- 化学反应与能量的变化
- 共3280题
工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇CH3OH(g)：
（1）已知：① 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2 (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol-1
② 2H2(g) + O2 (g) ="2" H2O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol-1
③2CH3OH(g) +3O2 (g) =2CO2 (g) +4 H2O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol-1
则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_______________。
（2）据研究，反应过程中起催化作用的为CuO，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变，原因是：_______________________________ (用化学方程式表示)。
（3）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）__________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化
D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等
（4）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
某温度下，将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L，则CO(g)的转化率为________，此时的温度为__________。
（5）要提高CO(g)的转化率，可以采取的措施是__________。
A. 升高温度 B. 加入催化剂 C. 增加CO(g)的浓度
D. 加入H2(g)加压 E. 分离出甲醇 F.加入惰性气体加压
（6）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是__________。
A. 2c1>c3 B. a+b=129 C. 2p2
正确答案
（每空2分，共14分）
（1）CO(g)+2H2 (g) 
（2）CuO＋CO
（3）B C（对一个得1分，见错不得分，共2分）
（4）50% （2分） 300℃ （2分）
（5）D E（对一个得1分，见错不得分，共2分）
（6）B D（对一个得1分，见错不得分，共2分）
试题分析：（1）[②*2-(③-①)]/2，就得到所求的热化学方程式CO(g)+2H2 (g) 
（2）因为CO会还原CuO或Cu还原CO2，且都是可逆反应，方程式为：CuO＋CO
（3）A项：质量守恒，容器体积不变，密度一直不变，故错；D项：都是正反应速率，故错。故选BC。
（4）开始时c(CO)= 1mol/L，平衡时测得c(CO)=0.5mol/L，则转化的故CO(g)的c(CO)=0.5mol/L，故转化率为50%。开始时c(H2)=3mol/L，根据化学反应转化的量之比等于化学计量数之比，故平衡时测得c((H2)= 2mol/L，c((CH3OH)=0.5mol/L，故K=0.250，素以温度为300℃。
（5）A项：化学平衡逆向移动，故错；B、F项：化学平衡不移动，故错；C项：加入的比反应的多，故错；D、E项：化学平衡正向移动，故正确。
点评：本题考查化学平衡以及化学反应与能量问题，题目综合度较高，难度中等，本题注意把握化学平衡的计算以及反应热的计算方法。
镁化合物具有广泛用途。请回答有关镁的下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的________（填化学式）；
(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价是____，该化合物水解的化学方程式为____；
(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298 K时的稳定状态）。
下列选项中正确的是____（填序号）。
①MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力
②Mg与F2的反应是放热反应
③MgBr2与Cl2反应的△H<0
正确答案
(1)氧化镁；氮化镁
(2)+2；2CH3MgCl+2H2O→Mg(OH)2+MgCl2+2CH4
(3)①②③⑤
汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。
（1）某兴趣小组查阅文献获得如下信息：
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)) △H=―483.6kJ/mol
则反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H= 。
（2）该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H2还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，金属钯薄膜做电极]。
钯电极A为 极，电极反应式为 。
（3）氨法催化还原NO原理如下：
主反应：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)
副反应：4NH3(g)+3O2(g)
4NH3(g)+ 4O2(g)
4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)
