题目内容

工业上通常采用CO（g）和H2（g）催化合成甲醇CH3OH（g）．
（1）已知在某温度和压强下：
①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
③2CH3 OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ?mol-1
则在相同的温度和压强下，CO（g）与H2（g）合成CH3OH（g）的热化学方程式是
 
．
（2）在一定温度下，若将10a mol CO和20a mol H2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%，则该反应的平衡常数为
 
（用含a的代数式表示）．若此时再向该容器中投入10mol CO．20a mol H2和10a mol CH3OH，判断平衡移动的方向是
 
（填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）；与原平衡相比，CO的物质的量浓度
 
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）判断该反应达到平衡状态的依据是
 
（填字母序号）．
A．混合气体的密度不变
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．2v逆（H2）=v正（CO）
D．容器内CO、H2、CH3 OH的浓度之比为1：2：1
E．CH3 OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（4）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器甲乙丙
反应物投入量1mol CO、2mol H21mol CH3 OH2mol CH3OH
平衡时
数据		反应能量变
化的绝对值（kJ）		abc
反应物转化率a1a2a3
体系压强（Pa）p1p2p3
则a+b=
 
kJ；a1+a3
 
1（填“＜”、“＞”或“=”，下同）；2p2
 
p3．
考点：热化学方程式,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断
专题：化学平衡专题
分析：（1）根据已知热化学方程式，结合盖斯定律计算求反应热，再写方程式；
（2）根据三行式计算化学反应的平衡常数，根据Qc和K的关系判断化学反应的方向；
（3）根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；反应达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生改变，由此衍生的一些物理量也不再发生变化；
（4）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化129kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，计算反应热数值，据此判断；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，据此判断．
解答： 解：（1）①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
③2CH3 OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ?mol-1
根据盖斯定律：①×
1
2
+②-③×
1
2
得：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H=-128.8 kJ?mol-1；
故答案为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H=-128.8.0 kJ?mol-1；
（2）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
起始浓度：
10a
V
     
20a
V
            0     
转化浓度：0.6×
10a
V
  1.2×
10a
V
     0.6×
10a
V
 
平衡浓度：0.4×
10a
V
  0.8×
10a
V
     0.6×
10a
V
   
k=
3
32a2
，若此时再向该容器中投入10mol CO．20a mol H2和10a mol CH3OH，则Qc＜K，所以平衡移动的方向是正方向移动，由于一氧化碳不能完全转化为生成物，与原平衡相比，CO的物质的量浓度增大，
故答案为：
3
32a2
；向正反应方向；增大；
（3）A．无论是否达到平衡状态，气体的质量不变，容器的体积不变，则混合气体的密度不变，故A错误；
B．混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．v逆（H2）=2v正（CO）才能证明正逆反应速率相等，故C错误；
D．容器内CO、H2、CH3 OH的浓度之比为1：2：1，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
E．CH3 OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明反应达到平衡状态，故E正确．
故答案为：BE；
（4）由题目可知生成1molCH3OH的能量变化128.8kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，对于甲容器，a=12，8.8n，对于乙容器b=128.8（1-n），故a+b=128.8，甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由c的分析可知α2＞α3，所以a1+a3＜1，比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2p2＞p3，
故答案为：128.8；＜；＞．
点评：本题考查较为综合，涉及盖斯定律的应用、化学平衡的计算、平衡状态的判断、平衡常数的计算与运用以及等效平衡问题，难度较大，注意理解等效平衡问题．
练习册系列答案
相关题目
下列说法中正确的是（　　）
A、钠是银白色金属，硬度大
B、加热时，钠剧烈燃烧产生黄色火焰，生成过氧化钠
C、金属钠熔点很高
D、把钠放在CuSO4溶液中会发生置换反应生成铜
食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．
已知：①氧化性：103-＞Fe3+＞I2；还原性：S2O32-＞I-；②KI+I2?KI3
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐（可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe2+、Fe3+），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为4份．第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．
①向第四份试液中加K3Fe（CN）6溶液，根据是否得到具有特征蓝色的沉淀，可检验是否含有
 
（用离子符号表示），蓝色的沉淀是
 
（用化学式表示）．
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为：
 
、
 
．
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：
 
．将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3?H2O．该物质不适合作为食盐加碘剂，其理由是
 
．
（3）某同学为探究温度和反应物浓度对反应2IO3-+5SO32-+2H+═I2+5SO42-+H2O的速率的影响，设计实验如表所示：
0.01mol?L-1KIO3酸性溶液（含淀粉）的体积/mL 0.01mol?L-1Na2SO3
溶液的体积/mL		 H2O的体积/mL 实验温度/℃ 溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1 5 V1 35 25 t1
实验2 5 5 40 25 t2
实验3 5 5 V2 0 t3
表中数据：t1
 
t2（填“＞”、“＜”或“=”）；表中V2=
 
mL．
A、B、C、D、E五种物质（或离子）均含有同一种元素，它们之间有如下转化关系：

（1）若A为单质，C、D的相对分子质量相差16.0.05mol/L E溶液中只有3种离子，且溶液中的
C(H+)
C(OH-)
=1012
①若B为气体，则B→C的化学方程式为：
 

