题目内容

1．为减小CO2对环境的影响，在倡导“低碳”的同时，还需加强对CO2创新利用的研究．在T1℃时，将9molCO2和12molH2充入3L密闭容器中，发生反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0，容器中CH3OH的物质的量随时间变化如下图曲线I所示，平衡时容器内压强为P．改变某一条件重新进行上述反应，CH3OH的物质的量随时间变化如下图曲线Ⅱ所示．下列说法正确的是（　　）
A．曲线Ⅱ对应的条件改变是减小压强
B．若T2℃时，上述反应平衡常数为0.42，则T2＜T1
C．在T1℃时，若起始时向容器中充入5 mol CO2、5 mol H2、5 mol CH3OH（g）和 5 mol H2O（g），则达平衡前v（正）＞v（逆）
D．在T1℃时，若起始时向容器中充入4.5molCO2、6mol H2，平衡时容器内压强P=$\frac{{P}_{1}}{2}$

分析 A．正反应为气体物质的量减小的反应，减小压强平衡逆向移动，甲醇的物质的量减小；
B．由图可知，T1℃时平衡时生成甲醇为3mol，计算平衡时各组分的浓度，代入K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$计算T1℃时平衡常数，再与T2℃平衡常数比较判断温度；
C..计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行，进而达平衡前v（正）、v（逆）相对大小；
D．充入气体浓度减半，如果转化率相等则平衡压强是I的一半，实际上相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动．

解答 解：A．正反应为气体物质的量减小的反应，减小压强平衡逆向移动，甲醇的物质的量减小，图中曲线Ⅱ平衡时甲醇物质的量大，不能是减小压强，正反应为放热反应，应是降低温度，反应速率减慢，平衡正向移动，甲醇物质的量增大，故A错误；
B．由图可知，T1℃时平衡时生成甲醇为3mol，则：
               CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
开始浓度（mol/L）：3       4          0       0
变化浓度（mol/L）：1       3          1       1
平衡浓度（mol/L）：2       1          1       1
T1℃时平衡常数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＞T2℃时平衡常数0.42，正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，平衡常数增大，故T2＞T1，故B错误；
C．浓度商Qc=$\frac{\frac{5}{3}×\frac{5}{3}}{\frac{5}{3}×（\frac{5}{3}）^{3}}$=0.36＜K=0.5，反应向正反应进行，则达平衡前v（正）＞v（逆），故C正确；
D．T1℃时，若起始时向容器由充入4.5molC02、6mol H2，如果转化率相同，则压强是I的一半，实际上，相对于I来说，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，则压强大于原来的一半，故D错误；
故选：C．

点评 本题考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数应用等，注意理解掌握平衡常数应用，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
5．下列物质属于天然高分子化合物的是（　　）
A．淀粉B．蔗糖C．油脂D．葡萄糖
12．某兴趣小组同学设计了如下装置（其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出），用加热苯甲酸、浓H2SO4和乙醇混合物的方法来制备苯甲酸乙酯，并检验反应的部分副产物．且苯甲酸乙酯的沸点为213℃，乙醚的沸点为34.6℃．
（1）关闭活塞a、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备．仪器E的作用是冷凝回流（或导气兼冷凝）．
（2）上述反应的副产物可能有：乙醚（CH3CH2-O-CH2CH3）、乙烯、SO2、水等．
①打开活塞a，在竖直冷凝管上方塞上塞子，通过B、C、D装置检验SO2和乙烯．已知C中盛放的试剂是NaOH溶液，B、D中应盛放的试剂依次分别是品红、溴水（或酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液）．
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH3”，来确定副产物中存在乙醚．请你对该同学的观点进行评价：不可以，产物苯甲酸乙酯也含有“-CH2CH3”．
（3）通过下列实验方案，可以提纯苯甲酸乙酯．
①为除去产品中杂质，先将三口烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中，并加入饱和Na2CO3溶液．
②用分液法可分离上述有机层和水层，分液完成后，取出有机层的操作是将有机层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中．
③向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂，至醚层澄清透明；过滤得醚层，然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏，蒸馏过程中控制的温度为34.6℃．
9．实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：