有关实验结论如图2、图3所示，据此回答以下问题：
①催化还原NO应控制n(NH3)/n(NO)的最佳值为 ，理由是 。
②主反应平衡常数表达式：K= ，随着温度的增加，K将 (选填“增加”、 “减小”或“不变”。
③影响N2O生成率的因素有 、氧气浓度和 。
正确答案
（1）―664.1kJ/mol (2分)
（2）阴极(2分) 2NO+4H++4e—=N2↑+2H2O (2分)
（3）①1 (1分) n(NH3)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH3)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加（ 3分）
②
③温度(1分) n(NH3)/n(NO) (1分)(本题两空答案顺序可颠倒)
试题分析：（1）根据盖斯定律，将第2个反应减去第1个反应可得，△H=―664.1kJ/mol；（2）由原电池原理可知，内电路中阳离子移向正极，读图可知，钯电极A为正极、钯电极B为负极；由电子、电荷、原子均守恒可知，酸性环境下正极发生的还原反应式为2NO+4H++4e—=N2↑+2H2O；（3）①读图、对比可知，n(NH3)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH3)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加，因此n(NH3)/n(NO)的最佳值为1；②由反应式可知，K=
SO2和NOx在化学工业上有重要用途，也是大气污染的主要来源，开发和利用并重，预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
（1）在接触法制硫酸的过程中，发生2SO2(g)＋O2(g) 
①平衡状态由A到B时，平衡常数K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）；
②将2．0molSO2和1．0molO2置于10L的密闭容器中，若40s后反应达到平衡，此时体系总压强为0．10MPa，这一段时间内SO2的平均反应速率为 。
该反应的平衡常数为 。
（2）用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染，例如：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-1160kJ·mol—1
取标准状况下4．48LCH4并使之完全反应：
①若将NO2还原至N2，整个过程中转移电子的物质的量为 ；
②若还原NO2和NO的混合物，放出的总热量Q的取值范围是 。
正确答案
（1）①＝；（1分）②0．0040mol·L-1·s-1，800L·mol-1；（共4分，各2分，无单位或错误扣1分）（2）①1．6mol（2分，无单位扣1分）②173．4kJ＜Q＜232kJ（3分）
试题分析：（1）平衡常数只受温度的影响，温度不变，则压强不变，平衡状态由A变到B时，则k（A）=k（B）；（2）由图象知，体系总压强为0．10MPa时SO2的平衡转化率为0．8，则
2SO2（g）+O2（g）
起始：2．0mol 1．0mol 0
转化：1．6mol 0．8mol 1．6mol
平衡：0．4mol 0．2mol 1．6mol
则平衡时：c（SO2）=0．04mol/L，c（O2）=0．02mol/L，c（SO3）=0．16mol/L，SO2的平均反应速率为1．6mol/10L/40s=0．0040mol·L-1·s-1，K=c(SO3)2/c(SO2)2·c(O2)=(0．16)2/(0．04)2×0．02=800；（2）①CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H="-1160kJ/mol" 利用盖斯定律将①+②/2可得：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ/moln（CH4）=4．48L/22．4L/mol=0．2mol，整个过程中转移的电子总数为：0．20mol×8=1．60mol，放出的热量为：0．2mol×867kJ/mol=173．4kJ。②上述可知，若反应物中全部是为二氧化氮，放出的热量为173．4kJ。根据盖斯定律可据算出若全部为一氧化氮放出热量为232kJ，故放出的热量范围是173．4kJ＜Q＜232kJ。
(14分)2014年10月初，雾霾天气多次肆虐河北、天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)
①该反应的平衡常数表达式 。
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 （填代号）。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol
2NO2(g)
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式： 。
（3）在一定条件下，也可以用NH3处理NOx。已知NO与NH3发生反应生成N2和H2O，现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________。
（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。则2 molCH4与足量H2O（g）反应最多可生成_______mol H2，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(5)上述方法制得的H2可以和CO在一定条件下合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是 。
a.汽油 b.甲醇 c.甲醛 d.乙酸
正确答案
（1）①K＝
（2）CH4(g)+N2O4(g)＝N2(g) +2H2O(l) + CO2(g) △H＝—898.1kJ/mol （2分）
