题目内容
能源在国民经济中具有特别重要的战略地位．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应a：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1
反应b：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 （填“a”或“b”）．
②下表所列数据是反应b在不同温度下的化学平衡常数（K）
I．由表中数据判断△H2 0（填“＞”、“＜”或“=”）；
Ⅱ．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．使用合适的催化剂 D．充入He，使体系总压强增大
（2）环境问题已成为社会关注的焦点．某农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-，一般可以通过两种方法将其除去．
①方法一：将CaO投加到待处理的废水中，生成磷酸钙，从而进行回收．当处理后的废水中c（Ca2+）=2×10-7mol/L时，试计算溶液中c（PO43-）（写出计算过程，已知Ksp[Ca3（PO4）2]=2×10-33）
②方法二：在废水中加入镁矿工业废水，就可以生成高品位的磷矿石--鸟粪石，反应式为Mg2+（aq）+NH4+（aq）+PO43-（aq）?MgNH4PO4（s），该方法中需要控制污水的pH为7.5～10，若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低．其原因可能为 ， ．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应a：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1
反应b：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是
②下表所列数据是反应b在不同温度下的化学平衡常数（K）
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
Ⅱ．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．使用合适的催化剂 D．充入He，使体系总压强增大
（2）环境问题已成为社会关注的焦点．某农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-，一般可以通过两种方法将其除去．
①方法一：将CaO投加到待处理的废水中，生成磷酸钙，从而进行回收．当处理后的废水中c（Ca2+）=2×10-7mol/L时，试计算溶液中c（PO43-）（写出计算过程，已知Ksp[Ca3（PO4）2]=2×10-33）
②方法二：在废水中加入镁矿工业废水，就可以生成高品位的磷矿石--鸟粪石，反应式为Mg2+（aq）+NH4+（aq）+PO43-（aq）?MgNH4PO4（s），该方法中需要控制污水的pH为7.5～10，若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低．其原因可能为
考点：化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题
分析：（1）①“原子经济”原则的是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物；
②I．根据表中数据可知，温度升高，化学平衡常数减小，化学平衡向逆反应方向移动，正反应方向放热；
Ⅱ．A．随反应进行，气体的物质的量减小，容器内压强减小；
B．达平衡状态时正逆反应速率相等；
C．平衡时各组分的浓度、含量不变；
D．一定条件下，单位时间内消耗1mol CO，同时生成1mol CH3OH，都表示正反应速率，自始至终都按此比例进行；
（2）①利用沉淀溶解平衡常数，计算；
②若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低，可能是溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应；
方法二能同时除去废水中的氮．
②I．根据表中数据可知，温度升高，化学平衡常数减小，化学平衡向逆反应方向移动，正反应方向放热；
Ⅱ．A．随反应进行，气体的物质的量减小，容器内压强减小；
B．达平衡状态时正逆反应速率相等；
C．平衡时各组分的浓度、含量不变；
D．一定条件下，单位时间内消耗1mol CO，同时生成1mol CH3OH，都表示正反应速率，自始至终都按此比例进行；
（2）①利用沉淀溶解平衡常数，计算；
②若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低，可能是溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应；
方法二能同时除去废水中的氮．
解答：
解：（1）①化合反应的原子利用率最高，为100%，反应b为化合反应，故答案为：b；
②I．依据图表数据分析，随温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向放热反应，故答案为：＜；
Ⅱ．A．升高温度，平衡向逆反应移动，甲醇产率降低，故A错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，甲醇产率增大，故B正确；
C．使用合适的催化剂，缩短到达平衡时间，不影响平衡移动，甲醇产率不变，故C错误；
D．容器容积不变，充入He（g），使压强增大，但反应混合物的浓度不变，不影响平衡移动，甲醇产率不变，故D错误；
故答案为：B；
（2）①Ksp[Ca3（PO4）2]=c3(Ca2+)?c2(PO43-)=2×10-33
（2×10-7）3×c2（PO43-）=2×10-33
c（PO43-）=5×10-7 mol/L，
故答案为：5×10-7 mol/L；
②若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低，可能是溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动，方法二能同时除去废水中的氮，用了镁矿工业废水，
故答案为：当pH高于10.7时，溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动；能同时除去废水中的氮，充分利用了镁矿工业废水．
②I．依据图表数据分析，随温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向放热反应，故答案为：＜；
Ⅱ．A．升高温度，平衡向逆反应移动，甲醇产率降低，故A错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，甲醇产率增大，故B正确；
C．使用合适的催化剂，缩短到达平衡时间，不影响平衡移动，甲醇产率不变，故C错误；
D．容器容积不变，充入He（g），使压强增大，但反应混合物的浓度不变，不影响平衡移动，甲醇产率不变，故D错误；
故答案为：B；
（2）①Ksp[Ca3（PO4）2]=c3(Ca2+)?c2(PO43-)=2×10-33
（2×10-7）3×c2（PO43-）=2×10-33
c（PO43-）=5×10-7 mol/L，
故答案为：5×10-7 mol/L；
②若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低，可能是溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动，方法二能同时除去废水中的氮，用了镁矿工业废水，
故答案为：当pH高于10.7时，溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动；能同时除去废水中的氮，充分利用了镁矿工业废水．
点评：本题考查平衡常数、平衡状态判断、平衡移动及图象、热化学方程式书写、原电池、电解池等，难度中等，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力．
练习册系列答案
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