题目内容

（1）固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H＝－49．0kJ·mol－1。某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如右图所示（实线）。图中数据a（1，6）代表的意思是：在l min时H2的物质的量是6mol。

①下列时间段平均反应速率最大的是__________，最小的是______________。

A．0～1minB．1～3minC．3～8minD．8～11min
②仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的实验改变的条件是________，曲线Ⅱ对应的实验改变的条件是_________。
（2）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，等量的CO2和H2O(g)在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。在0~30 h内，CH4的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)从大到小的顺序为                  。反应开始后的12小时内，在第___________种催化剂的作用下，收集的CH4最多。

（12分）（1）①A、D  ②升高温度，增大压强或者是增大CO2浓度（各2分）
（2）v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ)（2分）;Ⅱ  （2分）

解析试题分析：（1）①由图1可知，0～1min内氢气的变化量为8mol-6mol=2mol；
B．1～3min内氢气的变化量为6mol-3mol=3mol，平均1min变化量为1.5mol；
C．3～8min内氢气的变化量为3mol-2mol=1mol，平均1min变化量为0.2mol；
D．8～11min达平衡状态，氢气的物质的量不再变化．
故1～3min速率增大，8～11min速率最小．
故答案为：A；D．
②对于可逆反应CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ·mol－1，正反应是体积减小的放热反应．
由图1可知，曲线Ⅰ最先到达平衡，平衡时氢气的物质的量增大，故改变条件应增大反应速率且平衡向逆反应移动，可以采取的措施为：升高温度．
曲线Ⅱ到达平衡的时间比原平衡短，平衡时氢气的物质的量减小，故改变条件应增大反应速率且平衡向正反应移动，可以采取的措施为：增大压强或者是增大CO2浓度．
故答案为：升高温度；增大压强或者是增大CO2浓度．
（2）由图2可知，在0～30h内，甲烷的物质的量变化量为△n（Ⅰ）＜△n（Ⅱ）＜△n（Ⅲ），故在0～30h内，CH4的平均生成速率v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；
由图2可知反应开始后的12小时内，在第Ⅱ种催化剂的作用下，收集的CH4最多．
故答案为：v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；Ⅱ．
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线；反应速率的定量表示方法

练习册系列答案
相关题目

现有反应：mA(g)+ B(g)2C(g)，达到平衡后，当升高温度时，A的转化率变小；当减小压强时，混合体系中C的质量分数不变，则:
（1）该反应的△H     0（填“>”或“<”），且m    1(填“＞”“=”“＜”)。
（2）若加入B(假设容器的体积不变)，则A的转化率  ，B的转化率  。 (填“增大”“减小”或“不变”)
（3）若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(假设容器的体积不变)时混合物颜色          ，而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色          (填“变深”“变浅”或“不变”)。
（4）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol C(g)使其分解，气体A的物质的量随时间的变化如下图所示。则0~2 min内的平均反应速率υ(C)=                。

有两个密闭容器A和B，A容器中有一个移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等量的体积比为2:l的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等(如图所示)，在保持400℃的温度下使之发生如下反应：2SO2+O22SO3。填写下列空白：

(1)SO2的转化率α(A)     α(B)。(填“＜”、“＞”或“=”)
(2)达到(1)所述平衡时，若向两容器中通入少量的氩气，A容器化学平衡        移动。(填“正向”、“逆向”或“不”)
(3)达到(1)平衡后，向容器中充入等量的原反应气体，再次达到平衡后，B容器中SO3在混合气体中的体积分数      。(填“增大”、“减小”或“不变”)

中国尿素合成塔(尿塔)使用寿命仅为欧美国家的1/4。为此北京钢铁研究 院对四川泸天化尿塔腐蚀过程进行研究，得出下列腐蚀机理：

(1)H2S来自合成尿素的天然气。在380 K、体积为2 L的密闭容器中，存在如下反应：H2(g)＋S(s)H2S(g)  △H=＋21．6kJ·mol－1。反应达到平衡时H2、S、H2S的物质的量均为3 mol，则380 K时该反应的化学平衡常数为______；下列对该反应分析正确的是______(填字母序号)。

(2)在反应I中发生的化学反应为______。
(3)研究发现反应II是分别以Fe、FeS为电极，以水膜为电解质溶液的电化学腐蚀，其 负
极为______；
已知：Fe(s)＋S(s)=FeS(s) △H1=－2．5akJ·mol－1 
S(s)＋O2(g)=SO2(g)  △H2=－5akJ·mol－1
4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=－6akJ·mol－1
则反应II的热化学方程式为_____                                         
(4)已知H2S2O3的K1=2．2×10-1、K2=2．8×10-2。Na2S2O3水溶液呈______性，该溶液中电荷守恒式为_____                                                       ；反应IY的反应类型为______         ；该反应______(填“能”或“不能”） 说明FeS溶解性强于FeS2O3
(5)泸天化尿塔的最终腐蚀产物为______；为了有效防腐，北钢建议泸天化在生产中用 CuSO4溶液“脱硫(H2S)”，其中涉及的离子方程式为
__________________                                                   

I．设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。反应 ②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2，在不同温度下，K1、K2的值如下：