（3）0.3mol或0.8mol（2分）
（4）8 mol （2分） CH4（g）+2 H2O（g）＝ CO2（g）+4H2（g）（2分） （5）c（2分）
试题分析：（1）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据反应式2NO(g) + 2CO(g)
②a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确；c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故c错误；d、随着反应的进行，NO的质量分数逐渐减小。t1时刻NO的质量分数为定值，不再发生变化，说明反应处于平衡状态，故d正确，答案选bd。
（2）根据反应①CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol、
②2NO2(g)
（3）氨气与NO反应的化学方程式为6NO＋4NH3=5N2＋6H2O，其中氨气是还原剂，NO是氧化剂，则氮气既是氧化产物，也是还原产物，还原产物比氧化产物多1mol，质量是28g，则
6NO＋4NH3=5N2＋6H2O 还原产物比氧化产物多
6mol 4mol 28g
0.3mol 0.2mol 1.4g
所以如果NO过量，则原反应混合物中NO的物质的量是1.0mol－0.2mol＝0.8mol
如果氨气过量，则原反应混合物中NO的物质的量是0.3mol
（4）CH4与足量H2O（g）反应要产生最多的氢气，则为生成物应该是氢气和CO2，反应的化学方程式为CH4（g）+2 H2O（g）＝ CO2（g）+4H2（g），.所以2mol甲烷与足量水蒸气反应最多生成8mol氢气。
（5）当H2和CO以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%时，根据原子守恒可知生成物的化学式应该是CH2O，该物质是甲醛，答案选c。
二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源，它清洁、高效、具有优良的环保性能。
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下：
催化反应室中(压强2.0～10.0 MPa，温度230～280℃)进行下列反应：
CO(g)＋2H2(g) 
2CH3OH(g)
CO(g)＋H2O(g)
(1)甲烷氧化可制得合成气，反应如下：CH4(g)＋
(2)催化反应室中总反应3CO(g)＋3H2(g)
(3)上述反应中，可以循环使用的物质有 。
Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是 极。
正确答案
Ⅰ.(1)自发 (2)－246.1 kJ/mol >
(3)CO、H2、甲醇和水
Ⅱ.正
Ⅰ.(1)反应后气体的物质的量增大，混乱度增加，熵增大，ΔS>0，由复合判据得该反应能自发进行。
(2)反应3CO(g)＋3H2(g)
(3)从流程图中可以看出排出的物质CO、H2、甲醇和水在反应①、②、③中可以作为反应物，故均可以循环利用。
Ⅱ.燃料电池中通入O2的一极发生还原反应，即b电极是正极。
（17分）CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，可以在一定条件下制备甲醇，二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。
（1） 已知：CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
（2）在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
①3—4min之间，化学平衡向___ ____反应方向移动（填“正”或“逆”）。
②3min时改变的反应条件是____________________（只填一种条件的改变）
（3）已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：p1_______p2
（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时，正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
正确答案
（17分）
（1）CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝+206.1kJ/mol（3分，状态或配平或单位或+每少（或错）一项扣1分，最多扣3分；△H数值错了0分。）
（2）①正 （2分），②升高温度或增大H2O的浓度或减小CO的浓度 （2分）
（3）①＞；（2分） ②＞。（2分）
（4）O2＋4e—＋2H2O＝4OH—（2分，没配平扣1分。）
c(K+)＞c (HCO3- )＞c (CO32- )＞c (OH- )＞c( H+ ) （4分）
试题分析：（1）已知：①H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ•mol-1
②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g） ）△H=-283.0kJ•mol-1
③CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l））△H=-890.3kJ•mol-1，
④H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ•mol-1，
利用盖斯定律将④+③-②-3×①可得：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g），△H=（-44.0kJ•mol-1）+（-890.3kJ•mol-1）-（-283.0kJ•mol-1）-3×（-285.8kJ•mol-1）="+206.1" kJ•mol-1；
