题目内容

13．在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），图1表示反应过程中能量的变化，图2表示反应过程中物质浓度的变化

（1）该反应的焓变和熵变：△H＜0，△S（熵变）＜0，
（2）该反应的平衡常数K的表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，温度降低，K的变化是增大
（3）升高温度，$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（C{O}_{2}）}$的变化是（填变大，不变，减小）减小
（4）3分钟时氢气的反应速率是0.5mol/（L．min）．

分析 （1）由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，反应中气体的体积减小；
（2）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动；
（3）升高温度，平衡逆向移动；
（4）结合v=$\frac{△c}{△t}$计算．

解答 解：（1）由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，反应中气体的体积减小，则：△H＜0，△S（熵变）＜0，
故答案为：＜；＜；
（2）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，则K增大，
故答案为：K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；增大；
（3）升高温度，平衡逆向移动，则$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（C{O}_{2}）}$减小，故答案为：减小；
（4）由图可知，3min内生成甲醇0.5mol/L，结合反应可知消耗氢气为1.5mol/L，则氢气表示的速率为$\frac{1.5mol/L}{3min}$=0.5mol/（L．min），
故答案为：0.5mol/（L．min）．

点评 本题考查化学平衡常数及能量变化，为高频考点，把握图中能量变化、K的意义、速率计算及平衡移动为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大．

练习册系列答案
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3．红葡萄酒密封储存时间越长，质量越好，原因之一是储存过程中生成了有香味的酯．在实验室也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯，请回答下列问题．
（1）试管a中加入几块碎瓷片的目的是防止爆沸．
（2）反应开始前，试管b中盛放的溶液是饱和碳酸钠溶液，其作用是中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度．
（3）可用分液的方法把制得的乙酸乙酯分离出来．
（4）试管a中发生反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{H_{2}SO_{4}（浓）}$CH3COOCH2CH3+H2O．
4．某同学用下列所示实验装置制取乙酸乙酯．回答以下问题：
（1）在大试管中先加入3mL乙醇，然后一边摇动一边慢慢地加入2mL浓H2SO4和2mL乙酸，混合均匀，然后加入几粒碎瓷片．按上图连好装置，用酒精灯对大试管小心均匀加热．当观察到明显现象时停止实验．
（2）与书中采用的实验装置的不同之处是：这位同学采用了球形干燥管代替了长导管，并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中．在此处球形干燥管的作用除了使乙酸乙醋充分冷凝外还有防倒吸；
（3）有甲、乙、丙三位同学，分别将乙酸与乙醉反应得到的酯（未用饱和Na2CO3溶液承接）提纯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH中和过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来．但他们的结果却不同：
①甲得到了不溶于水的中性酯；②乙得到显酸性的酯的混合物；③丙得到大量水溶性物质．
试判断三位同学加入的NaOH是多了还是怡好还是少了（填“少量“、“适量”、“过量“）
①适量②少量③过量．
1．中学化学涉及多种常数，下列说法正确的是（　　）
A．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变
B．某温度下，2L密闭容器中加入4mol A和2mol B发生反应：
3A（g）+2B（g）?4C（s）+2D（g）．平衡时测得n（C）=1.6mol，反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{4}（C）{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）{c}^{2}（B）}$
C．温度一定时，当溶液中c（Ag+）•c（Cl-）等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液
D．难溶电解质AB2饱和溶液中，c（A2+）=x mol•L-1，c（B-）=y mol•L-1，则Ksp值为4xy2
8．葡萄可用于酿酒．
（1）检验葡萄汁含葡萄糖的方法是：向其中加碱调至碱性，再加入新制备的Cu（OH）2，加热，其现象是砖红色沉淀．
（2）葡萄在酿酒过程中，葡萄糖转化为酒精的过程如下，补充完成下列化学方程式．C6H12O6（葡萄糖）$\stackrel{酶}{→}$2CO2+2C2H5OH
（3）葡萄酒密封储存过程中生成了有香味的酯，酯也可以通过化学实验来制备．实验室用如图所示装置制备乙酸乙酯：
①试管a中生成乙酸乙酯的化学方程式是CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O．
②试管b中盛放的试剂是饱和碳酸钠溶液．
③实验开始时，试管b中的导管不伸入液面下的原因是防止倒吸．
④若分离出试管b中生成的乙酸乙酯，需要用到的仪器是b（填序号）．
a． 漏斗    b． 分液漏斗    c． 长颈漏斗
（4）某有机物的结构简式为HOOC-CH═CHOH．验证该有机物中含有-COOH官能团常采用的方法是加入NaHCO3，产生的现象为放出气体．
18．FeCl3在现代工业生产中应用广泛．某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S．
Ⅰ．经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华．他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④…
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封．
请回答下列问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3．
（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端．要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是在沉积的FeCl3固体下方加热．
（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）②⑤．
（4）装置B中冷水浴的作用为冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品；装置C的名称为干燥管；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：K3溶液．
（5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂．
Ⅱ．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液．
（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+．
（7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+．
（8）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率为100%；
②FeCl3可以循环利用．
5．纯净的过氧化钙（CaO2）是白色粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常温下较为稳定，是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输．已知：在实验室可用钙盐制取CaO2•8H2O，再经脱水制得CaO2．其制备过程如下：

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒；“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右，比较简单易行的方法是将反应容器浸入冰水中；为检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加AgNO3溶液（填试剂），无明显现象说明“水洗”合格．
（2）“沉淀”时发生反应的离子方程式为Ca2++2NH3•H2O+H2O2+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4+；该制法的副产品为NH4Cl（填化学式）；若称取11.1g无水CaCl2，理论上应该量取质量分数30%、密度1.1g/cm3的H2O2溶液10.3mL．
（3）测定产品中CaO2的含量的实验步骤是：
第一步，准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2mol/L的H2SO4溶液，充分反应；
第二步，向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；
第三步，逐滴加入浓度为c mol/L的Na2S2O3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液V mL．【已知：I2+2S2O32-→2I-+S4O62-（无色）】
①第三步中说明反应恰好完全的现象是溶液由蓝色变为无色，且30s不恢复．
②CaO2的质量分数为$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$ （用字母表示）；
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO2的质量分数可能偏高（填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”）
2．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体；
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3（Si+3HCl$\frac{\underline{\;250-300℃\;}}{铜粉}$SiHCl3+H2）；
③SiHCl3与过量的H2在1 100～1 200℃的温度下反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃．
请回答：
（1）第一步制取粗硅的化学反应方程式为2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（2）粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为蒸馏（或分馏）．
（3）实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示（加热和夹持装置略去）：

①装置B中的试剂是浓硫酸，装置C中的烧杯需要加热，目的是使SiHCl3气化，与氢气反应．
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是有固体物质生成，装置D不能采用普通玻璃管的原因是温度太高，普通玻璃管易熔化，装置D中发生反应的化学方程式是SiHCl3+H2=Si+3HCl．
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气．
3．实验室欲配制150mL 0.2mol•L-1NaOH溶液：
①应用托盘天平称取NaOH固体2.0g；
②配制NaOH溶液时需要用到的仪器有：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管．
③下列操作结果，使所配制溶液物质的量浓度偏高的是B．
A．将NaOH放在纸张上称量
B．定容时俯视刻度线
C．定容时仰视刻度线
D．容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥即用来配制溶液
④配制时，其正确的操作顺序是（字母表示，每个字母只能用一次）BCAFED．
A．用30mL水洗涤烧杯2-3次，洗涤液均注入容量瓶
B．准确称取计算量的氢氧化钠固体于烧杯中，再加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其充分溶解
C．将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀
E．改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1-2cm处．

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