题目内容

14．在两个固定容积均为1L密闭容器中以不同的氢碳比$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2（g）+6H2 （g）?C2H4（g）+4H2O（g）△H．CO2的平衡转化率a（CO2）与温度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．该反应在高温下自发进行
B．X的氢碳比X＞2.0，且Q点在氢碳比为2.0时v（正）＜v（逆）
C．若起始时，CO2、H2浓度分别为0.5mol/L和1.0mol/L，则可得到P点，对应温度的平衡常数的值为512
D．向处于P点状态的容器中，按2：4：1：4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，再次平衡后a（CO2）减小

分析 A．由图象可知温度升高CO2的转化率降低，说明平衡逆向移动，则△H＜0，结合△H-T•△S＜0能自发进行判断；
B．在氢碳比为2.0时，P点达平衡，Q点未达平衡，此时二氧化碳的转化率比平衡时小，说明此时要继续转化更多的二氧化碳，反应向正方向移动；
C．若起始时，CO2、H2浓度分别为0.5mol/L和1.0mol/L，此时二氧化碳的转化率为50%，计算各物质的平衡浓度，可计算平衡常数；
D．按2：4：1：4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，相当于再按照4：10充入CO2、H2，氢碳比大于2．

解答 解：A．由图象可知温度升高CO2的转化率降低，说明平衡逆向移动，则△H＜0，由△S＜0可知，则高温下△H-T•△S＞0，不能自发进行，故A错误；
B．在氢碳比为2.0时，P点达平衡，Q点未达平衡，此时二氧化碳的转化率比平衡时小，说明此时要继续转化更多的二氧化碳，反应向正方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，故B错误；
C．     2CO2（g）+6H2 （g）?C2H4（g）+4H2O（g）
起始    0.5             1                   0                 0
转化    0.25           0.75               0.125           0.5
平衡    0.25            0.25              0.125           0.5
K=$\frac{0.125×0．{5}^{4}}{0.2{5}^{2}×0.2{5}^{6}}$=512，故C正确；
D．按2：4：1：4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，相当于再按照4：10充入CO2、H2，氢碳比大于2，则次平衡后a（CO2）增大，故D错误．
故选C．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数、化学平衡图象等，为高频考点和常见题型，侧重考查对图象的分析获取信息能力，有一定难度．

练习册系列答案
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16．下列说法中正确的是（　　）
A．凡是卤代烃在强碱的醇溶液中都能发生消去反应
B．卤代烃发生消去反应的产物一定是烯烃
C．只有烃的衍生物才有官能团
D．二氯乙烷与二氯丙烷互为同系物
5．空气和水的污染是人类生存的重大问题．国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO2）排放量减少8%，氮氧化物（NOx）排放量减少10%，2006年的新标准修订水中硝酸盐的含量为10毫克/升（与美国相同），考虑到全国各地的具体情况，又特别规定在使用地下水等条件受限时可放宽至20毫克/升．目前，消除大气和水中的污染有多种方法．
（1）NOx是汽车尾气的主要污染物之一．汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图1：