（2）①3—4min之间，甲烷的物质的量浓度减少，氢气的物质的量浓度增加，所以化学平衡向正反应方向移动；
②3min时，甲烷、氢气的浓度未变，说明与容器体积无关，而平衡正向移动，所以改变的条件是升高温度或增大H2O的浓度或减小CO的浓度 ；
（3）①根据增大一种反应物的浓度会增大另一种反应物的转化率，本身转化率降低，X1时甲烷的含量高，说明增大了甲烷的浓度，所以X1>X2；
②p1时的甲烷的含量高于p2，压强大对逆反应有利，所以p1>p2
（4）①放电时，正极是氧气发生还原反应，结合电解质溶液，正极反应式为O2＋4e—＋2H2O＝4OH—
②标准状况下氧气的体积为8.96L，物质的量是0.4mol，则转移电子1.6mol，根据CH4～8e-～CO2，可知生成二氧化碳0.2mol，溶液中KOH的物质的量是0.3mol，n(CO2):n(KOH)=2:3,介于1/2-1之间，所以产物既有碳酸钾，又有碳酸氢钾，根据C元素与Na元素守恒，计算K2CO3、KHCO3的物质的量均是0.1mol，溶液中CO32-的水解程度大于HCO3-的水解程度，溶液呈碱性，所以溶液中离子浓度的大小关系是 c(K+)＞c (HCO3- )＞c (CO32- )＞c (OH- )＞c( H+ )。
硫及其化合物在自然界中广泛存在，运用相关
原理回答下列问题：
（1）如图表示一定温度下，向体积为10L的密闭容器中充入1molO2和一定量的SO2后，SO2和SO3(g)的浓度随时间变化的情况。
①该温度下，从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是 ；
②该温度下，反应2SO2(g)+O2(g) 
（2）以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料，经焙烧、熔炼等使铁元素及其他有关杂质进入炉渣，将铜元素还原为铜。发生的主要反应为：
2Cu2S(s)+3O2(g) = 2Cu2O(s)+2SO2(g) △H ="-768.2" kJ·mol－1
2Cu2O(s)+ Cu2S (s) = 6Cu(s)+SO2(g) △H ="+116.0" kJ·mol－1
①“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu2S和FeS，其物质的量比为1:2）和SO2，该反应的化学方程式为： 。
②在熔炼中，Cu2S与等物质的量的O2反应生成Cu的热化学方程式为： 。
（3）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。
如图，是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为：(x+1)S2－=SxS2－+2xe－，则阴极的电极反应式是： 。
当反应转移xmol电子时，产生的气体体积为 （标准状况下）。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）： 。
正确答案
（14分，每空2分）
（1）①9×10-3mol•L‾1•min‾1 ②8.1×103 L•mol‾1
（2）①2CuFeS2 + O2
②Cu2S(s) + O2(g) =" 2Cu(s)" + SO2(g) △H ="-217.4" kJ·mol-1
（3）①2H2O+2e－=2OH－+H2 11.2x L
②2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－ ；
试题分析：
（1）①根据速率计算公式，可以求出速率为9×10-3mol•L‾1•min‾1； ② K=C2(SO3)/C2(SO2)*C(O2)= 8.1×103 L•mol‾1;
（2）①根据题目信息“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu2S和FeS，其物质的量比为1:2）和SO2，所以确定出反应物为CuFeS2 + O2产物应该是Cu2S+ 2FeS+ SO2且要满足2：1，然后据原子守恒可求得。
②Cu2S与等物质的量的O2反应生成Cu很显然这是个氧化还原反应，根据化合价有升有降和盖斯定律可以得出热化学方程式为Cu2S(s) + O2(g) =" 2Cu(s)" + SO2(g) △H ="-217.4" kJ·mol-1。
（3）①由于溶液中的在阳极得电子的离子只能是阳离子且阳离子只有Na+和H+,所以只能有H+得电子，考虑到是碱性电解质溶液，所以反应式为2H2O+2e－=2OH－+H2；根据电子守恒，当有当反应转移xmol电子时，产生的气体物质的量为x/2mol，所以其体积为11.2x L。②由于S2-有强的还原性易被空气中氧气氧化，再考虑到硫化钠溶液呈碱性，所以其离子方程式为2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－ ；
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）
ΔH＝a kJ·mol－1。
（1）已知：①Fe2O3（s）＋3C（s，石墨）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1；
②C（s，石墨）＋CO2（g）=2CO（g） ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。则a＝________。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K＝________，温度升高后，K值________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在T ℃时，该反应的平衡常数K＝64，在2 L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。
①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________（填字母）。
