题目内容
20．
甲醇是重要的化工原料，在化工生产中有广泛的应用．（1）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢反应生成H2和甲酸甲酯（HCOOCH3）、再分解生成CO和CH3OH．写出相应反应的化学方程式：2CH3OH→HCOOCH3+2H2↑、HCOOCH3→CH3OH+CO↑．
（2）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与C02转化为甲醇．已知：
光催化制氢：2H2O（1）=2H2（g）+O2（g）△H=+571.5kJ•mol-1
H2与C02耦合反应：3H2（g）十CO2（g）=CH3OH（1）+H2O（1）△H=一137.8kJ•mol-1
则反应：2H2O（1）+CO2（g）=CH30H（l）+3/202（g）的△H=+719.45 kJ•mol-1
（3）已知反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=Q
在20L的密闭容器中，按物质的量之比1：2充入CO和H2，测得CO的转化率随温度及压强的变化如图所示，P2及195℃时n（H2）随时间的变化如表所示：
| t/min | 0 | 1 | 3 | 5 |
| n（H2）/mol | 8 | 5 | 4 | 4 |
②图中压强（P1、P2）的大小顺序为P1＜P2，理由是相同温度下，压强P2平衡时CO的转化率更大，而正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，CO的转化率提高．
③在P2及195℃时，该反应的平衡常数K=25．
分析 （1）由题目信息，可知甲醇脱氢生成甲酸甲酯与氢气，甲酸甲酯再分解得到甲醇与CO，配平书写方程式；
（2）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也进行相应的运算；
（3）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H2），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（CH3OH）；
由图可知，随温度升高，CO的转化率降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动；
②由图可知，相同温度下，压强P2平衡时CO的转化率更大，而正反应为气体体积减小的反应，结合压强对平衡移动的影响判断；
③在20L的密闭容器中，按物质的量之比1：2充入CO和H2，开始氢气的浓度为$\frac{8mol}{20L}$=0.4mol/L，CO浓度为$\frac{4mol}{20L}$=0.2mol/L，由表中数据可知，3min到达平衡，平衡时氢气浓度为$\frac{4mol}{20L}$=0.2mol/L，则：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L）：0.2 0.4 0
转化（mol/L）：0.1 0.2 0.1
平衡（mol/L）：0.1 0.2 0.1
代入平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$计算．
解答 解：（1）由题目信息，可知甲醇脱氢生成甲酸甲酯与氢气，甲酸甲酯再分解得到甲醇与CO，反应方程式为：2CH3OH→HCOOCH3+2H2↑、HCOOCH3→CH3OH+CO↑，
故答案为：2CH3OH→HCOOCH3+2H2↑、HCOOCH3→CH3OH+CO↑；
（2）已知：①2H2O（1）=2H2（g）+O2（g）△H=+571.5kJ•mol-1
②3H2（g）+CO2（g）=CH3OH（1）+H2O（1）△H=-137.8kJ•mol-1
根据盖斯定律，①×$\frac{3}{2}$+②得：2H2O（1）+CO2（g）=CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g），故△H=$\frac{3}{2}$×（+571.5kJ•mol-1）+（-137.8kJ•mol-1）=+719.45kJ•mol-1，
故答案为：+719.45；
（3）①由表中数据可知，3min内参加反应氢气为8mol-4mol=4mol，故v（H2）=$\frac{\frac{4mol}{20L}}{3min}$=$\frac{1}{15}$mol/（L．min），速率之比等于其化学计量数之比，则v（CH3OH）=$\frac{1}{2}$v（H2）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{15}$mol/（L．min）=0.033mol/（L．min）；
由图可知，随温度升高，CO的转化率降低，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Q＜0，
故答案为：0.033mol/（L．min）；＜；