①写出N2和O2反应的热化学方程式：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=-120kJ•mol-1．
②氧化还原法消除氮氧化物的转化如下：NO$→_{反应Ⅰ}^{O_{3}}$NO2$→_{反应Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N2，反应Ⅱ中，当n（NO2）：n[CO（NH2）2]=3：2时，反应的化学方程式是6NO2+4CO（NH2）2=7N2+8H2O+4CO2．
（2）利用I2O5消除CO污染的反应为：5CO（g）+I2O5（s）?5CO2（g）+I2（s）；不同温度下，向装有足量
I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2mol CO，测得CO2的物质的量分数（CO2）随时间t变化曲线如图2．请回答下列问题：
①T2温度下，0.5min 内CO2的平均速率为0.8mol•L-1•min-1，T1时化学平衡常数K=1024．
②d点时，向恒容容器中充入2mol CO，再次平衡后，CO2的百分含量不变（增大、减小或不变）
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如图3：
①用离子方程式表示反应器中发生的反应SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+．
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是HI分解为可逆反应，及时分离出产物氢气，有利于反应正向进行．
（4）催化反硝化法和电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染．
①催化反硝化法中，用H2将NO3-还原N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强．则反应离子方程式为．
②电化学降解NO3-的原理如图4，电源正极为A（填“A”或“B），阴极反应式为．
2．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H
（1）已知：Fe2O3（s）+3C（石墨，s）═2Fe（s）+3CO（g）△H1
C（石墨，s）+CO2（g）═2CO（g）△H2
则△H=△H1-3△H2（用含△H1、△H2代数式表示）
（2）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．
Fe2O3COFeCO2
甲/mol1.01.01.01.0
乙/mol1.01.51.01.0
①甲容器中CO的平衡转化率为60%．
②下列说法正确的是B（填字母）．
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态
B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率．
9．（1）已知下列热化学方程式：
2Zn（s）+O2（g）═2ZnO（s）△H1
Hg（l）+1/2O2（g）═HgO（s）△H2
由此可知反应Zn（s）+HgO（s）═ZnO（s）+Hg（l） 的焓变为$\frac{1}{2}$×△H1-△H2；
（2）已知298K和101KPa条件下：
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2
4NH3（g）+O2（g）=2N2H4（l）+2H2O（I）△H3
则N2H4（l）完全燃烧的热化学方程式N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（l），△H=-$\frac{1}{2}$△H3-△H1+$\frac{3}{2}$△H2．
19．对于周期表中下列位置的①～⑩十种元素，根据有关要求回答：

（1）⑩号元素最高价氧化物对应水化物化学式为HClO4，与④号元素同主族的相邻周期元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为H3PO4．
（2）①⑤⑦形成的化合物的电子式为．
（3）比较⑥的气态氢化物与⑩的气态氢化物的沸点高低HF＞HCl （用化学式表示）．
（4）④和⑤分别形成的10电子微粒之间反应的化学方程式为NH3+H2O=NH3•H2O．
（5）最高价氧化物对应水化物碱性最强的是NaOH（用化学式表示），⑨和⑩的简单阴离子中，还原性比较强的是S2-（填离子符号）．
6．甲醇是21世纪应用最广泛的清洁燃料之一，通过下列反应可以制备甲醇：
CO （ g ）+2H2（ g ）?CH3OH （ l ）△H
（1）已知：
化学式H2（g）CO（g）CH3OH（l）
标准燃烧热（25℃）
△H/kJ•mol-1		-285.8-283.0-726.5
计算上述反应的△H=-128.1 kJ•mol-1．
（2）在容积可变的密闭容器中充入1mol CO （ g ）和2molH2（ g ）生成CH3OH（ g ），H2的平衡转
化率随温度（T）、压强（P）的变化如图1所示．
①该反应的△S＜0，图中的T1＜T2（填“＜”、“＞”或“=”）．
②当达到平衡状态A 时，容器的体积为2L，此时该反应的平衡常数为4，若达到平衡状态B 时，则容器的体积V（B）=0.4L．
（3）在容积固定为2L的密闭容器中充入2molCO（ g ）和6molH2（ g ）生成CH3OH（ g ），反应时间与物质的量浓度的关系如图2所示，则前10分钟内，氢气的平均反应速率为0.16mol•L-1•min-1；若15分钟时升高体系温度，在20分钟时达到新平衡，此时氢气的转化率为33.3%，请在图2中画出15-25分钟c（CO）的变化曲线．
3．铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛．
（1）真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：
Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）═3AlCl（g）+3CO（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=a+bkJ•mol-1（用含a、b的代数式表示）．
（2）镁铝合金（Mg17Al12）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得．该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2═17MgH2+12Al．得到的混合物Y（17MgH2+12Al）在一定条件下可释放出氢气．
①熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是防止Mg Al被空气氧化．
②在6.0mol•L-1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2．1mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为52mol．
（3）铝电池性能优越，Al-AgO/Ag电池可用作水下动力电源，其原理如图所示．该电池反应的化学方程式为2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O．
4．分子式为C4H8的烯烃共有（要考虑顺反异构体）几种结构（　　）
A．5种B．4种C．3种D．2种

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