（1）操作Ⅰ使用的试剂是四氯化碳，所用的主要仪器名称是分液漏斗．
（2）加入溶液W的目的是除去溶液中的SO42-．用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2+．由表中数据可知，理论上可选择的pH最大范围是11.0≤pH＜12.2．酸化溶液Z时，使用的试剂为盐酸．
开始沉淀时的pH沉淀完全时的pH
Mg2+9.611.0
Ca2+12.2c（OH-）=1.8mol•L-1
16．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义．
（1）CO可用于炼铁，已知：Fe2O3（s）+3C（s）═2Fe （s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1，
C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1，则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为Fe2O3 （s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2 （g）△H=-28.5kJ•mol-1．
（2）CO与O2设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）．该电池的负极反应式为CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O．
（3）CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1．

①该反应的△H＞0（填“大于或小于”），曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ＜KⅡ（填“＞、=或＜”）．
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡．
容  器甲乙
反应物投入量1mol CO2、3mol H2a molCO2、3a molH2、
b molCH3OH（g）、b molH2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为0.4＜b≤1．
（4）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，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2．在0～15小时内，CH4的平均生成速率I、II和III从小到大的顺序为II＞III＞I（填序号）．
（5）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图3．
①当温度在300℃～400℃范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素．
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，稀硝酸还原产物为NO，写出有关的离子方程式3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O．
6．汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．
（1）CO2是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径．目前，由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＞0．
①写出该反应的平衡常数表达式$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）×{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）×{c}^{6}（{H}_{2}）}$．
②判断该反应在一定条件下，体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是AD．
A．容器中密度不变                   B．单位时间内消耗2molCO2，同时消耗1mol二甲醚
C．v（CO2）：v（H2）=1：3           D．容器内压强保持不变
（2）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2（g）+N2（g）．在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线如图所示．据此判断：
①该反应的△H＞0（选填“＞”、“＜”）．
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率．
若催化剂的表面积S1＞S2，在图中画出c（CO2）在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线．
（3）已知：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-a kJ•mol-1．
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：
温度（℃）250300350
K2.0410.2700.012
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c（CO）=0.4mol•L-1、c（H2）=0.4mol•L-1、c（CH3OH）=0.8mol/L，则此时v正＜v逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
②某温度下，在体积固定的2L的密闭容器中将1mol CO和2mol H2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：
时间（min）51015202530
压强比（P后/P前）0.980.900.800.700.700.70
达到平衡时CO的转化率为45%．
13．火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染．对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）脱硝．利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ/mol．
（2）脱碳．将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线如图1所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．试回答：0～10min内，氢气的平均反应速率为0.225mol/（L•min）；该温度下，反应的平衡常数的值为$\frac{16}{3}$；第10min后，向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数增大（填变大、减少、不变）．

（3）脱硫．某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥．①室温下，a mol/L的（NH4）2SO4水溶液的pH=5，原因是溶液中存在平衡NH4++H2O?NH3•H2O+H+（用离子方程式表示）．并计算该平衡的平衡常数表达式为$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{（2a+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}）}$（用含代数a的较为精确的数学表达式表示，不必化简，不做近似运算）．
②在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na+）+c（H+）＜c（NO3-）+c（OH-）（填写“＞”“=”或“＜”）．
10．已知氧化性Fe3+＞I2．FeI2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为：a Fe2++bI-+c Cl2→d Fe3++e I2+f Cl-下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是（　　）
A．2   0   1   2   0    2B．0   2   1    0   1   2
C．2   4   3   2   2    6D．2   10   6    2   5   12
11．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+；则Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱．下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）
A．Cl2+2FeCl2═2FeCl3B．3I2+6FeCl2═4FeCl3+2FeI3
C．Co2O3+6HCl═2CoCl2+Cl2↑+3H2OD．2Fe3++2I-═2Fe2++I2

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网