2．用太陽能電解水可獲得最理想的單質(zhì)燃料X，但運輸極不方便，國外試用了如下的方法把X轉(zhuǎn)變成便于運輸?shù)募状既剂�；將空氣通過極濃的NaOH溶液中，此時空氣中的Y有70%被吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)檎}Z，當(dāng)Z達(dá)到飽和后即加入硫酸，此時溶液會放出純凈的氣體Y．一定條件下通過X與Y反應(yīng)生成甲醇．試回答以下問題：
（1）Z是Na2CO3（寫化學(xué)式），X和Y反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+3H2?CH3OH+H2O．
（2）溫度仍為120℃，活塞可左右自由滑動并且導(dǎo)熱，

起始時Ⅰ中X為n mol，Y為6.5 mol，CH3OH（g）和D各為2 mol；Ⅱ中A、B、C各為4 mol．當(dāng) n 在一定范圍內(nèi)變化時，均可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度（Ⅰ和Ⅱ中溫度始終相等），使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于反應(yīng)器的正中位置．
回答下列問題：
①若 n=2.5，則1中起始時反應(yīng)向正反應(yīng)（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行．欲使起始時反應(yīng)向該方向進(jìn)行，則 n 的取值范圍是1.5＜n＜4.5．
②若 n 分別取3.0和4.0，則在這兩種情況下，當(dāng)反應(yīng)分別達(dá)到平衡時，A的物質(zhì)的量不相等（填“相等”或“不相等”），理由是溫度不同．

分析 （1）水分解得到的可燃?xì)怏w為氫氣，則X為氫氣；空氣中能被NaOH吸收的氣體為CO2，則Y為CO2、Z為Na2CO3；CO2與氫氣反應(yīng)生成甲醇；
（2）①n=2.5時，I中氣體初始物質(zhì)的量為：2.5 mol+6.5 mol+2 mol+2 mol=13 mol，Ⅱ中氣體的物質(zhì)的量始終為12 mol，如要是隔板停留在中間，左側(cè)反應(yīng)應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，以使氣體體積得到12 mol；
要使反應(yīng)向正方向進(jìn)行，左側(cè)氣體的初始物質(zhì)的量應(yīng)大于12 mol，則n mol+10.5 mol＞12 mol，同時還要滿足，當(dāng)CO2或H2完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物時，氣體總物質(zhì)的量應(yīng)小于12 mol，若CO2完全轉(zhuǎn)化，生成CH3OH和H2O物質(zhì)的量均為6.5 mol，已經(jīng)大于12 mol，故應(yīng)為氫氣完全轉(zhuǎn)化時，氣體總物質(zhì)的量小于12 mol，則6.5 mol-$\frac{1}{3}$n mol+4 mol+$\frac{2}{3}$n mol＜12 mol，據(jù)此進(jìn)行計算；
②當(dāng)n取值3.0和4.0時，反應(yīng)達(dá)平衡時總物質(zhì)的量不變，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率不同，結(jié)合反應(yīng)溫度不同判斷平衡時A的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）水分解得到的可燃?xì)怏w為H2，則X為氫氣；空氣中能被NaOH吸收的氣體為CO2，則Y為CO2、Z為Na2CO3，CO2與氫氣反應(yīng)生成甲醇的反應(yīng)為：CO2+3H2O=CH3OH+H2O，
故答案為：Na2CO3；CO2+3H2?CH3OH+H2O；
（2）①n=2.5時，I中氣體初始物質(zhì)的量為：2.5 mol+6.5 mol+2 mol+2 mol=13 mol，Ⅱ中氣體的物質(zhì)的量始終為12 mol，如要是隔板停留在中間，左側(cè)反應(yīng)應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，以使氣體體積得到12 mol；
要使反應(yīng)向正方向進(jìn)行，左側(cè)氣體的初始物質(zhì)的量應(yīng)大于12 mol，故：n mol+10.5 mol＞12 mol，即n＞1.5，同時還要滿足，當(dāng)CO2或H2完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物時，氣體總物質(zhì)的量應(yīng)小于12 mol，若CO2完全轉(zhuǎn)化，生成CH3OH和H2O物質(zhì)的量均為6.5 mol，已經(jīng)大于12 mol，故應(yīng)為氫氣完全轉(zhuǎn)化時，氣體總物質(zhì)的量小于12 mol，則有：6.5 mol-$\frac{1}{3}$n mol+4 mol+$\frac{2}{3}$n mol＜12 mol，n＜4.5，所以n的取值范圍為：1.5＜n＜4.5，
故答案為：正反應(yīng)；1.5＜n＜4.5；
②當(dāng)n取值3.0和4.0時，反應(yīng)達(dá)平衡時總物質(zhì)的量均為12 mol時，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率不同，反應(yīng)溫度不同，故平衡時A的物質(zhì)的量不同，
故答案為：不相等；溫度不同．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的移動、物質(zhì)的推斷以及有關(guān)基本計算，題目難度中等，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握討論法在化學(xué)計算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