T(K)
K1
K2
973
1.47
2.36
1173
2.15
1.67
 
（1）现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，这是一个     (填“吸”或“放”)热反应，要使平衡③向右移动，可采取的措施有      (填序号)。
A．缩小反应容器容积
B．扩大反应容器容积
C．降低温度
D．升高温度
E．使用合适的催化剂
F．设法减少CO的量
（2）若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行；Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行，已知T1＞T2，且c(CO2)＞c(H2O)(其他条件均相同)，则两者的反应速率       (填序号)。
A．前者大     B．后者大     C．一样大     D．无法判断
II．（1）钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式：
□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH
（2）钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的，不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图。

①图示可知，分析HNO3与铁反应的规律是             。
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是         。
（3）金属(M)的腐蚀是因为发生反应：M-ne-→Mn+，除了上述表面处理的方法外，下列方法也能起到防腐作用的是      (填字母编号)
A．在铁中掺入铬等金属制成不锈钢
B．在铁制品表面镀锌
C．提高铁中含碳量，制成生铁
D．将水库铁闸门与直流电源的负极相连

甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH4和H2O 为原料，通过反应I和Ⅱ来制备甲醇。
⑴将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通人反应室(容积为100L)，在一定条件下发生反应:
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)……I。CH4的转化率与温度、压强的关系如右图所示。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为                  。
②图中的P1_      P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为          。
③该反应的△H        0(填“<”、“>”或“=”)。
(2)在一定条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H<0 ……Ⅱ
④若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是
A．升高温度                     B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充人He，使体系总压强增大    D．再充人lmol CO和3 mol H2
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
A．下表中剩余的实验条件数据:  a=_    ；b=_        。

实验编号
T（℃）
n(CO)／n(H2)
P(Mpa)
1
150
1／3
0.1
2
a
1／3
5
3
350
b
5
B．根据反应Ⅱ的特点，右下图是在压强分别为0.1 MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强Px =           Mpa。

Cl2合成有机物时会产生副产物HC1。4HCl+O22Cl2+2H2O，可实现氯的循环利用。
完成下列填空：
（1）该反应平衡常数的表达式K=            ；若反应容器的容积为2L，8min后达到平衡，测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol，则HCl的平均反应速率为      mol/L? min。
（2）若该反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达平衡时，下列叙述正确的是    。
a．v (HCl)="2" v(Cl2)                       
b．4v正(HCl)= v逆(O2) 
c．又加入1mol O2，达新平衡时，HCl的转化率增大
d．分离出H2O，达新平衡时，v正(HCl)增大
（3）下图是该反应两种投料比[n (HCl):n (O2)分别为4:1和2:1 ] 下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。下列叙述正确的是       。

a．该反应的正反应是放热反应
b．其他条件不变，升高温度，平衡常数K值增大
c．若平衡常数K值变大，达新平衡前v逆始终减小
d．若平衡常数K值变大，则平衡向正反应方向移动
（4）投料比为4:1、温度为400℃时，平衡混合物中Cl2的物质的量分数是       。

铅及其化合物工业生产及日常生活具有非常广泛的用途。
（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH=" a" kJ/mol
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)  ΔH=" b" kJ·mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH=" c" kJ·mol-1
反应3PbS(s) + 6O2(g) = 3PbSO4(s) ΔH="kJ" ·mol-1(用含a,b ,c的代数式表示)。
（2）还原法炼铅，包含反应PbO(s)+CO(g) Pb(s) + CO2(g) ΔH，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表

温度
300
727
1227
lgK
6.17
2.87
1.24
 
①该还原反应的△H0(选填:“>”“<”“=”)。
②当IgK=1且起始时只通入CO(PbO足量)，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为            。
（3）引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO4热电池，其装置如图所示，该电池正极的电极反应式为               。

（4）PbI2:可用于人工降雨。取一定量的PbI2固体，用蒸馏水配制成t℃饱和溶液，准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb+2H++2I-)，用250ml洁净的锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂，用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液20.00mL。可计算出t℃时PbI2 Ksp为               。

（5）铅易造成环境污染，水溶液中的铅存在形态主要有6种，它们与pH关系如图所示，含铅废水用活性炭进行处理，铅的去除率与pH关系如图所示。


①常温下，pH=6→7时，铅形态间转化的离子方程式为                                。
②用活性炭处理，铅的去除率较高时，铅主要应该处于        (填铅的一种形态的化学式)形态。

（14分）研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。
（1）已知：①2CO(g)+O2（g）＝2CO2(g)　△H＝－566 kJ·mol-1
               ②2H2(g)+O2（g）＝2H2O(g)　△H＝－484kJ·mol-1
               ③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－802kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　△H＝　　kJ·mol-1
（２）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·Ｌ-1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

?据图可知，P1、P2、 P3、P4由大到小的顺序　　。
?在压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，则用CO表示该反应的速率为       。该温度下，反应的平衡常数为       。　
（3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定平衡已达到的是       

A．体系压强不再变化 B．H2与CO的物质的量之比为1 ：1
C．混合气体的密度保持不变 D．气体平均相对分子质量为15，且保持不变
② 在某密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、
2.2molH2(g)和一定量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向    （填“正”或“逆”）反应方向移动，第5min时达到新的平衡，请在下图中画出2～5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

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