题目内容
【题目】甲醇是一种重要的可再生能源。
Ⅰ．已知：2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △H=－70.8 kJ·mol－1 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=－90.5 kJ·mol－1
写出由CH4和O2制取CH3OH(g)的热化学方程式_____________________。
Ⅱ．对于反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，回答下列问题：
(1)图1是CO(g)和CH3OH(g)物质的量浓度随时间(t)的变化曲线，从反应开始至达到平衡时，用H2表示的反应速率υ(H2)=________，CO的转化率为_________。
(2) 在容积为2L的刚性容器中充入5mol CO和10mol H2，发生反应并达到平衡，CO的平衡转化率随温度(T)的变化曲线如图2所示。
①计算B点平衡常数KB＝______；达到平衡时，若再充入2mol CO、4mol H2和2mol CH3OH，反应向__________进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
②比较KA、KB的大小________。
③能判断该反应达到化学平衡状态的是____（填字母序号）。
A．H2的体积分数不再改变
B．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
C．H2的转化率和CO的转化率相等
D．混合气体的平均相对分子质量不再改变
【答案】2CH4(g)+O2(g)= CH3OH(g) △H=－251.8 kJ ·mol－1 0.3mol·L－1 ·min－1 83.3％ 4 正反应方向 KA＜KB AD
【解析】
Ⅰ．用盖斯定律来计算焓变，写出热化学方程式；
Ⅱ． (1)根据图1所示，浓度增大的为生成物的浓度变化曲线，即为CH3OH的浓度变化曲线，则浓度降低的为CO的浓度变化曲线，找到浓度的变化量，求出υ(CH3OH)，根据反应速率之比等于化学计量数之比，得到υ(H2)=2υ(CH3OH)，根据图1所示，找到CO的转化浓度和起始浓度，用转化浓度与起始浓度的比值可得到转化率；
(2) ①用三段式算出平衡常数，若再充入2mol CO、4mol H2和2mol CH3OH，计算浓度商，与K比较判断反应进行的方向；
②从T1到T2，升高温度，CO的转化率减小，即反应逆向移动，平衡常数减小，则KA<KB；
③判断是否处于平衡状态，可根据正逆反应速率是否相等，各物质的浓度是否不变的直接判据，也可以根据变量不变来分析。
Ⅰ.①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=－70.8 kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=－90.5 kJ/mol
根据盖斯定律，由①+②×2得：2CH4(g)+O2(g)= CH3OH(g) △H=－251.8 kJ ·mol－1，
故答案为：2CH4(g)+O2(g)= CH3OH(g) △H=－251.8 kJ ·mol－1；
Ⅱ.(1)根据图1所示，浓度增大的为生成物的浓度变化曲线，即为CH3OH的浓度变化曲线，则浓度降低的为CO的浓度变化曲线，反应5分钟后达到平衡状态，则υ(CH3OH)=
=0.15mol·L－1·min－1，则υ(H2)=2υ(CH3OH)= 0.15mol·L－1·min－1×2=0.3mol·L－1·min－1；根据图1所示，CO起始浓度为0.9 mol·L－1，平衡时的浓度为0.15mol·L－1，则CO的浓度变化量为0.9 mol·L－1-0.15mol·L－1=0.75 mol·L－1，因此CO的转化率为
=83.3％，
答案为：0.3mol·L－1 ·min－1；83.3％；
(2) 根据图2所示，T1温度下，B点达到平衡时CO的转化率为0.8，即CO消耗了0.8×5mol=4mol，则结合反应列三段式：
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
起始(mol) 5 10 0
变化(mol) 4 8 4
平衡(mol) 1 2 4
①B点平衡常数KB＝
=4；达到平衡时，若再充入2mol CO、4mol H2和2mol CH3OH，浓度商Qc=
=
<4，反应向正反应方向进行，
答案为：4；正反应方向；
②从T1到T2，升高温度，CO的转化率减小，即反应逆向移动，平衡常数减小，则KA<KB，
答案为：KA<KB；
③A．H2的体积分数不再改变是化学平衡的特征，达到了平衡；
B．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍，都是指正反应方向，不能说明正逆反应速率相等，不一定平衡；
C．CO与H2起始物质的量之比为1:2，转化物质的量之比为1:2，体系中H2的转化率和CO的转化率恒相等，体系中H2的转化率和CO的转化率相等不能说明正逆反应速率相等；
D．混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值，物质的量变化，质量不变，所以当体系中气体的平均相对分子质量不再改变，证明达到了平衡；
答案选AD。
金博士一点全通系列答案
【题目】一定温度下，在三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)+Cl2(g) 
COCl2(g)，其中容器Ⅰ中反应在5 min时达到平衡状态。
容器编号 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | ||
CO | Cl2 | COCl2 | COCl2 | ||
Ⅰ | 500 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0.8 |
Ⅱ | 500 | 1.0 | a | 0 | 0.5 |
Ⅲ | 600 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.7 |
下列说法中正确的是
A.该反应正反应为放热反应
B.容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率υ(CO)=0.16 mol·L-1·min-1
C.容器Ⅱ中，a＝0.55 mol
D.若容器Ⅰ为恒压，达到平衡时CO转化率小于80%
【题目】硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2
实验I：Na2S2O3的制备。工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：
(1)仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。b中利用质量分数为70%80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。c中试剂为_______
(2)实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______ (写出一条)
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______
实验Ⅱ：探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料：Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)
装置 | 试剂X | 实验现象 |
| Fe2(SO4)3溶液 | 混合后溶液先变成紫黑色，30s后几乎变为无色 |
(4)根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______(填操作、试剂和现象)，进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：_______
实验Ⅲ：标定Na2S2O3溶液的浓度
(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294gmol-1)0.5880g。平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-，三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______molL-1
【题目】某课题组设计实验探究SO2的性质。
实验现象：B中无沉淀生成，C中有白色沉淀；D中溶液颜色变浅，E中产生白色沉淀。
（1）仪器R的名称是___。
（2）实验室在常温下用80%的硫酸与亚硫酸钠粉末反应制备SO2，写出A中反应的化学方程式：___。
（3）部分实验步骤如下：连接装置、检查气密性、装药品，向装置中通入一段时间N2，然后启动A中反应。“通入一段时间的N2”的目的是___。
（4）探究装置C中通入SO2的量与产物的关系。
①他们提出如下猜想：
猜想1：通入过量的SO2，则发生反应的离子方程式为Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2SO42-+2NO+4H+。
猜想2：通入少量的SO2，则发生反应的离子方程式为___。
②请你帮他们设计实验证明猜想1和猜想2哪个合理，完成下列实验：
提供试剂：溴水、铜粉、Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
实验步骤 | 实验现象及结论 |
取少量C中反应后溶液于试管中，___ | ___ |
（5）下列可检验装置D反应后溶液中是否有Fe2+的最佳试剂是___(填字母)。
a.KSCN溶液 b.NaOH溶液 c.K3[Fe(CN)6]溶液 d.KSCN溶液和双氧水
（6）常温下，实验完毕后，分离、提纯装置E中白色固体M，取适置M于试管中，滴少量盐酸(M剩余)，所得溶液的pH___7(填“>”“<”或“=”)。
