题目内容

14．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃7008008301000
K2.61.71.00.9
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$．
（2）该反应为放热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）增加H2O（g）的浓度，CO的转化率将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）830℃时，向该容器中加入2molCO2与2molH2，平衡时CO2的体积分数是25%．
（5）已知工业制氢气的反应为CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），反应过程中能量变化如图所示．又已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ/mol． 结合图象写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：2CO（g）+O2（g）?2CO2（g）△H=-566kJ/mol．

分析 （1）平衡常数为生成物平衡浓度化学计量数幂乘积与反应物平衡浓度化学计量数幂乘积之比；
（2）由表中数据可知，升高温度平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应移动；
（3）增大某一反应物的浓度，平衡正向移动，其它反应物的转化率增大；
（4）向该容器中加入2molCO2与2molH2，二者按物质的量1：1反应，故平衡时二氧化碳与氢气的物质的量相等，而生成的CO、氢气物质的量相等，而CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=1，则平衡时各组分的物质的量均相等；
（5）由图可知：①CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，
又知：②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ/mol，
根据盖斯定律，①×2+②可得：2CO（g）+O2（g）?2CO2（g）．

解答 解：（1）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的平衡常数表达式K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$，
故答案为：$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$；
（2）由表中数据可知，升高温度平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应移动，而升高温度平衡向吸热反应进行，故正反应为放热反应，
故答案为：放热；
（3）增加H2O（g）的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，
故答案为：增大；
（4）向该容器中加入2molCO2与2molH2，二者按物质的量1：1反应，故平衡时二氧化碳与氢气的物质的量相等，而生成的CO、氢气物质的量相等，而CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=1，则平衡时各组分的物质的量均相等，故平衡时二氧化碳的体积分数为$\frac{1}{4}$×100%=25%，
故答案为：25%；
（5）由图可知：①CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，
又知：②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ/mol，
根据盖斯定律，①×2+②可得：2CO（g）+O2（g）?2CO2（g）△H=-566kJ/mol，
故答案为：2CO（g）+O2（g）?2CO2（g）△H=-566kJ/mol．

点评 本题考查化学平衡计算、化学平衡影响因素、平衡常数、热化学方程式书写等，（4）中注意根据方程式中化学计量数之比为1：l：1：1及平衡常数K=1的特殊性进行分析解答，难度中等．

练习册系列答案
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④该反应的平衡常数的表达式为K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（C{l}_{2}）×c（CO）}$，随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势为减小（填“增大”、“减小”或“不变”），原因为正反应为放热反应，随温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小；
⑤比较第8min反应温度T（8）与第15min反应温度T（15）的高低：T（8）＜T（15）（填“＜”、“＞”或“=”）．
9．某学习小组拟以下列合成路线合成1-丁醇：CH3CH=CH2+CO+H2$\stackrel{一定条件}{→}$CH3CH2CH2CHO$→_{N/△}^{H_{2}}$CH3CH2CH2CH2OH
已知：
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在所得丙烯气体中还含有少量SO2、CO2及水蒸气．用以下试荆可以检验四种气体，则混合气体通过试剂的顺序依次是④⑤①③②（或④⑤①⑤②③）（填序号）．
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②沸点：乙醚34℃，1-丁醇：118℃．则操作1为过滤，操作2为萃取分液，操作3为蒸馏．
19．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如图简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（含Fe2O3．SiO2．Al2O3等）转变成重要的工业原料FeSO4（反应条件略）

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考虑其它反应，请回答下列问题：
（1）第1步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O．
（2）检验第II步中Fe3+是否完全还原，应选择C（填字母编号）．
A．KMnO4溶液      B．K3[Fe（CN）6]溶液     C．KSCN溶液
（3）第III步加FeCO3调溶液pH=6时，利用相关数据计算，判断Al3+是否沉淀完全？是（填“是”或“否”）（已知Ksp Al（OH）3=1.9×10-33，当离子浓度小于1×10-5mol•L-1时，可认为沉淀完全）
（4）FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料．
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（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料，该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极反应式是FeS2+4e-=Fe+2S2-．
6．下列说法中正确的是（　　）
A．1s、2px、2py、2pz轨道都具有球对称性
B．因为p轨道是“8”字形的，所以p电子也是“8”字形
C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道
D．原子轨道示意图与电子云图都是用来形象描述电子运动状态的图形
3．某混合溶液中可能含有的离子如表所示：
可能大量含有的阳离子H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+
可能大量含有的阴离子Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2-
为探究其成分，进行了以下探究实验．
（1）探究一：甲同学取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入氢氧化钠溶液的体积（V）的关系如图所示．
①该溶液中一定含有的阳离子是H+、NH4+、Al3+，其对应物质的量浓度之比为2：3：1，一定不存在的阴离子是CO32-、AlO2-；
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2$_2^-$+2H2O．
（2）探究二：乙同学检测到该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-，若向1L该混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积（标准状况）的关系如下表所示，分析后回答下列问题：
Cl2的体积（标准状况）5.6L11.2L22.4L
n （Cl-）2.5mol3.0mol4.0mol
n （Br-）3.0mol2.6mol1.6mol
n （I-）x mol00
①原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为（最简整数比）10：15：3．
②当通入Cl2的体积达到11.2L时，溶液中发生的总反应的离子方程式可表示为：5Cl2+6I-+4Br-=10Cl-+3I2+2Br2．
4．锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题．某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉行涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如图：

（1）第①步反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2Al3++3H2↑．
（2）第②步反应得到的沉淀X的化学式为Al（OH）3．
（3）第③步反应的离子方程式是4LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O．
（4）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．

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