(共14分)甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)
平衡常數(shù)
溫度（℃）
500
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g)
K3
 
 
（1）反應(yīng)②是      （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（2）某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)            K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判斷反應(yīng)③△H      0； △S      0（填“>”“=”或“<”）
在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測得某時刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物質(zhì)的量分別為6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此時v(正)      v(逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定溫度下，在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c(CO)與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ如圖所示，若在t0時刻分別改變一個條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�Ⅱ時，改變的條件是                   。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�Ⅲ時，改變的條件是                  。

（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。通常狀況下， 
將0.2 mol/L的乙酸與0.1 mol/LBa(OH)2溶液等體積混合，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序為                                         

(共14分)
（1）吸熱（1分）
（2）=（1分）
（3）< 、<（各2分）；>（2分）
（4）加入催化劑（2分）；
將容器的體積快速壓縮至2L（2分，只寫出加壓或縮小容器體積得1分）
（5） c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)（2分）

解析試題分析：（1）對于反應(yīng)②，溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明升高溫度對正反應(yīng)有利，所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（2）平衡常數(shù)是溫度常數(shù)，只隨溫度變化，所以A、B點(diǎn)的溫度相同，平衡常數(shù)也相同，K(A)=K(B)
（3）反應(yīng)③=反應(yīng)①+反應(yīng)②，所以K3=K1·K2，500℃K3=2.5,800℃ K3=0.375，溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明溫度升高對逆反應(yīng)有利，正向是放熱反應(yīng)，所以△H<0，由化學(xué)方程式的系數(shù)可知，反應(yīng)物中氣體的總系數(shù)是4，生成物的總系數(shù)是2，所以△S<0；
（4）t0時刻曲線Ⅰ變?yōu)榍�Ⅱ時，CO的濃度未變，到達(dá)平衡的時間縮短，說明反應(yīng)速率加快，平衡不移動，所以改變的條件是加入催化劑；曲線Ⅰ變?yōu)榍�Ⅲ時，CO的濃度由2.0mol/L增大到3.0mol/L，濃度增大1.5倍，說明容器的體積由原來的3L迅速縮小1.5倍，變?yōu)?L，達(dá)平衡時CO的濃度是4.5mol/L,所以改變的條件只能是將容器的體積快速壓縮至2L;
（5）0.2 mol/L的乙酸與0.1 mol/LBa(OH)2溶液等體積混合，醋酸與氫氧化鋇恰好完全反應(yīng)，生成醋酸鋇溶液，盡管醋酸根離子水解，但醋酸根離子濃度仍大于鋇離子濃度，水解使溶液顯堿性，所以離子濃度的大小關(guān)系是c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)。
考點(diǎn)：考查化學(xué)熱效應(yīng)的判斷，化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用，圖像的分析，溶液的離子濃度的比較

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：單選題

已知反應(yīng)A＋B＝C＋D的能量變化如圖所示，下列說法正確的是(    )

A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B．A物質(zhì)能量一定低于C物質(zhì)能量
C．該反應(yīng)只有在加熱條件下才能進(jìn)行
D．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，我國目前使用的能源主要是化石燃料。
（1）在25 ℃、101 kPa時，8 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是445．15 kJ，則CH4燃燒的熱化學(xué)方程式是                                          。
（2）已知：C(s) + O2(g)  CO2(g)  ΔH＝－437．3 kJ?mol－1
H2(g) + 1/2  O2(g)  H2O(g) ΔH＝－285．8 kJ?mol－1
CO(g) + 1/2  O2(g)  CO2(g) ΔH＝－283．0 kJ?mol－1
則煤的氣化主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：C(s) + H2O(g)  CO(g) + H2(g)  ΔH＝     kJ?mol－1。如果該反應(yīng)ΔS＝＋133．7 J·K－1·mol－1 該反應(yīng)在常溫（25 ℃）下能否自發(fā)進(jìn)行？（△G=△H-T△S）                                                  (填“能”或“不能”，并寫出判斷依據(jù))．
（3）由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量。

化學(xué)鍵
H-H
N-H
N≡N
鍵能/kJ·mol-1
436
391
945
已知反應(yīng)N2+3H2 2NH3   △H="a" kJ·mol-1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的數(shù)值為                    。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（16分）污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某化學(xué)研究小組利用軟錳礦（主要成分為MnO2，另含有少量頭鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物）作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2（反應(yīng)條件已略去）。

