热门试卷

（4分）化学反应的限度是当_       __和        __相等，反应物和生成物的   __保持不变时，所达到的一种看似         的“平衡状态”。

二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)               △H1 = -90.1kJ•mol-1

（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)     △H2 = -49.0kJ•mol-1

水煤气变换反应：

（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g)      △H3 = -41.1kJ•mol-1

二甲醚合成反应：

（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g)        △H4 = -24.5kJ•mol-1

回答下列问题：

（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是                                                     （以化学方程式表示）。

（2）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响                          。

（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为           。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响                      。

（4）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是      。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93kW•h•kg-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为             ，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生     个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E =                                                             （列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW•h = 3.6×106J）。

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)   △H=" -49.0" kJ·mol-1

某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L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右图中实线所示（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     条件下能自发进行（填编号）。

A、高温     B、低温     C、任何温度

（2）该反应在0～8 min内CO2的平均反应速率是    mol/(L•min)。

（3）该反应的平衡常数K=       。

（4）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K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1，曲线Ⅱ对应条

件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是              。

（5）根据化学反应速率与化学平衡理论，联系化工生产实际，你认为下列说法不正确的是

        。

A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品

B．有效碰撞理论可指导怎样提高原料的转化率

C．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品

D．催化剂的使用是提高产率的有效方法

E．正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益

（9分）运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

①下图是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式：                            。（△H的数值用含字母a、b的代数式表示）

②氨气溶于水得到氨水。在25°C下，将m mol·L-1的氨水与n mol·L-1的盐酸等体积混合，反应后的溶液呈中性，则c（NH+4）   c（Cl-）（填“>”、“<”或“=”）；用含m和n的代数式表示出混合液中氨水的电离平衡常数表达式         。

（2）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。

25°C下，向0．1mol·L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0．1mol·L-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成。从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是           ，向反应后的浊液中，继续加入适量0．1mol·L-1的NaI溶液，振荡、静置，看到的现象是      ，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）             。

（已知25°C时）

（13分）

已知T1时反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ；  △H=－9.4 kJ/mol 

（1）T1时，将2 mol HI（g）通入容积为2L的容器中发生上述反应，测得T1温度时各物质的物质的量随时间的变化关系如下表：

t(min)

n(mol)

 物质

0

2

4

6

8

10

H2

0

0.174

0.224

0.244

0.244

0.244

I2

0

0.174

0.224

0.244

0.244

0.244

HI

2

1.652

1.552

1.512

1.512

1.512

①前4 min，用HI(g)表示该反应的平均速率为                ；

②T1温度下，此反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 的平衡常数表达式为                ；

③10分钟后，要使HI的转化率变为10%，可能的操作是                      ；

A．扩大容积                  B．同时减少三种物质各0.01 mol

C．加入HI(g) 1 mol             D．降低温度

（2）如图，将2 mol HI（g）和2 molBr2（g）分别通入用光滑的滑动隔板隔离的同一容器的两边。加热容器升温至T2 ，反应足够长时间后，有关说法正确的是           。

A．两边气体体积相同

B．两边气体颜色均比加热前变深

C．两边气体的平均相对分子质量均比加热前大

D．两边气体密度均比加热前减小

(10分) 830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）    △H＜0

试回答下列问题：

（1）若起始时c（CO）="2" mol·L-1，c（H2O）="3" mol·L-1，达到平衡时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K=           .

（2）在相同温度下，若起始时c（CO）="1" mol·L-1，c（H2O）="2" mol·L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5 mol·L-1，则此时该反应是否达到平衡状态     （填“是”与“否”），此时v（正）   v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），你判断的依据是

（3）若降低温度，该反应的K值将       ，该反应的化学反应速率将    （均填“增大”“减小”或“不变”）。

I. 一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）∶CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）．

根据题意和所给图象完成下列各题：反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝      ，

（2）升高温度，K值                 （填“增大”“减小”或“不变”）．

II. 可逆反应：aA（g）+ bB（g）cC（g）+ dD（g）；根据图回答：

（1）压强 P1比P2        （填大或小）；（2）（a +b）比（c +d）       （填大或小）；

（3）温度t1℃比t2℃        （填高或低）；（4）正反应为          反应。

（12分）为减弱温室效应，除了减少CO2的排放、植树造林、将液态CO2注入深海等措施外，还有一种思路是将CO2转化成其它可燃物质。如工业上已实现CO2和H2反应生成甲醇的转化。已知：在一恒温、恒容密闭容器中充入l mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) ＝CH3OH(g)+H2O(g) △H= －49.0 kJ／mol，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。请回答：

(1)达到平衡的时刻是____________min(填“3”或“10”)。在前10min内，用CO2表示的反应速率(CO2)="________"

(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是             。

a．容器压强不变            b．混合气体中c(CO2)不变

c．(CH3OH)= (H2O)       d．c(CH3OH)=c(H2O)

(3)为了提高H2的转化率，可采取__________(填“增大”或“减小”)CO2浓度的措施。

(4)达平衡后，H2的转化率是_____________。平衡常数K=____________。(计算结果保留一位小数)