研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题．CO可用于合成甲醇．在压强为0.1MPa条件下.在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2.在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度.压强的关系如图:(1)该反应属于放热反应．(2)100℃时.该反应的平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．

研究和开发CO₂和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题．
CO可用于合成甲醇．在压强为0.1MPa条件下，在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H₂，在催化剂作用下合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图：
（1）该反应属于放热反应（填“吸热”或“放热”）．
（2）100℃时，该反应的平衡常数：K=$\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}$（用含a、b的代数式表示）．若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是c（填序号）．
a．该反应使用催化剂意义不大
b．该反应发生将在很短时间内完成
c．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
d．该反应一定是放热反应
（3）在容积固定的容器中进行反应CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g），下列哪些情况能够说明反应达到平衡ad
a．容器的总压强不变
b．v_正（CO）=v_正（CH₃OH）
c．混合气体的密度保持不变
d．混合气体的平均相对分子质量不再变化
（4）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO、2a mol H₂，达到平衡时CO转化率增大（填“增大”、“不变”或“减小”，下同），平衡常数不变．
（5）在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入2.5mol CO、7.5mol H₂，反应生成CH₃OH（g），达到平衡时，CO转化率为90%，此时容器内压强为开始时压强的0.55倍．
（6）为提高该反应CO的转化率，可以采取哪些措施（至少写两点）通入更多的H₂；增大体系的压强．

分析（1）由图可知，压强一定时，随温度升高，CO的转化率降低，故升高温度平衡向逆反应移动，据此判断；
（2）化学平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$，根据CO的转化率，利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量，进而求出平衡时各组分的浓度，代入平衡常数计算；
可逆反应的平衡常数越大，说明反应进行的程度越大，不能说明反应速率快慢、不能说明该反应在通常条件下一定可以发生、不能说明反应是吸热还是放热；
（3）达平衡状态时正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变的状态，由此分析判断；
（4）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO（g）、2a mol H₂（g），等效为在原平衡的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动；
化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变；
（5）计算参加反应的CO的物质的量，利用差量法计算平衡时反应混合物的物质的量变化量，进而计算平衡时总的物质的量，利用恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比解答；
（6）反应CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）是放热反应，正反应是气体体积减少的反应，所以可以通过通入更多的H₂；增大体系的压强，来提高该反应CO的转化率．

解答解：（1）由图可知，压强一定时，随温度升高，CO的转化率降低，故升高温度平衡向逆反应移动，则正反应为放热反应；
故答案为：放热；
（2）100℃，平衡时CO的转化率为0.5，所以参加反应的CO的物质的量为0.5amol．
           CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；
开始（mol）：a       2a           0
变化（mol）：0.5a     a          0.5a
平衡（mol）：0.5a     a           0.5a
所以平衡时，CO的浓度为$\frac{0.5amol}{bL}$=$\frac{a}{2b}$mol/L，H₂的浓度为$\frac{a}{b}$=mol/L，CH₃OH的浓度为$\frac{0.5amol}{bL}$=$\frac{a}{2b}$mol/L，100℃时该反应的平衡常数k═$\frac{\frac{a}{2b}}{\frac{a}{2b}（\frac{a}{b}）^{2}}$=$\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}$，
a．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，不能说明该反应在通常条件下一定可以发生，该反应可能需要催化剂才可以进行，故a错误；
b．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，不能说明该条件下反应速率很快，故b错误；
c．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小，故c正确；
d．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，不能说明该反应是吸热还是放热，故d错误，
故答案为：$\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}$，c；
（3）a．容器的总压强不变，说明气体的物质的量不变反应达平衡状态，故正确；
b．v_正（CO）=v_正（CH₃OH），都反映的正反应方向，未体现正与逆的关系，故错误；
c．混合气体的密度一直保持不变，故错误；
d．混合气体的平均相对分子质量不再变化，气体的物质的量不变，达平衡状态，故正确；
故选：ad；
（4）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO（g）、2a mol H₂（g），等效为在原平衡的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，CO的转化率增大，化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，
故答案为：增大；不变；
（5）参加反应的CO的物质的量为2.5mol×90%=2.25mol，则：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）物质的量减少△n
1                               2
2.25mol                        4.5mol
故平衡时总的物质的量为2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol，恒温恒容下压强之比等于物质的量之比，故平衡时容器内压强为开始时压强的 $\frac{5.5mol}{2.5mol+7.5mol}$=0.55倍，故答案为：0.55；
（6）反应CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）是放热反应，正反应是气体体积减少的反应，所以可以通过通入更多的H₂；增大体系的压强，来提高该反应CO的转化率，故答案为：通入更多的H₂；增大体系的压强．

点评本题考查平衡常数、化学平衡计算、化学平衡的影响因素及读图能力等，综合性较大，难度中等，应加强平时知识的积累，注意利用定一议二原则分析图象．

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（1）写出A的电子式

；D的最简式CH₂=CH₂；
（2）写出碳化钙与水反应制取A的化学方程式CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+HC≡CH↑；苯和液溴反应生成E的化学方程式