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe2O3的量，可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________（填字母）。
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是________（填名称）。
（5）25 ℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12，Ksp[Fe（OH）3]＝2.64×10－39。25 ℃时，向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c（Mg2＋）∶c（Fe3＋）＝________。
正确答案
（1）－28.5 （2）
（3）①60% ②ad （4）①bc ②锌
（5）2.125×1021
（1）根据盖斯定律可知，已知反应的ΔH＝ΔH1－3ΔH2＝489.0 kJ·mol－1－3×172.5 kJ·mol－1＝－28.5 kJ·mol－1。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K＝
（3）①反应开始时，CO、CO2的物质的量浓度均为0.5 mol·L－1，设反应中转化的CO物质的量浓度为x，则平衡时CO、CO2的物质的量浓度分别为（0.5－x）mol/L、（0.5＋x） mol/L，则有
②该反应的气体是由CO转化为CO2，故气体的质量增加，容器体积不变，故气体密度为变化量，当气体的密度不变时，说明反应已达到平衡状态，a项正确；Fe2O3为固体，增加其用量不会影响平衡，b项错误；该反应中的反应物和生成物中气体只有一种，故尽管乙容器中的CO用量增加，但不会影响转化率，c项错误；将甲、乙中CO2的物质的量进行极端转换，得起始时CO气体的物质的量之比为2∶3，则平衡时CO物质的量浓度之比为2∶3，d项正确。
（4）①a装置中铁连接电源的正极，为阳极，发生氧化反应，加速其腐蚀，a错误；b装置中铁连接电源的负极，为阴极，能保护铁不被腐蚀，是外接电源的阴极保护法，b正确；c装置中，锌比铁活泼，锌作负极，铁被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，c正确。
②若d装置能够保护铁，则X的活泼性应比铁活泼，使右侧装置为原电池，左侧装置为电解池，构成外接电源的阴极保护法，X可以是Zn、Al等活泼的金属。
（5）根据Ksp计算公式可得：
过度排放CO2会造成“温室效应”，为了减少煤燃烧对环境造成的污染，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。
（1）已知①C(s) ＋ H2O(g) = CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.3 kJ·mol－1
②C(s) ＋ 2H2O(g) = CO2(g) ＋ 2H2(g) ΔH2＝＋90 kJ·mol－1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 ________________________，
（2）用下图原电池装置可以完成过程⑤的转化，该装置b电极的电极反应式是_______________________。
（3）在压强为0.1 MPa条件下，容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO(g)＋2H2(g) 
①p1________p2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②在其他条件不变的情况下，向容器中再增加a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的平衡转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在p1下，100 ℃时，CO(g)＋2H2(g)
（4）如图表示CO2与H2反应生成CH3OH和H2O的过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：
关于该反应的下列说法中，正确的是________(填编号)。
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0
（5）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)＝________。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。
A．升高温度 B．将CH3OH(g)及时液化移出
C．选择高效催化剂 D．再充入1 mol CO2和3 mol H2
正确答案
（1） CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.3 kJ·mol－1 （2） O2 +4e－ +2H2O = 4OH— （3）①＜② V 2 / a2 ③增大 （4）C （5）①0.075 mol/( L·min). ②BD
试题分析：（1）②-①可得：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.3 kJ/mol.. （2）在燃料电池中，通入燃料的电极作负极，通入氧气的电极作正极。a电极是负极，b电极是正极。b电极的电极反应式是O2 +4e－ +2H2O = 4OH— （3） ①由图可以看出：在温度相同时，转化率P2>P1。根据平衡移动原理：在其它条件不变的情况下。增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。即向正反应方向移动。这时反应物的转化率提高。所以P1
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