题目内容
17．工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH （g）（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）CD．
A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c （CO）=0.2mol•L-1，则H2的转化率为53.3%，此时的温度为250℃，若在此温度下测得某时刻体系内各物质的浓度如下：c （CO）=0.5mol•L-1，c （H2）=0.2mol•L-1，c （CH3OH）=0.1mol•L-1，则此时该反应向逆方向进行（填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”）．
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是DF．
A．升温 B．加入催化剂 C．增加CO的浓度
D．加入H2 E．加入惰性气体 F．分离出甲醇．
分析 （1）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
（2）①由表中数据可知，随温度升高平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应；
②某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c （CO）=0.2mol•L-1，则：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH （g）
起始浓度（mol/L）：1 3 0
变化浓度（mol/L）：0.8 1.6 0.8
平衡浓度（mol/L）：0.2 1.4 0.8
转化率=$\frac{浓度变化量}{起始浓度}$×100%，根据K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$计算平衡常数，进而确定温度；
计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行；
（3）A．正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；
B．加入催化剂不影响平衡移动；
C．增加CO的浓度，CO的转化率降低；
D．加入H2平衡正向移动；
E．恒温恒容下，加入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动；
F．分离出甲醇，平衡正向移动．
解答 解：（1）A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故A错误；
B．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变，故B错误；
C．混合气体总质量不变，随反应进行混合气体物质的量变化，则平均相对分子质量变化，若平均相对平均分子质量不变，说明到达平衡，故C正确；
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明到达平衡，故D正确，
故选：CD；
（2）①由表中数据可知，随温度升高平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：＜；
②某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c （CO）=0.2mol•L-1，则：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH （g）
起始浓度（mol/L）：1 3 0
变化浓度（mol/L）：0.8 1.6 0.8
平衡浓度（mol/L）：0.2 1.4 0.8
氢气转化率=$\frac{1.6mol/L}{3mol/L}$×100%=53.3%；
平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.8}{0.2×1．{4}^{2}}$=2.041，故温度为250℃；
浓度商Qc=$\frac{0.1}{0.5×0．{2}^{2}}$=5＞K=2.041，反应向逆反应进行，
故答案为：53.3%；250℃；向逆方向进行；
（3）A．正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，故A错误；
B．加入催化剂不影响平衡移动，CO的转化率不变，故B错误；
C．增加CO的浓度，CO的转化率降低，故C错误；
D．加入H2平衡正向移动，CO的转化率增大，故D正确；
E．若恒温恒容下，加入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变，故E错误；
F．分离出甲醇，平衡正向移动，CO的转化率增大，故F正确，
故选：DF．
点评 本题考查化学平衡计算及影响因素、平衡状态判断、平衡常数应用等，注意理解根据浓度商与平衡常数相对大小判断反应进行方向，难度中等．
名题金卷系列答案
优加精卷系列答案
| 湿法 | 强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
| 干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
①实验室制备Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl（浓盐酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
②反应I的化学方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O．
③湿法制备高铁酸盐的离子方程式为3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒，产生的Fe（OH）3胶体有吸附性，能吸附水中悬浮物质形成沉淀，从而净化水．
（3）干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1．
（4）高铁电池是可充电电池，其反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O$?_{充电}^{放电}$3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH．其正极的电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe（OH）3+5OH-阴极的电极反应式为Zn（OH）2+2e-=Zn+2OH-
如图2为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有放电时间长，工作电压稳定．
塑化剂DBP（邻苯二甲酸二丁酯）主要应用于PVC等合成材料中作软化剂．反应原理为：
+2CH3CH2CH2CH2OH→
+H2O
+2NaOH$\stackrel{△}{→}$
+2CH3CH2CH2CH2OH．请根据实验步骤，回答下列问题：（已知：NaBr+H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HBr）
（1）关闭K1和K2，接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1-溴丁烷．竖直冷凝管的作用 是冷凝回流，使冷水从a（填a或b）处流入．
（2）写出A中发生反应的主要化学方程式：NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4、HBr+CH3CH2OH$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O
（3）理论上，上述反应的生成物还可能有：丁醚、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等．熄灭A处酒 精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开K1，利用余热继续反应直至冷却，通过C、D装置检验
部分副产物，C、D中应盛放的试剂分别是硝酸银、高锰酸钾溶液或溴水，
观察到D瓶中的现象是溶液褪色
（4）相关有机物的数据如下：
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
| 1-丁醇 | -89.5 | 117.3 |
| 1-溴丁烷 | -112.4 | 101.6 |
| 丁醚 | -95.3 | 142.4 |
| 1-丁烯 | -185.3 | -6.5 |
（1）配制30%BaS溶液，现有量筒、烧杯及玻璃棒，还缺少的实验仪器有托盘天平．
（2）加入锌粉被还原的离子有Fe3+、Cu2+．
（3）在弱酸性条件下，KMnO4除Mn2+时发生的离子反应是2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+．
（4）若所得ZnSO4酸性较强，可采取的简单措施是加少量的锌粉，搅拌直到溶解．
（5）两种溶液合成立德粉，还需要经过陈化、过滤、洗涤、干燥、焙烧、磨粉得成品．
（6）若最后发现立德粉成品白度不够，其可能原因是Cu2+、Mn2+及Fe3+没有除尽．
（7）某研究性学习小组欲从废电池锌片 （主要成分为Zn、Fe、C）出发，先制备纯净的硫酸锌溶液，再合成立德粉．请补充完整由废锌片制备ZnSO4溶液的实验步骤[如表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）]．
| 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
| Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
| Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
| Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
实验步骤依次为：
①用稍过量3.0 mol•L-1 H2SO4溶解废锌皮；
②加入适量30% H2O2，使其充分反应；
③1.0 mol•L-1 NaOH，调节溶液pH约为5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全；
④过滤得滤液．
| A． | 1mol H2O中含有的原子数为NA | |
| B． | 2g H2中含有的氢原子数为2NA | |
| C． | 常温常压下，11.2L N2中含有的分子数为0.5N A | |
| D． | 1L 0.1 mol/L NaNO3溶液中含有的钠离子数为NA |