+Br₂ $\stackrel{FeBr_{3}}{→}$

+HBr，其反应类型为取代反应．B→C的化学方程式nCH₂=CHCl$\stackrel{催化剂}{→}$

，其反应类型为加聚反应．
（3）D还可以用石蜡油制取，D在一定条件下存在如下转化关系（石蜡油含17个碳原子以上的液态烷烃，部分反应条件、产物被省略），G是一种酸性物质，H是具有果香气味的烃的衍生物．

a．工业上，由石油获得汽油、煤油、石蜡油等成份的方法是分馏；
b．D→F的化学方程式CH₂=CH₂+H₂O$\stackrel{催化剂}{→}$CH₃CH₂OH，其反应类型是加成反应．

1．设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列说法一定错误的是（　　）

	A．	分子数为0.1N_A 的N₂ 和NH₃ 混合气体，原子间含有的共用电子对数目为0.3N_A
	B．	2 mol SO₂ 和1 mol O₂ 在一定条件下充分反应后，所得混合气体的分子数大于2N_A
	C．	1.5 mol NO₂ 与足量水反应，转移的电子数为1.5N_A
	D．	常温条件下，分子数为N_A 的CO、N₂混合气体质量为28 g

18．设N_A为阿伏加德罗常数的值．下列叙述正确的是（　　）

	A．	Na₂0₂与足量H₂0反应生成标况下11.2L 0₂．转移电子的数目为2N_A
	B．	标准状况下，2.24L S0₃中所含电子数为4N_A
	C．	用惰性电极电解CuS0₄溶液后，如果加入0.1mol Cu（0H）₂能使溶液复原，则电路中转移电子的数目为0.2N_A
	D．	0℃和101kp的条件下，1.12L甲烷完全燃烧生成的水分子数为0.1N_A

7．

用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）₂沉淀．
方法一：用FeSO₄溶液与NaOH溶液反应制备．
（1）已知FeSO₄在水溶液中会发生水解，所以用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO₄溶液时需要加入硫酸，同时由于FeSO₄在空气中很容易变质，所以配制上述FeSO₄溶液时还需要加入铁屑．
（2）除去蒸馏水中溶解的O₂常采用加热煮沸的方法．
（3）将氢氧化钠溶液滴入FeSO₄溶液生成白色Fe（OH）₂沉淀的操作是用长滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再挤出NaOH溶液．
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H₂SO₄等试剂制备．
（4）在试管Ⅰ里加入的试剂是铁与稀硫酸．
（5）为了制得白色Fe（OH）₂沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度．当排出的H₂纯净时，再夹紧止水夹．

17．有反应：m A（s）+n B（g）?p C（g）达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
（1）该反应的逆反应为放热反应，且n＞p（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）若等温等积时加入B，则B的转化率增大．（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）
（3）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量不变；加入少量A，则C的浓度不变．
（4）若B是有色物质，A、C均无色，平衡后，维持容器内压强不变，充入氖气，混合物颜色变浅；（填“变深”、“变浅”或“不变”）而恒温等容时，在平衡体系中加入C时则混合物颜色变深．
（5）缩小体积使体系压强由原平衡的P₀变为2P₀，则新平衡时体系压强P的范围是P₀＜P＜2P₀．

4．科学探究结果的准确性来自于探究活动中研究方法的科学性，研究过程的计划性、研究目的明确性．
（一）学生（甲）应用下图装置（A）所示意的方法研究氯气的性质，其中气体的主要成分是氯气（含有空气和水蒸气）．请回答下列问题：

（1）该项研究（实验）的主要目的是比较干燥的氯气和潮湿的氯气的漂白性（或研究氯气的漂白性实验等合理答案均可）
（2）浓硫酸的作用是吸收气体中的水．与研究目的直接相关的实验现象是干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色．
（3）虚框中的装置应选择B （填“B”或“C”），其盛放的试剂为NaOH溶液（填试剂名称）；使用该装置的目的是防止有毒的Cl₂污染空气；该装置内发生反应的化学方程式为2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O．
（二）学生（乙）设计实验探究金属铝表面氧化膜的性质：将铝片（含氧化膜）投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质．若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化．回答下列问题：
（1）铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺．
（2）同学（乙）认为：铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因是“氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能”．并设计如下实验方案进行验证，请你根据其思路完成下列空格：
[实验方案]在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入氯化钠（填试剂名称）溶液，再观察现象．若反应明显加快了，说明上述推断正确．

1．A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素．A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为：

，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个成单电子，E的外围电子排布式为3d⁶4s²．回答下列问题：
（1）写出下列元素的符号：ASi CP
（2）用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HNO₃，碱性最强的是NaOH．
（3）E元素原子的核电荷数是26，E元素在周期表的第四周期，第Ⅷ族，价电子排布式3d⁶4s²．

2．设N_A为阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是（　　）

	A．	3.0g甲醛和甲酸甲酯的混合物中含有的原子数为4N_A
	B．	氯碱工业中，当阴极产生标准状况下的气体22.4L时，电路中转移的电子数为2N_A
	C．	标准状况下，0.1mol苯中含有的σ键的数目为0.6N_A
	D．	配制200ml0.1mol/L的稀硫酸，需要98%的浓硫酸0.02N_A

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