4．下列有關(guān)試驗的做法不正確的是（　　）
A．分液時，分液漏斗的上層液體應(yīng)由上口到出
B．向某溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，該溶液一定是碳酸鹽溶液
C．配置0.1000mol•L-1氫氧化鈉溶液時，將液體轉(zhuǎn)移到容量瓶中需用玻璃棒引流
D．錐形瓶用作反應(yīng)容器時可以加熱

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

5．在Cu+2H2SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O反應(yīng)中
①Cu 元素被氧化，硫酸 是氧化劑．
②用雙線橋標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
Cu+2H2SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O
③若有2.4mol的H2SO4參與反應(yīng)，則被還原的H2SO4為117.6 g，生成標(biāo)況下的二氧化硫氣體26.88L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

2．25℃時，已知溶液中pH=-lg c（H+），KW=C（H+）•C（OH-）=10-14，KW是只與溫度有關(guān)的常數(shù)，0.1mol/L 的HA溶液中c（H+）=10-10，0.01mol/L的BOH溶液pH=12．請回答下列問題：
（1）HA是弱電解質(zhì)（填“強(qiáng)電解質(zhì)”或“弱電解質(zhì)”，下同），BOH是強(qiáng)電解質(zhì)．
（2）HA的電離方程式是HA?H++A-．
（3）在加水稀釋HA的過程中，隨著水量的增加而增大的是AD（填字母）．
A．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HA）}$B．$\frac{c（HA）}{c（{A}^{-}）}$
C．c（H+）與c（OH-）的乘積       
D．c（OH-）
（4）常溫下pH=12的BOH溶液100mL，加0.001mol/L NaHSO4，使溶液的pH為11．（混合溶液體積變化忽略不計），應(yīng)加450ml該濃度的 NaHSO4溶液．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

9．（1）苯的2氯取代有3種，則其4氯取代有3種．
（2）實驗室中苯與液溴反應(yīng)的方程式為，
（3）制得的產(chǎn)物常顯褐色原因是產(chǎn)物中溶有未反應(yīng)的溴，除去顏色的簡單步驟是向產(chǎn)物中加入稀氫氧化鈉溶液洗滌，除去溴，然后再通過分液漏斗進(jìn)行分液操作，除去溴化鈉，其中相關(guān)化學(xué)方程式是Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

7．下列反應(yīng)在210℃時達(dá)到平衡：
①PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）+Q  Q＜0   K1=1
②CO（g）+Cl2（g）?COCl2（g）+Q   Q＞O   K2=5×104
③COCl2（g）?CO（g）+Cl2（g）+Q      K3=？
（1）氯原子核外有5種不同能級的電子，最外層上的電子云有4種不同的伸展方向
（2）上述反應(yīng)中有多種元素，請按照原子半徑由大到小進(jìn)行排序：P＞Cl＞C＞O．
（3）碳與其同主族的短周期元素相比較，二者的最高價氧化物的熔沸點差異較大，原因是二氧化碳晶體是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，所以后者熔沸點遠(yuǎn)高于前者．
（4）下列不可用于比較氧和碳非金屬性強(qiáng)弱的是bc
a、單質(zhì)與氫氣化合的難易        b、最高價含氧酸的酸性
c、水的沸點高于甲烷             d、二者形成的化合物中元素的化合價
（5）210℃時，K3=5×104（填計算結(jié)果）．210℃時，向一個容積3L的恒溫恒容的密閉容器中加入6molPCl5（g），達(dá)到平衡后，PCl5（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為50%；若達(dá)到平衡所需的時間為a分鐘，則從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中，C12（g）的平均反應(yīng)速率為$\frac{1}{a}$mol/（L•min．
（6）若向一個絕熱恒容的密閉容器中加入1molC12（g）和1molCO（g），達(dá)到平衡后，再加入C12（g），則平衡②將向右移動（填“向左”、“向右”、或者“不”），K2將會減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

