题目内容
【题目】Ⅰ.利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH（g）+H2O(g) △H1；
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3；
化学键 | H-H | C-O | C | H-O | C-H |
E/（kJ·mol-1） | 436 | 343 | 1076 | 465 | X |
回答下列问题：
(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1，则根据上表相关的化学键键能（“C
O”表示CO的化学键）计算X=_______ kJ·mol-1。
(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为___________。
(3)根据化学反应原理，分析增大压强对反应③的影响为_______________。（提示：从对反应速率、平衡状态、转化率角度回答）
Ⅱ.清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减小污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H=-99kJmol-1。向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：
①Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是_________；
②反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=_____；
③反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=_________；
④比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1_____T3（填“＞”“＜”“=”）
【答案】413 K1=K2·K3（或者K3=K1/K2） 增大压强，反应速率加快，平衡不移动，反应物的转化率不变 使用催化剂 0.125 mol/（L·min） 12 ＞
【解析】
（1）由②CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H2=-99 kJ·mol-1，则根据表中相关的化学键键能可知：1076+2×436-3X-343-465=-99，解得X=+413；
(2)由①CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) 可知：K1=
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 可知：K2=
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 可知：K3==
K2
K3==K1，所以反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为K1=K2K3；
(3)根据反应 ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3可知，反应前后化学计量数相等的气体反应，增大压强化学反应速率增加，化学平衡不移动，平衡转化率不变；答案：增大压强，反应速率加快，平衡不移动，反应物的转化率不变；
Ⅱ.①由CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H=-99kJmol-1和图像可知，Ⅱ和Ⅰ达到平衡状态时压强相等，但Ⅱ比Ⅰ先达到平衡状态，所以改变的反应条件应是使用了催化剂；答案：使用催化剂；
②根据三段式：
根据图像起始时压强为为平衡时压强的2倍，即
=
，解得x=15，则反应Ⅰ在6min时达到平衡时v(CH3OH)=
=0.125 mol/(L·min）；
③反应Ⅱ在2min时达到平衡，根据上述分析可知平衡时c(CH3OH)=
=0.75 mol/L，c(CO)=
=0.25 mol/L，c(H2)=
=0.5 mol/L，由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)知K=
=
=12；答案：12；
④由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)和图像可知，达到平衡后Ⅲ的压强小于Ⅰ，说明平衡正向移动，因为是放热反应，所以T1＞T3。
【题目】Cl2是一种重要的化工原料，也是一种剧毒气体。某化学兴趣小组制备Cl2并探究Cl2相关性质的过程如下。回答下列问题：
(1)氯气的制备
①上图中仪器X的名称是_________________，若用KMnO4和浓HCl反应制备Cl2则发生反应的化学方程式为_______________________________________________________；
②欲用二氧化锰和浓盐酸制备纯净干燥的Cl2，仪器接口的连接顺序为_______________；（根据气流方向，按照小写字母顺序填写）。
(2)制备的氯气与Fe粉在硬质玻璃管G中的反应，需采取________反应条件，将反应后的硬质玻璃管中固体溶于稀盐酸，取少量溶解后的溶液，检测其中金属阳离子种类：
实验编号 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
① | 取少量待测液，滴加______溶液 | ____________ | 含有Fe2+ |
② | 取少量待测液，滴加______溶液 | ____________ | 含有Fe3+ |
