题目内容

19．请回答下列化学平衡的有关问题：
（1）CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H．现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如图1和图2．

①该反应为放热反应（填“放热”或“吸热”），该反应的化学平衡常数表达式为$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$，随温度降低，K增大（填“增大”或“减小”）．
②将容器d中的状态转变到容器c中的状态，可采取的措施有降温、增压．
③图2中，达到化学平衡状态的容器有cde．
（2）某燃料电池以熔融态K2CO3为电解质，一极通入CO，另一极通入空气和CO2的混合气体．已知该燃料电池正极反应为2CO2+O2+4e-═2CO32-，则其负极的电极反应式为CO+CO32--2e-=2CO2．
（3）煤汽化后的煤渣可提炼重金属．图3为某温度下，Fe（OH）3（s）、Mg（OH）2（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，金属阳离子浓度变化情况．据图分析：
该温度下，溶度积常数的关系为Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Mg（OH）2]（填“＞”“=”或“＜”）；如果在新生成的Mg（OH）2浊液中滴入足量的Fe3+，振荡后，白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀，原因是浊液中存在溶解平衡：Mg（OH）2?Mg2++2OH-，当加入Fe3+后与OH-生成更难溶解的Fe（OH）3，使平衡继续向右移动，最后Mg（OH）2全部溶解转化为红棕色的Fe（OH）3．

分析 （1）①．根据图1升判断出温度对平衡的影响，从图象可以看出，升高温度，甲醇的物质的量减少，说明正反应是放热反应；平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；根据正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大；
②．根据图2，分析反应进行到T3时，反应达平衡，然后温度越高，φ（CH3OH）越小，平衡向逆反应进行，说明正反应放热，然后根据外界条件对化学平衡的影响来解答；
③图象分析可知甲醇体积分数随温度升高增大，到T3后体积分数减小，说明c点达到平衡状态，de点是升温平衡向逆向进行；
（2）根据电池反应式=正极反应式+负极反应式，写出负极反应式；
（3）根据图象找出可用来比较Fe（OH）3与Mg（OH）2溶度积常数点，根据溶度积常数的公式计算；根据Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Mg（OH）2]，利用平衡移动原理来解释．

解答 解：（1）①图1可以看出，甲醇的物质的量为0.6mol的曲线温度大，说明升高温度，甲醇的物质的量减少，即平衡逆向移动，说明正反应是放热反应，所以△H3＜0，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$，因正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，所以说低温时平衡常数大，
故答案为：放热；$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$；增大；
②因正反应为放热反应，同时是气体化学计量数减小的反应，将容器d中的状态转变到容器c中的状态，甲醇体积分数增大，平衡正向进行，所以可通过降低温度、增压等措施使平衡正向移动，
故答案为：降温、增压；
③图象分析可知甲醇体积分数随温度升高增大，到T3后体积分数减小，说明ab点未达到平衡状态，c点达到平衡状态，de点是升温平衡向逆向进行达到平衡状态，
达到化学平衡状态的容器有cde，
故答案为：cde；
（2）电池的总反应为：2CO+O2=2CO2，正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-，所以负极的电极反应式为：CO+CO32--2e-=2CO2，
故答案为：CO+CO32--2e-=2CO2，
（3）由b、c两点得：KSP[Fe（OH）3]=c（Fe3+）•（OH-）3=c（Fe3+）•（10-12.7）3，而KSP[Mg（OH）2]=c（Mg2+）•（OH-）2=c（Mg2+）•（10-9.6）2，因c（Fe3+）=c（Mg2+），所以KSP[Fe（OH）3]＜KSP[Mg（OH）2]，
故答案为：＜；浊液中存在溶解平衡：Mg（OH）2?Mg2++2OH-，当加入Fe3+后与OH-生成更难溶解的Fe（OH）3，使平衡继续向右移动，最后Mg（OH）2全部溶解转化为红褐色的Fe（OH）3．

点评 本题主要考查了热化学方程式、原电池原理、化学平衡移动等知识，题目难度中等，要能够从图中提取信息．

练习册系列答案
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10．下列有关说法中不正确的是（　　）
A．镀锌铁的镀层破损后，镀层仍然对铁起保护作用
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C．Cl2与SO2使品红溶液褪色的原理相同
D．SiO2可用于制造光导纤维，其性质稳定，不溶于强酸，但是能溶于强碱
11．用甘蔗渣合成某重要化合物X（化学式为C11H18O4）的一种路线如图：

已知信息：

回答下列问题：
（1）C的结构简式为CH2=CH2，G官能团的名称为羧基，
（2）②的反应类型为加成反应，③的反应类型为氧化反应．
（3）①的化学方程式为HOCH2（CHOH）CH2OH$\stackrel{酒化酶}{→}$2CH3CH2OH+2CO2↑．④的化学方程式为．
（4）检验甘蔗渣在酸性条件下水解后有A生成的试剂是NaOH溶液，银氨溶液．
（5）写出满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式：
Ⅰ．含六元环Ⅱ．能使溴的四氯化碳溶液褪色
（6）根据本题信息，以乙炔、丁二烯为主要有机原料，通过两步反应制备的合成路线为．
8．实验室用锌粒与2mol/L的硫酸制取氢气，下列措施不能增大该反应速率的是（　　）
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15．设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是（　　）
A．1mol C12通入足量NaOH溶液中，转移电子数为NA
B．18g D2O含有的中子数为10NA
C．0.1mol/L的Na2CO3溶液含CO32-数目为0.1NA
D．已知白磷（P4）分子结构为正四面体，则1mol P4含共价键数为4NA
4．对如表实验现象或操作的解释或结论错误的是（　　）
编号现象或操作解释或结论
 AKI淀粉溶液中滴入氯水变蓝，再通入SO2，蓝色褪去  SO2具有漂白性
 B在0.1mol•L-1的CH3COONa溶液中，加2滴酚酞显浅红色，微热，溶液颜色加深 盐类水解反应是吸热反应 
 C向少量火柴头的浸泡溶液中滴加AgNO3、HNO3和NaNO2混合溶液后，产生白色沉淀 火柴头里含有氯元素 
 D蒸馏时，温度计的球泡应靠近蒸馏烧瓶支管口处 此位置指示的是馏出物的沸点 
A．AB．BC．CD．D
9．《中华人民共和国安全生产法》指出安全生产工作应当以人为本，坚持安全发展、预防为主、综合治理的方针．下列做法不正确的是（　　）
A．面粉生产车间应严禁烟火
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C．
天然气运输时应悬挂图所示的标志
D．金属钠失火时应立即用大量冷水扑灭
6．对下列各组实验所作的解释正确的是（　　）
选项实验操作现象解释
A向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液并振荡产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解铝元素具有一定的非金属性
B将Fe（NO3）2固体溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液溶液变红稀硫酸将Fe2+氧化为Fe3+
C向KBrO3溶液中加入少量CCl4，然后通入少量Cl2，充分振荡，静置下层呈橙色氧化性：Cl2＞Br2
D将充有NO2的玻璃球放入热水中红棕色加深2NO2?N2O4△H＞0
A．AB．BC．CD．D
7．化学科学、技术、社会、环境密切相关．下列说法不正确的是（　　）
A．利用蓝绿藻等低等生物和微生物在阳光作用下使水分解产生氢气，该方法符合绿色化学原则
B．12C、13C和14C互为同位素，它们的放射性可用于考古断代，可测定生物体死亡的年代
C．食品脱氧剂（含铁粉、氯化钠、炭粉等）的脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同
D．利用生物方法脱除生活污水中的氮和磷，防止水体富营养化

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