题目内容

9．煤的气化和液化可能实现煤的综合利用，提高煤的利用价值．煤的间接液化是指以煤为原料，先气化（主要以水作气化剂）制成合成气，然后再通过一系列作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程．

（1）CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ•mol-1，△H=-285.8kJ•mol-1，写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9KJ/mol．
（2）金属氧化物可被CO还原生成金属单质和二氧化碳．图1是四种金属氧化物（Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O）被一氧化碳还原时1g$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$与温度（t）的关系曲线图1，700℃时，其中最难被还原的金属氧化物是Cr2O3（填化学式），用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式为最简单整数比，该反应的平衡常数（K）数值等于10-12．
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其化学反应的热化学方程式为：CH3OH（g）+CO（g）$?_{加热}^{催化剂}$HCOOCH3（g）△H=-29.1kJ•mol-1．科研人员对该反应进行了研究．部分研究结果如图2所示：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是3.5×106 Pa～4.0×106Pa；
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是高于80℃时，温度对反应速率影响较小，且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低．

分析 （1）由甲醇和氢气的燃烧热，可得热化学方程式：
①CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=-725.5kJ/mol；
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol，
根据盖斯定律，②×3-①可得：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）；
（2）700℃时1g$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$越大则K越小，说明反应进行的程度小，金属氧化物越难被还原，700℃时，K越小，说明反应进行的程度小，金属氧化物越难被还原；
根据方程式书写该反应的平衡常数表达式，700℃时1g$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$与值计算；
（3）①由图可知，在3.5×106 Pa～4.0×106Pa时转化率相对比较大，再增大压强，转化率增大不多，会对设备要求较大；
②由图可知，高于80℃时，温度对反应速率影响较小；且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低．

解答 解：（1）由甲醇和氢气的燃烧热，可得热化学方程式：
①CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=-725.5kJ/mol；
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol，
根据盖斯定律，②×3-①可得：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9KJ/mol
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9KJ/mol；
（2）700℃时1g$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$越大则K越小，说明反应进行的程度小，金属氧化物越难被还原，由图可知700℃时，其中最难被还原的金属氧化物是Cr2O3，此时Cr2O3对应1g$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=4，则$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=10-4，
一氧化碳还原三氧化铬反应的化学方程式为：3CO（g）+Cr2O3（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cr（s）+3CO2（g），则K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$=10-12，
故答案为：Cr2O3；10-12；
（3）①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看，图象中转化率变化最大的是3.5×106 Pa～4.0×106Pa，再增大压强，转化率增大不多，会对设备要求较大，因选择压强：3.5×106 Pa～4.0×106Pa，
故答案为：3.5×106 Pa～4.0×106Pa；
②由图可知，温度在高于80°C对反应速率影响不大，反应是放热反应，温度过高，平衡逆向进行，甲醇转化率会降低，
故答案为：高于80℃时，温度对反应速率影响较小，且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低．

点评 本题考查化学平衡计算、化学平衡图象、盖斯定律应用等，侧重考查学生对图象的分析与运用知识分析解决问题的能力，难度中等．

练习册系列答案
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19．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，1mol丙烷共用电子对数为6NA
B．1mol甲醛与足量新制Cu（OH）2悬浊液反应，转移电子数目为2NA
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20．下面关于氢化物的叙述正确的是（　　）
A．一个D2O分子所含的中子数为8B．NH3的结构式为
C．HCl的电子式为D．热稳定性：H2S＜HF
17．下列化学用语正确的是（　　）
A．NaHCO3 的电离：NaHCO3?Na++H++CO${\;}_{3}^{2-}$
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D．熔融状态下NaHSO4的电离：NaHSO4═Na++SO${\;}_{4}^{2-}$
4．用试纸检验气体性质是一种重要的实验方法，如下表所示的实验中（可加热），下列试纸的选用、现象及对应结论均正确的一项是（　　）
选项试剂湿润的试纸现象结论
ANa2SO3，浓硫酸品红试纸褪色SO2具有漂白性
B浓氨水，生石灰蓝色石蕊试纸变红氨气为碱性气体
C碘水淀粉试纸变蓝碘具有氧化性
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A．AB．BC．CD．D
14．某学生为了测定部分变质的Na2SO3样品的纯度．按图1所示称取一定量的Na2SO3样品放入A装置的烧瓶中，滴入足量的H2SO4至完全反应；然后，将B中完全反应后的溶液与足量的BaCl2溶液反应，过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀23.3g．回答下列问题：

（1）实验开始时，应先点燃D处酒精灯（填装置字母）．
（2）实验开始后，写出B中反应的离子方程式Cl2+SO2+2H2O═4H++2Cl-+SO42-．
（3）C中的现象是红色鲜花褪色，E装置的作用是吸收未反应的二氧化硫和氯气．
（4）按题给装置和操作进行实验，若装置连接和实验操作均无任何问题，该学生测得的Na2SO3的纯度偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．据图2计算原样品中Na2SO3的纯度为50.8%（精确到0.1%）．
1．关于金属性质和原因的描述不正确的是（　　）
A．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收了某些波长的可见光造成的
B．金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电
C．金属具有良好的导热性，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量
D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键
18．一定条件下NO2与SO2可发生反应，其方程式为：NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g ）△H＞0，将NO2与SO2以体积比1：2置于体积固定的密闭容器中发生上述反应．
①下列能说明反应达到平衡状态的是BF；
A、混合气体的压强保持不变      B、混合气体的颜色保持不变
C、SO3和NO的体积比保持不变D、混合气体的平均相对分子质量保持不变
E、混合气体的密度保持不变    F、SO2和NO2的体积比保持不变
②若改变条件，使平衡常数变大，则该反应AB．
A、一定向正反应方向移动       B、在平衡移动时，正反应速率先增大后减小
C、一定向逆反应方向移动      D、在平衡移动时，逆反应速率先增大后减小．
19．HA、H2B、H3C三种弱酸，根据“较强酸+较弱酸盐═较强酸盐+较弱酸”的反应规律，它们之间能发生下列反应：A．HA+HC2-（少量）═A-+H2C-     
B．H2B（少量）+2A-═B2-+2HA
C．H2B（少量）+H2C-═HB-+H3C
回答下列问题：
（1）相同条件下，HA、H2B、H3C三种酸中，酸性最强的是H2B．
（2）A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-六种离子中，最易结合质子（H+）的是C3-，最难结合质子的是HB-．
（3）完成下列反应的离子方程式HA（过量）+C3-：2HA（过量）+C3-=H2C-+2A-．

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