②由图可知，相同温度下，压强P2平衡时CO的转化率更大，而正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，CO的转化率提高，故压强P1＜P2，
故答案为：P1＜P2；相同温度下，压强P2平衡时CO的转化率更大，而正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，CO的转化率提高；
③在20L的密闭容器中，按物质的量之比1：2充入CO和H2，开始氢气的浓度为$\frac{8mol}{20L}$=0.4mol/L，CO浓度为$\frac{4mol}{20L}$=0.2mol/L，由表中数据可知，3min到达平衡，平衡时氢气浓度为$\frac{4mol}{20L}$=0.2mol/L，则：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L）：0.2 0.4 0
转化（mol/L）：0.1 0.2 0.1
平衡（mol/L）：0.1 0.2 0.1
故平衡常数K=$\frac{0.1}{0.1×0．{2}^{2}}$=25，
故答案为：25．
点评 本题属于拼合型题目，涉及反应热计算、化学平衡图象、反应速率计算、化学平衡影响因素、平衡常数计算等，侧重考查学生分析解决问题的能力，掌握三段式在化学平衡计算的应用．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案| A． | ds区元素 | B． | 过渡元素 | C． | 主族元素 | D． | s区元素 |
，回答问题：
．
．
（只写一种）．| A． | 合成氨反应在低温下能够自发进行，是因为反应物键能之和大于生成物键能之和 | |
| B． | 元素分析仪可以确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素，原子吸收光谱可以确定物质中含有哪些金属元素 | |
| C． | 人们利用元素周期律在过渡元素中寻找各种性能优良的催化剂，以降低化学反应的活化能，从而起到很好的节能效果 | |
| D． | 超高分辨率荧光显微镜能够观察到纳米尺度的物质，用它可以获得蛋白质溶液中的分子图象 |
①C02（g）+2NH3（g）?NH2COONH4（s）△H1
②NH2COONH4（s）?CO（NH2）2（s）+H20（g）△H2＞0 请回答下列问题：
（1）研究反应①的平衡常数（K）与温度（T）的关系，如图1所示，则△H1＜． （选填“＞”、“＜”或）．
（2）有体积可变（活塞与容器之间的摩擦力忽略不计）的密闭容器如图2所示，现将3molNH3和2molC02放人 容器中，移动活塞至体积V为3L，用铆钉固定在A、B点，发生合成尿素的总反应如下：
C02（g）+2NH3（g）?CO（NH2）2（s）+H20（g）测定不同条件、不同时间段内的C02的转化率，得到如下数据：
| CO2转化率 T（℃） | 10min | 20min | 30min | 40min |
| T1 | 30% | 65% | 75% | 75% |
| T | 45% | 50% | a1 | a2 |
②根据上表数据，请比较T1＜T2（选填“＞”、“＜”或）；T2℃下，第30min时，a150%，该温度下的化学平衡常数为9．
③T2℃下，第40min时，拔去铆钉（容器密封性良好）后，活塞没有发生移动．再向容器中通入3molC02，此时v（正）= v（逆）（选填“＞”、“＜”或），判断的理由是T2℃下，通入3molC02，则容器体积变为原来的2倍，Qc=9=K，平衡不移动．
（3）请在图中2补画出合成氨总反应2NH3（g）+C02（g）?C0（NH2）2（s）+H2O（g）过程中能量变化图，并标明中间产物〔NH2COONH4（s）〕、生成物〔CO（NH2）2（s）+H20（g）〕．
锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置（如图所示），电解液为溴化锌水溶液，电解质溶液在电解质储罐和电池间不断循环．下列说法不正确的是（ ）| A． | 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 | |
| B． | 充电时电极a连接电源的负极 | |
| C． | 放电时负极的电极反应式为Zn-2e-═Zn2+ | |
| D． | 阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应 |
| 选项 | 实验目的 | 玻璃实验仪器 | 实验试剂 | 温度计位置 |
| A | 制取乙烯 | 圆底烧瓶、集气瓶、导气管、酒精灯 | 浓硫酸、乙醇 | 反应液中 |
| B | 提纯乙醇 | 蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、承接管 | 75%的乙醇 | 支气管口 |
| C | 中和热测定 | 烧杯、环形玻璃搅拌棒 | 氢氧化钠、醋酸 | 酸、碱及反应液中 |
| D | 制银镜 | 烧杯、试管、酒精灯 | 银氨溶液、葡萄糖 | 水浴的烧杯水中 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |