题目内容

（1）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），得到如下两组数据：

实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
 
①实验1中以v(CO2)表示的平均反应速率为        （第二位小数）。
②该反应为      （填“吸热”或“放热”）反应。
③求实验2的平常常数K，要求写出计算过程，结果取二位小数。
（2）已知在常温常压下：

写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式                         。
（3）甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池，装置如图，该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2。则负极的电极反应为              。

（4）CaCO3的KSP=2.8×10¯9。将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10¯4mol/L，则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为        。

（16分）
（1） ①0.13mol/(L·min)   (3分)     ②放热    (2分)      
③               CO（g）＋H2O（g）     CO2（g）＋H2（g）
起始浓度（mol/L）  1       0.5                 0        0
变化浓度（mol/L）  0.2     0.2                  0.2       0.2
平衡浓度（mol/L）  0.8     0.3                  0.2       0.2
所以，K=（0.2×0.2）/（0.8×0.3）= 0.17  (4分，三行式2分，表达式1分，答案1分)
（2）CH3OH(l)  +  O2(g) =" CO(g)" +  2H2O(l)  （2分）ΔH=－442.8 kJ∕mol  (1分)
（3）CH3OH － 6e－  + 7CO32－+ 2H2O= 8HCO3－  (2分)
（4）5.6×10－5mo1/L （2分）

解析试题分析：（1）①由于v=△c/△t=△n/(V?△t)，生成物的起始量为0，则可先求v(H2)=1.6mol÷2L÷6min=0.4/3mol/(L?min)，根据化学方程式中系数之比等于速率之比，则v(CO2)= v(H2)= 0.4/3mol/(L?min)≈0.13mol/(L?min)；②③根据表中数据，实验1中：
CO（g）+H2O（g）     CO2（g）+H2（g）
起始浓度（mol/L）  2        1                0        0
变化浓度（mol/L）  0.8      0.8               0.8       0.8
平衡浓度（mol/L）  1.2      0.2               0.8       0.8
所以650℃时该反应的K=（0.8×0.8）/（1.2×0.2）= 8/3≈2.7 
实验2中：
CO（g）+H2O（g）     CO2（g）+H2（g）
起始浓度（mol/L）  1        0.5               0        0
变化浓度（mol/L）  0.2       0.2              0.2       0.2
平衡浓度（mol/L）  0.8       0.3              0.2       0.2
所以900℃时该反应的K=（0.2×0.2）/（0.8×0.3）= 0.17 
2.7>0.17，说明升高温度时K减小，前者导致平衡向吸热反应方向移动，后者说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应是吸热反应，因此推断正反应是放热反应；（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳，为了约去二氧化碳，观察已知热化学方程式可知，（①—②）/2可得：CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)  △H=－442.8 kJ∕mol；（3）依题意可知，负极的主要反应物和产物是甲醇和碳酸氢根离子，则CH3OH→HCO3－；甲醇中碳为—2价，则碳元素化合价升高总数为6，根据电子守恒可得：CH3OH—6e－→HCO3－；根据电荷守恒，用CO32－使左右电荷守恒，则CH3OH － 6e－  + 7CO32－→8HCO3－；根据氢、氧原子个数守恒，则负极反应式为CH3OH － 6e－  + 7CO32－+ 2H2O= 8HCO3－；（4）设所需氯化钙溶液的最小浓度为xmol/L，根据稀释定律可知，等体积混合后氯化钙的浓度变为x/2mol/L，而碳酸钠溶液的浓度变为2×10¯4mol/L /2=10¯4mol/L，则c(Ca2+)= x/2mol/L，c(CO32－)= 10¯4mol/L，由于CaCO3(s)Ca2++CO32－，则Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)?c(CO32－)，所以x/2×10¯4=2.8×10¯9，则x=5.6×10－5。
考点：考查化学反应原理大题，涉及平均反应速率、温度对化学平衡的影响、化学平衡常数的计算、盖斯定律、热化学方程式、燃料电池负极反应式、溶度积计算等。

练习册系列答案
相关题目

（16分）I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+ CO2（g）+2H2O（g）     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+ CO2（g）+ 2H2O（g）       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O（g）=H2O（1）    △H=-44．0 kJ·mol-l
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）、CO2（g）和H2O（1）的热化学方程式____   。
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
（1）由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO（g）+4H2（g）－CH3CH2OH（g）+H2O（g）;若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率（a）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K=____     ；
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则白反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC（填 “>”、“<”或“=”）。
（2）日前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）   CH3OH（g）+H2O（g）△H<0，若将6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。
①若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对应的实验条件改变可能是       ，曲线II对应的实验条件改变可能是____  。
②请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。

