柳酯的反应类型为取代反应；写出C和足量NaOH溶液反应的化学方程式．
③A的同分异构体很多，其中属于酯类、且能与FeCl3溶液反应显紫色的同分异构体有3种，写出一种的结构简式．
20．已知有反应BrO${\;}_{3}^{-}$+5Br-+6H+═3Br2+3H2O．下列反应中从反应原理来看与该反应最相似的是（　　）
A．2KNO3═2KNO2+O2↑B．NH4HCO3═NH3↑+CO2↑+H2O
C．3NO2+H2O═2HNO3+NOD．SO2+2H2S═3S↓+2H2O
17．下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（　　）
A．HNO3B．Cl2C．SO2D．NH4NO3
18．硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）在医药上作补血剂．某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量．实验步骤如下：
请回答下列问题：

（1）证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加氯水（或双氧水、稀硝酸），该过程的现象为溶液开始不变色，后变为血红色
（2）步骤②加入过量H2O2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+．
（3）步骤③中反应的离子方程式是Fe3++3NH3•H2O═Fe（OH）3↓+3NH4+
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量．
（5）若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为0.07a g．

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