题目内容

“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气，合成气有广泛应用．试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）△H＞0．已知在1 100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263．
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值
增大
增大
（填“增大”、“减小”或“不变”）；
②1 100℃时测得高炉中，c（CO2）=0.025mol?L-1，c（CO）=0.1mol?L-1，则在这种情况下，该反应向
右
右
进行（填“左”或“右”），判断依据是
浓度商Qc=
c(CO2)
c(CO)
=
0.025mol/L
0.1mol/L
=0.25＜0.263
浓度商Qc=
c(CO2)
c(CO)
=
0.025mol/L
0.1mol/L
=0.25＜0.263
．
（2）目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
△H=-49.0kJ?mol-1，现向体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，反应过程中测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间的变化如图所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
0.225mol/（L?min）
0.225mol/（L?min）
．
②反应达到平衡后，下列措施能使
c(CH3OH)
c(CO2)
增大的是
BD
BD
（填符号）．
A．升高温度    B．再充入H2    C．再充入CO2D．将H2O（g）从体系中分离     E．充入He（g）
分析：（1）①升高温度平衡向吸热方向移动，根据平衡移动的方向判断平衡常数K值变化；
②计算浓度商，与平衡常数比较，可判断反应是否达到平衡状态；
（2）①根据CO2和CH3OH（g）的浓度随时间的变化的图示，先根据甲醇的浓度变化计算出消耗的氢气的浓度，再计算出氢气的平均反应速率；
②使
c(CH3OH)
c(CO2)
增大，反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）向着正向移动，据此根据平衡移动原理进行分析．
解答：解：（1）①反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，则高炉内CO2和CO体积比值增大，平衡常数K值增大，
故答案为：增大；
②1100℃时测得高炉中c（CO2）=0.025mol?L-1，c（CO）=0.1mol?L-1，在这种情况下，浓度商Qc=
c(CO2)
c(CO)
=
0.025mol/L
0.1mol/L
=0.25＜0.263，所以此时反应未达到化学平衡，反应向着正向进行，正反应速率大于逆反应速率；
故答案为：右； 浓度商Qc=
c(CO2)
c(CO)
=
0.025mol/L
0.1mol/L
=0.25＜0.263；
（2）①根据图示可知，10min达到平衡状态，甲醇浓度为0.75mol/L，由反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）可知，消耗氢气的浓度为：0.75mol/L×3=2.25mol/L，氢气平均反应速率为：
2.25mol/L
10min
=0.225mol/（L?min），
故答案为：0.225mol/（L?min）；
②
c(CH3OH)
c(CO2)
增大，反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）向着正向移动，
A．升高温度，该反应放热，升高温度，平衡向着逆向移动，
c(CH3OH)
c(CO2)
减小，故A错误；
B．再充入H2，平衡向着正向移动，
c(CH3OH)
c(CO2)
增大，故B正确；
C．再充入CO2，平衡向着正向移动，但是二氧化碳浓度增加的大于甲醇增大浓度，
c(CH3OH)
c(CO2)
减小，故C错误；
D．将H2O（g）从体系中分离，平衡向着正向移动，
c(CH3OH)
c(CO2)
增大，故D正确；
E．充入He（g），各组分浓度不变，平衡不移动，
c(CH3OH)
c(CO2)
不变，故E错误；
故选B、D．
点评：本题考查了化学平衡常数的计算判断，关键理解平衡常数是随温度变化，平衡常数的计算应用，浓度商和平衡常数比较判断反应是否平衡，反应进行的方向，题目难度中等．
练习册系列答案
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（2013?上饶一模）“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视．所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：（系数按顺序填在答题卷上）
5
5
 C+
4
4
 KMnO4+
6
6
 H2SO4→
5
5
CO2↑+
4
4
MnSO4+
2
2
K2SO4+
6
6
H2O
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验组 温度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中以v （CO2） 表示的反应速率为
0.13moL/（L?min）
0.13moL/（L?min）
 （取小数二位，下同）．
②该反应为
放
放
（填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=
0.17
0.17
．
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol

（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．
①该电池正极的电极反应为
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
．
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L
．
“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视．所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：
5
5
 C+
4
4
 KMnO4+
6
6
 H2SO4→
5
5
CO2↑+
4
4
MnSO4+
2
2
K2SO4+
6
6
H2O
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验组 温度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1条件下平衡常数K=
2.67
2.67
（取小数二位，下同）．
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值
小于1
小于1
（填具体值或取值范围）．
③实验4，若900℃时，在此容器中加入10molCO，5molH2O，2molCO2，5molH2，则此时V正
＜
＜
V逆（填“＜”，“＞”，“=”）．
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
CH3OH（l）+O2（g）=CO （g）+2H2O（l）△H=-442.8KJ/mol
CH3OH（l）+O2（g）=CO （g）+2H2O（l）△H=-442.8KJ/mol

（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L
．
（5）甲醇可制作燃料电池．写出以稀硫酸为电解质溶液的甲醇燃料电池负极反应式
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
．

（16分）“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O 
(2)将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

实验组
温度℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1．6
2．4
6
2
900
2
1
0．4
1．6
3
3
900
a
b
c
d
t
①实验1中以v （CO2）表示的反应速率为                （取小数二位，下同）。
②该反应为     （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=       。
(3)已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g)  ΔH ＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g)  ΔH ＝－566.0 kJ／mol
③ H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                         
⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为                          。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为                               。
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为                   。

“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气，合成气有广泛应用。试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：
FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g) ΔH ＞0
已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值__________（填“增大”、“减小”或“不变”）；
②1100℃时测得高炉中，c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)="0.1" mol·L-1，则在这种情况下，该反应向_______进行（填“左”或“右”），判断依据是     
                                                           。
（2）一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）。
已知：2CO(g) + O2(g)＝2CO2(g)  ΔH ＝–566 kJ·mol―1
2H2O(g) ＝2H2(g) + O2(g)  ΔH ＝+484 kJ·mol―1
CH3OH(g) + 1/2O2(g)＝CO2(g) + 2H2(g)  ΔH ＝–192.9 kJ·mol―1
请写出CO与H2在一定条件下反应生成CH3OH(g)的热化学方程式
                                                               。
（3）目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH ＝-49.0 kJ·mol-1，现向体积为1 L的密闭 容器中，充入1mol CO2和3mol H2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_______        _；
②反应达到平衡后，下列措施能使增大的是______（填符号）。

A．升高温度B．再充入H2C．再充入CO2
D．将H2O(g)从体系中分离 E．充入He(g)

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