题目内容

9．甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料．工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇．已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示：
化学反应平衡常数温度（℃）
500800
①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）K12.50.15
②H2（g）+CO2（g）?H2O （g）+CO（g）K21.02.50
③3H2（g）+CO2（g）?CH3OH（g）+H2O （g）K3
（1）反应②是吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）某温度下反应①中H2的平衡转化率（a）与体系总压强（P）的关系如图1所示．则平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．

（3）500℃K3=2.5；反应③△H＜0（填“＞”“=”或“＜”）
在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H2、CO2、CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2mol、10mol、10mol，此时v（正）＞v（逆） （填“＞”“=”或“＜”）
（4）一定温度下，在3L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ如图2所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ．当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是加入催化剂．当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是将容器的体积快速压缩至2L．

分析 （1）分析图表数据，反应②平衡常数随温度升高增大，平衡正向进行，正反应是吸热反应；
（2）依据平衡常数随温度变化，不随压强变化分析；
（3）依据反应①+②得到反应③，所以平衡常数K3=K1×K2；计算不同温度下反应③的平衡常数，结合温度变化分析判断反应焓变；
（4）图象分析曲线Ⅰ变化为曲线Ⅱ是缩短反应达到平衡的时间，最后达到相同平衡状态，体积是可变得是恒压容器，说明改变的是加入了催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳物质的量增大，反应是气体体积不变的反应，可变容器中气体体积和浓度成反比，气体物质的量不变．

解答 解：（1）分析图表数据，反应②平衡常数随温度升高增大，平衡正向进行，正反应是吸热反应，
故答案为：吸热；
（2）依据平衡常数随温度变化，不随压强变化分析，图象中平衡状态由A变到B时，压强改变，温度不变，所以平衡常数不变，
故答案为：=；
（3）依据反应①+②得到反应③，所以平衡常数K3=K1×K2，则反应③的平衡常数，500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5；500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，800°C时，K3=K1×K2=2.5×0.15=0.375，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变△H＜0；
在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H2、CO2、CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2mol、10mol、10mol，Q=$\frac{5×5}{{3}^{3}×1}$=0.93＜K=2.5，反应正向进行，V正＞V逆；
故答案为：2.5；＜；＞；
（4）图象分析曲线Ⅰ变化为曲线Ⅱ是缩短反应达到平衡的时间，最后达到相同平衡状态，体积是可变得是恒压容器，说明改变的是加入了催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳物质的量增大，反应是气体体积不变的反应，可变容器中气体体积和浓度成反比，气体物质的量不变，曲线Ⅰ，体积为3L，一氧化碳浓度为3mol/L，改变条件不好为曲线Ⅱ，一氧化碳浓度为4.5mol/L，则体积压缩体积为：3：V=4.5：3，V=2L，所以将容器的体积快速压缩至2L符合；
故答案为：加入催化剂；将容器的体积快速压缩至2L．

点评 本题考查了平衡常数计算和影响条件的应用、平衡图象的分析应用、反应热的判断等，题目综合性较大，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意把握平衡常数的计算以及应用Qc判断平衡移动方向．

练习册系列答案
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6．下列有关概念的叙述中正确的是（　　）
A．非金属氧化物一定都是酸性氧化物
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D．氧化还原反应一定都是离子反应
7．Mg、Ca、Sr、Ba是按原子序数由小到大的顺序排列的第ⅡA族元素．已知：①Mg（OH）2难溶于水，而Ca（OH）2微溶于水；②MgSO4溶于水，而CaSO4微溶于水．下列推测中，不正确的是（　　）
A．Sr（OH）2溶解于水B．SrSO4难溶于水
C．BaSO4不溶于水D．Ba（OH）2比Ca（OH）2更难溶于水
17．用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题：
（1）仔细观察实验装置，图中是否缺少一种玻璃用品，如果缺少，缺少的是环形玻璃搅拌棒
（填仪器名称，如果不缺少，此空不填．），图中是否有不妥之处，如果有请指
出小烧杯口与大烧杯口不相平（如果没有，此空不填．）
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是保温、防止热量损失．
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值偏小（填“偏大、偏小、无影响”）
（4）用相同浓度和体积的醋酸代替盐酸溶液进行上述实验，测得的中和热△H会偏大；（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．
（5）如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等（填“相等、不相等”），所求中和热相等（填“相等、不相等”），简述理由中和热是一个定值，与实验的用量多少无关．
4．下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解，正确的是（　　）
A．饱和机物中碳原子不能发生化学反应
B．C原子只能与C原子形成不饱和键
C．任何有机物中H原子数目不可能为奇数
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14．（1）2mol尿素[CO（NH2）2]中含4mol N原子、8NA个H原子，所含氧原子跟36g H2O所含氧原子个数相等．
（2）3.6g NH4+中含2.0mol e-．
（3）含0.4mol Al2（SO4）3的溶液中，含1.2mol SO42-．
1．如表为元素周期表的一部分，请参照①-⑦相关元素在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为O＜Al＜Na；②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是H2SiO3＜H2CO3＜HNO3．
（2）由②④⑤三种元素组成的常见物质的水溶液显碱性，用离子方程式表示溶液显碱性的原因：CO32-+H2O?HCO3-+OH-．
（3）甲、乙是由②③④三种元素中一种或两种元素形成的双原子分子或负二价阴离子，它们的电子总数相等，甲与钙元素组成的化合物既含离子键又含非极性共价键，则该化合物的电子式为：，乙是一种常用的还原剂，请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（4）已知在25℃、101kPa下，⑦的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，每转移l mol电子时放热190.0kJ，该反应的热化学方程式可表示为SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O（l）△H=-1520.0 kJ/mol．
（5）以⑥的单质材料为阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成有吸附性的难溶物R，写出阳极生成R的电极反应式：Al-3e-=Al3+，Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑或Al-3e-+3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑．
18．将 3.84g Cu投入一定量的浓HNO3中，铜完全溶解，生成气体的颜色越来越淡，共收集到1134mL 气体（标准状况）．再把盛有此气体的容器倒扣在水中，容器内液面上升，再通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水中，则通入O2的体积是（　　）
A．672 mLB．168 mLC．504 mLD．224 mL
19．实验室里制备少量氯气可利用以下反应：1K2Cr2O7+14HCl→2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O．
（1）请配平上述化学方程式并标出电子转移的方向和数目．
（2）该反应中，氧化剂是K2Cr2O7，氧化产物是Cl2．（均填化学式）
（3）当电子转称的数目为6.02×1023时，生成的氯气在标准状况下的体积为11.2L，被氧化的Cl-的个数为6.02×1023．

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