②在A→C的反应中，每转移1mol e-就会放热143.5kJ，写出该反应的热化学方程式：
 

（2）若A为单质，B、C均属于盐类，D是一种白色沉淀．
①若B溶液呈黄色，与苯酚溶液混合后显紫色；E是一种不溶性碱．则：
（Ⅰ）B→C的离子方程式为：
 

（Ⅱ）D→E的化学方程式为：
 

（Ⅲ）选用一种试剂R与E反应实现E→C的转化，则R为
 
；该反应的离子方程式为
 

②若B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性．将A的粉末与硝酸钠溶液混合后加入足量40%的氢氧化钠溶液，有无色刺激性气味的气体生成，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝．写出反应的离子方程式：
 

（3）若A～E均为化合物．A是淡黄色固体；B、C两溶液在等物质的量浓度时，C溶液的pH较小．电解D的水溶液是最重要的工业生产之一，D→E→C也是工业制备C的普遍方法．将足量的A投入FeCl2溶液中充分反应，有无色无味的气体生成，且A与气体的物质的量之比为4：1，写出上述反应的离子方程式
 
．
在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存．
（1）常温下将0.01mol NH4Cl和0.002mol NaOH溶于水配成1L溶液．
①溶液中浓度为0.01mol?L-1的离子是
 
．
②物质的量之和为0.01mol的两种粒子是
 
和
 
．
（2）物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则混合后溶液呈
 
（填“碱性”、“酸性”或“中性”），醋酸体积
 
氢氧化钠溶液体积（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）将m mol?L-1的醋酸和n mol?L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7，m与n的大小关系是m
 
n．（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）浓度为0.100mol?L-1的下列各物质的溶液中，c（NH
 
+
4
）由大到小的顺序是
 

①NH4Cl      ②NH4HSO4      ③NH3?H2O        ④CH3COONH4
（5）某二元酸（化学式用H2A表示）在水中的电离方程式是：H2A=H++HA-  HA-?H++A2-
①则Na2A溶液显
 
（填“酸性”“中性”或“碱性”）．
②已知0.1mol?L-1的NaHA溶液pH=2，则0.1mol?L-1的H2A溶液中氢离子的物质的量浓度
 
 0.11mol?L-1（填“＞”“=”或“＜”）
节能减排是当今社会的热门话题，研发混合动力汽车对于中国汽车业的未来具有重要的战略意义．混合动力汽车持续工作时间长，动力性好的优点，无污染、低噪声的好处，汽车的热效率可提高10%以上，废气排放可改善30%以上，某种混合动力汽车的动力系统由“1.6L汽油机十自动变速器十20kW十200V镍氢电池”组成．
①混合动力汽车所用的燃料之一是乙醇，1g乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量，写出乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式
 
．
②镍氢电池的使用可以减少对环境的污染，它采用储氢金属为负极，碱液NaOH为电解液，镍氢电池充电时发生反应Ni（OH）2=NiO（OH）+
1
2
H2．其放电时的正极的电极反应方程式为
 
．
③常温下，同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH都大于7，两者中哪种的pH更大，其原因是
 
．0.1mol?L-1 Na2CO3中阴高子浓度大小关系是
 
，向0.1mol?L-1 Na2CO3溶液中滴入少量氢氧化钡溶液，则发生反应的离子方程式为：
 
．
（2）二氧化锰、锌是制备干电池的重要原料，工业上用软锰矿（含MnO2）和闪锌矿（含ZnS）联合生产二氧化锰、锌的工艺如下：

①操作Ⅰ需要的玻璃仪器是
 
．
②软锰矿（含MnO2）和闪锌矿与硫酸反应的化学方程式为
 
，上述电解过程中，当阴极生成6.5g B时阳极生成的MnO2的质量为
 
．
③利用铝热反应原理，可以从软锰矿中提取锰，发生的化学方程式为
 
．
研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环．
（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气．图1表示恒压容器中0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80%时的能量变化示意图．

①写出该反应的热化学方程式：
 
．
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
 
．
a．容器中压强不变   b．H2的体积分数不变    c．c（H2）=3c（CH3OH）  d．容器中密度不变
e．2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂．
（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．图2是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图．根据要求回答问题：
①该过程是将
 
转化为
 
．（以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”）
②催化剂b表面的电极反应方程式为
 
．
（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题．该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如图3所示：
解决如下问题：
①写出CaH2的电子式
 
．
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：
 
．
③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式
 
．
将气体A、B置于容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：4A（g）+B（g）═2C（g）反应进行到4s末，测得A为0.5mol，B为0.4mol，C为0.2mol．则：
（1）用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为
 

（2）用反应物B浓度的减少来表示该反应的速率应为
 

（3）用生成物C浓度的增加来表示该反应的速率应为
 
．
某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动．下列说法不正确的是（　　）
A、工作时电极b作正极，O2-由电极b流向电极a
B、负极的电极反应式为：CO+O2--2e-=CO2
C、当传感器中通过2×10-3mol电子时，说明通过的尾气中含有22.4mL CO
D、传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高

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