14．碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中有重要作用，甲醇水蒸氣重整制氫系統(tǒng)可能發(fā)生下列三個反應(yīng)：
①CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g）△H1=+90.8kJ/mol
②CH3OH（g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g）△H2=+49kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3
回答下列問題：
（1）△H3=-41.8 kJ/mol；
（2）以CO、H2為原料合成甲醇的反應(yīng)為：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）．在體積均為2L的三個恒容密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，分別都充入1molCO和2molH2，三個容器的反應(yīng)溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變．圖1為三個容器中的反應(yīng)均進(jìn)行到5min時H2的體積分?jǐn)?shù)示意圖，其中有一個容器反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)．CO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖2所示．

①0～5min時間內(nèi)容器II中用CH3OH表示的反應(yīng)速率為0.0875mol/（L•min）．
②三個容器中一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是容器II．
③平衡常數(shù)最大的是容器I．
④工業(yè)實際合成CH3OH生產(chǎn)中，常用圖中M點而不是N點對應(yīng)的反應(yīng)條件，運用化學(xué)反應(yīng)速率和平衡知識，同時考慮生產(chǎn)實際，說明選擇該反應(yīng)條件的理由：相對于N點而言，采用M點，溫度在500-600K之間，溫度較高，反應(yīng)速率較快，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率也較高，壓強(qiáng)為常壓對設(shè)備要求不高．
（3）甲醇使用不當(dāng)會造成其對水質(zhì)的污染，用電化學(xué)可消除這種污染，其原理是電解CoSO4、稀硫酸和CH3OH混合溶液，將Co2+氧化成Co3+，Co3+再將CH3OH氧化成CO2．
①電解時，陽極的電極反應(yīng)式為Co2+-e-═Co3+；
②Co3+氧化CH3OH的離子方程式為6Co3++CH3OH+H2O═CO2↑+6Co2++6 H+．
（4）控制反應(yīng)條件，反應(yīng)①中的產(chǎn)物也可以用來合成甲醇和二甲醚，其中合成二甲醚的化學(xué)方程式為3H2（g）+3CO（g）═CH3OCH3（g）+CO2（g），對于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡分壓（PB）代替物質(zhì)的量濃度（cB）也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），水煤氣合成二甲醚的反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為KP=$\frac{p（C{H}_{3}OC{H}_{3}）p（C{O}_{2}）}{{p}^{3}（{H}_{2}）{p}^{3}（CO）}$．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

11．下列實驗操作或事故處理正確的是（　　）
A．實驗室中酒精燈著火，立即用水撲滅
B．實驗結(jié)束后將所有的廢液倒入下水道排出實驗室，以免污染實驗室
C．皮膚上不慎沾上NaOH溶液，立即用鹽酸沖洗
D．稀釋濃硫酸時，將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不斷攪拌

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

12．下列離子方程式中，正確的是（　�。�
A．向沸騰的蒸餾水中滴加飽和FeCl3溶液制備Fe（OH）3膠體：Fe3++3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3（膠體）+3H+
B．向碳酸氫鈣溶液中加入過量的氫氧化鈉溶液：Ca2++HCO3-+OH-═CaCO3↓+H2O
C．向Ba（OH）2溶液中滴加NaHSO4溶液至恰好為中性：Ba2++OH-+H++SO42-═BaSO4↓+H2O
D．稀硝酸和過量的鐵屑反應(yīng)：Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O

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同步練習(xí)冊答案