题目内容
15．
一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入6mol CO2和8mol H2，发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1，测得n（H2）随时间变化如曲线Ⅰ所示．下列说法正确的是（ ）| A． | 该反应在0～8 min内CO2的平均反应速率是 0.375 mol•L-1•min-1 | |
| B． | 若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，则平衡时H2的体积分数大于20% | |
| C． | 若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH和1mol H2O（g），则此时反应向正反应方向进行 | |
| D． | 改变条件得到曲线Ⅱ、Ⅲ，则曲线Ⅱ、Ⅲ改变的条件分别是升高温度、充入氦气 |
分析 A．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H2），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（CO2）；
B．由图可知，I平衡时氢气为2mol，利用三段式计算平衡时各组分物质的量，进而计算氢气体积分数．若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，等效为原平衡压强减小一倍，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数增大；
C．根据B中计算可知平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水的浓度，代入平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$计算平衡常数，再计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较，判断反应进行方向；
D．与Ⅰ相比，Ⅱ到达平衡时间短，且平衡时氢气浓度大，说明改变条件反应速率加快、反应向逆反应方向移动；与I相比，Ⅲ到达平衡时间短，且平衡时氢气浓度小，说明改变条件反应速率加快、反应向正反应方向移动．
解答 解：A．由图可知，0～8 min内H2的物质的量变化量为8mol-2mol=6mol，故v（H2）=$\frac{\frac{6mol}{2L}}{8min}$=0.375 mol•L-1•min-1，速率之比等于其化学计量数之比，故v（CO2）=$\frac{1}{3}$v（H2）=0.125 mol•L-1•min-1，故A错误；
B．由图可知，I平衡时氢气为2mol，则：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol）：6 8 0 0
转化（mol）：2 6 2 2
平衡（mol）：4 2 2 2
故I中平衡时氢气体积分数为$\frac{2mol}{4mol+2mol+2mol+2mol}$=20%，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，等效为原平衡压强减小一倍，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数增大，即平衡时H2的体积分数大于20%，故B正确；
C．平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{1×1}{2×{1}^{3}}$=0.5，此时的浓度商Qc=$\frac{\frac{2}{2}×\frac{1}{2}}{\frac{4}{2}×（\frac{2}{2}）^{3}}$=0.25＜K=0.5，故平衡向正反应方向移动，故C正确；
D．与Ⅰ相比，Ⅱ到达平衡时间短，且平衡时氢气浓度大，说明改变条件反应速率加快、反应向逆反应方向移动，若升高温度，反应速率加快，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，符合题意；与I相比，Ⅲ到达平衡时间短，且平衡时氢气浓度小，说明改变条件反应速率加快、反应向正反应方向移动，若充入氦气，反应混合物各组分的浓度不变，反应速率不变、平衡不移动，不符合题意，故D错误；
故选BC．
点评 本题考查物质的量随时间变化曲线、反应速率影响因素及计算、化学平衡影响因素与计算、平衡常数应用等，侧重考查学生分析计算能力，C中注意利用平衡常数判断反应进行方向，难度中等．
| A． | l mo1 A和足量的H2发生加成反应，最多可以消耗3 mol H2 | |
| B． | 有机物A可以和Br2的CCl4溶液发生加成反应 | |
| C． | 有机物A和浓硫酸混合加热，可以发生消去反应 | |
| D． | l mo1 A和足量的NaOH溶液反应，最多可以消耗3 mol NaOH |
白磷分子如图所示，则31g白磷分子中存在的共价键数目是（ ）（NA表示阿佛加德罗常数的值 磷的相对原子质量P-31）
| A． | 4NA | B． | NA | C． | 1.5NA | D． | 0.25NA |
| A． | 已知草酸氢钾溶液呈酸性，则在amol•L-1 KHC2O4溶液中，c（C2O42-）＜c（H2C2O4） | |
| B． | 新制氯水中加入固体NaOH：c（Na+）=c（Cl-）+c（ClO-）+c（OH-） | |
| C． | 0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合：2c（H+）-2c（OH-）=c（CH3COO-）-c（CH3COOH） | |
| D． | pH=3的盐酸和pH=3的FeCl3溶液中，水电离的c（H+）相等 |
铁在冷的浓硫酸中能发生钝化．某兴趣小组的同学发现将铁与一定量的浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解得到溶液A，并产生大量气体B．【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种．
Ⅱ．所得气体B的可能组成是SO2、H2中的一种或两种．
【实验探究】
实验室提供下列试剂：0.01mol/L酸性KMnO4溶液、0.1mol/L KSCN溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水．在配制0.01mol/L酸性KMnO4溶液溶液过程中，需要用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、100ml容量瓶和胶头滴管（填仪器名称）．
请你完成以下探究实验．
| 实验操作 | 预期现象 | 结 论 | |
| 验证猜想Ⅰ | ①取适量A溶液，滴加0.1mol/LKSCN溶液 ②另取适量A溶液，滴加少量0.01mol/L酸性KMnO4溶液 | ①酸性高锰酸钾溶液褪色，说明含有亚铁离子； ②溶液变为血红色 | 含有Fe2+和Fe3+ |
| 验证猜想Ⅱ | 将所得气体通入下图所示装置 | 甲中紫色褪去，乙中不褪色，试管中收集到气体 | 含有两种气体 |
（1）进行步骤Ⅰ前，钛铁矿需要先粉碎成细颗粒，目的为增大反应速率．
（2）步骤Ⅰ中所发生的主要反应的化学方程式为FeTiO3+C $\frac{\underline{\;1180℃-1200℃\;}}{\;}$Fe+TiO2+CO↑．
（3）将步骤Ⅱ中所发生的主要反应记为反应①，则①的化学方程式为TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;800℃-900℃\;}}{\;}$TiCl4+2CO；有同学认为步骤Ⅱ中的物质转化中只需通入氯气，而无需加入焦炭就能实现，即发生反应②：TiO2+2Cl2 TiCl4+O2．已知相关数据如下：
| 反应 | △H/kJ•mol-1 | △S/J•K-1•mol-1 |
| ① | -72.1 | +220 |
| ② | +149 | +41 |
（4）步骤Ⅲ中，反应物TiCl4应避免接触水，原因为防止TiCl4水解；反应结束后，用盐酸洗涤粗Ti，除去Mg、MgCl2（填化学式），即可制得海绵钛．
（5）钛铁矿转化为粗TiO2也可以通过湿法完成：先用浓H2SO4溶解，将钛铁矿转化为TiO2+，然后使其水解得到粗TiO2．用酸清洗可除去粗TiO2中的Fe（OH）3杂质，已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=2.79×10-39，则该温度下，Fe（OH）3（s）+3H+（aq）?Fe3+（aq）+3H2O（1）的平衡常数K=2.79×103．
（6）金属钛还可以通过电解直接获得．以石墨为阳极，TiO2为阴极，熔融CaO为电解质，其阴极的电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-．
| A． | X＞Y＞Z | B． | Z＞X＞Y | C． | X＞Z＞Y | D． | Y＞X＞Z |