III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如图：电解池中两极材料均为碳棒，在水或酸性溶液中K2MnO4发生歧化而变成MnO2和KMnO4。

①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式              ，投料时必须满足n（KOH）:n（MnO2）              。
②阳极的电极反应为                   。
③B物质是          （填化学式），可以循环使用的物质是           （填化学式）。

把3molA和2.5molB混合于2L密闭容器中，发生反应：
3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g），5min后反应达平衡，容器内压强变小，测得D的平均反应速率为0.1mol/(L.min)．求：
　  (1) ｘ＝      ；
　  (2) 平衡时Ｃ的浓度为多少？（要求写出计算过程）

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)=6AlCl(g)＋6CO(g)   △H＝a kJ·mol－1
3AlCl(g) ＝2Al(l)＋AlCl3(g) △H＝b kJ·mol－1
反应Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的△H＝     kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)；
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol－1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

             时间（min）
浓度（mol/L）
 		0
 		10
 		20
 		30
 		40
 		50
 
NO
 		1.00
 		0.68
 		0.50
 		0.50
 		0.60
 		0.60
 
N2
 		0
 		0.16
 		0.25
 		0.25
 		0.30
 		0.30
 
CO2
 		0
 		0.16
 		0.25
 		0.25
 		0.30
 		0.30
 
 
①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝       ，T1℃时，该反应的平衡常数K＝        ；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是       (填字母编号)。
a．通入一定量的NO            b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂           d．适当缩小容器的体积   
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q         0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是        (填选项编号)。
a．单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g) 
b．反应体系的温度不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变
d．反应体系的压强不再发生改变
（3）铝电池性能优越，Al—Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示：

请写出该电池正极反应式            ；常温下，用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液（过量），消耗27mg Al，则电解后溶液的pH＝        （不考虑溶液体积的变化）。

将N2和 H2按一定比例混合，在相同状况下其密度是H2的 3．6倍，取0．5mol该混合气体通入密闭容器内，使之发生反应并在一定条件下达到平衡。已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0．76倍，试求：
（1）反应前混合气体中N2和 H2的体积比；
（2）达到平衡时混合气体中的氨的体积分数；
（3）平衡时N2的转化率。

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。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）=-49．0kJ·mol
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。回答下列问题：

（1）该反应在0~8min内CO2的平均反应速率是            mol·L-1·min-1
（2）此温度下该反应的平衡常数K的数值为               。
（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。
与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是       ，曲线Ⅱ改变的条件可能是       。若实线对应条件下平衡常数为，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为，则、和的大小关系是              。

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式，并在方框内填上系数。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□        
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下二组数据：

实验组
温度℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1．6
2．4
6
2
900
2
1
0．4
1．6
3
 
①实验1条件下，反应从开始至达到平衡，以v(CO2)表示的平均反应速率为          （保留小数点后二位数，下同）。
②实验2条件下平衡常数K=____  _____，该反应为          （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) +3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH1＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g)＝2CO2(g)   ΔH2＝－566.0 kJ／mol 
③ H2O(g)＝H2O(l)  ΔH3＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：                                     。
（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应式为：                       ；
②该电池工作时，溶液中的OH－向______（填“正”或“负”）极移动。

某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72—转化为Cr3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
(1)在25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
 
 
 

测得实验①和②溶液中的Cr2O72—浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为________(填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明________；实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3＋)＝________mol·L－1·min－1(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe2＋起催化作用：
假设二：________；
假设三：________；
……
(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
(除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72—的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程)
预期实验结果和结论
 

某学习小组利用铁与稀硫酸的反应，进行“探究影响化学反应速率因素”的实验。结果如下表：

实验
序号
铁的质量/g
铁的
形态
V(H2SO4)
/mL
c(H2SO4)
/mol·L-1
反应前溶液
的温度/℃
金属完全消
失的时间/s
1
0.10
片状
50
0.8
20
200
2
0.10
粉状
50
0.8
20
25
3
0.10
片状
50
1.0
20
125
4
0.10
片状
50
1.0
35
50
 
请分析上表信息，回答下列问题。
（1）实验1、2 表明　　　　 　对反应速率有影响，其规律是　　　  　　　　　。
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有　   　 （填实验序号）。
（3）该探究实验中，影响反应速率的因素还有　　　 　　　　　，体现该影响因素的实验有　　　　　　（填实验序号）。
（4）进行实验3时，若将稀硫酸改为50 mL 2.0 mol·L-1 盐酸（其他条件不变），发现：放出气泡的速率，盐酸明显比硫酸快。你认为可能的原因是              。
（忽略温度对反应速率的影响）

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