請回答下列問題：
（1）上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了____（選填下列字母編號）。
A．廢棄物的綜合利用   B．白色污染的減少   C．酸雨的減少
（2）用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是_____。
（3）已知：25℃、101kpa時，Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s)  △H＝－520kJ/mol
S(s)＋O2(g)＝SO2(g)  △H＝－297kJ/mol
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s)  △H＝－1065kJ/mol
SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)方程式是________________。
（4）MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是
_  _。
（5）MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是______。
（6）假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中的MnO2反應(yīng)。按照圖示流程，將a m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）含SO2的體積分?jǐn)?shù)為b%的尾氣通入礦漿，若SO2的脫除率為89.6%，最終得到MnO2的質(zhì)量為c kg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素相當(dāng)于MnO2___________kg。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（15分）氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
（1）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為        。
    
（2）CO對合成氨的催化劑有毒害作用，常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO，其反應(yīng)原理為：[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H＜0。吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，再生的適宜條件是 。
（填寫選項編號）
A．高溫、高壓    B．高溫、低壓   C．低溫、低壓    D．低溫、高壓
（3）用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)  △H＜0
某溫度下，向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2，該反應(yīng)進(jìn)行到40 s時達(dá)到平衡，此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為_________。下圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中的NH3濃度變化。若反應(yīng)延續(xù)至70s，保持其它條件不變情況下，請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應(yīng)的進(jìn)程曲線。

（4）將尿素施入土壤后，大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）如下表：

弱電解質(zhì)
H2CO3
NH3·H2O
電離平衡常數(shù)
Ka1＝4.30×10-7   Ka2＝5.61×10-11
1.77×10-5
現(xiàn)有常溫下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液，
①你認(rèn)為該溶液呈        性（填“酸”、“中”、“堿”），原因是                        。
②就該溶液中粒子之間有下列關(guān)系式，你認(rèn)為其中正確的是                。
A．c (NH4+)＞c (CO32-)＞c (HCO3-)＞c (NH3·H2O)
B．c(NH4+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C．c (CO32-) + c (HCO3-) +c (H2CO3)＝0.1 mol·L-1
D．c (NH4+)+ c (NH3·H2O)＝2 c (CO32-) + 2c (HCO3-) +2 c (H2CO3)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（14分）二甲醚（CH3OCH3）和甲醇（CH3OH）都是高效清潔能源。工業(yè)上利用煤的氣化產(chǎn)物（水煤氣）合成甲醇和二甲醚。回答下列問題：
（1）制備二甲醚最后一步反應(yīng)由Al2O3催化甲醇脫水合成，反應(yīng)方程式為                      。
（2）已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)  △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃燒熱是282.8 kJ·mol-1；H2的燃燒熱是285.8 kJ·mol-1寫出表示CH3OH (g) 燃燒熱的熱化學(xué)反應(yīng)方程式                                。
（3）二甲醚直接燃料電池比甲醇直接燃料電池更高效，等質(zhì)量的二甲醚和甲醇完全放電轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比是          。用二甲醚直接燃料電池電解足量飽和食鹽水，當(dāng)消耗9.2g二甲醚時理論上陰極產(chǎn)生的氣體的體積為        L。（標(biāo)況下）
（4）在合成中伴有水煤氣交換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)，等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)加入密閉容器中反應(yīng)，平衡時測得結(jié)果如下表。

溫度
260℃
     280℃
295℃
   310℃
CO轉(zhuǎn)化率
    89%
     80%
    75%
    60%
①請解釋CO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系                                        。
②列式計算280℃時平衡常數(shù)                          。
③若平衡體系中，測得H2的壓強(qiáng)占總壓的30%，要使體系中CO轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%，應(yīng)該使溫度             （填“升高”、“降低”、“不變”）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

丙烷在燃燒時能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知：
①2C3H8(g)＋7O2(g) =6CO(g)＋8H2O(g)  △H =－2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g)             △H =－566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g)                     △H ="+" 44.0 kJ/mol
（1）寫出C3H8燃燒時燃燒熱的熱化學(xué)方程式                     。
（2）C3H8在不足量的氧氣里燃燒，生成CO、CO2、H2O(g)，將所有的產(chǎn)物通入一個體積固定的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng)：CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g)該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表：

溫度/℃
400
500
800
平衡常數(shù)K
9.94
9
1
保持溫度為800℃，在甲、乙兩個恒容密閉容器中，起始時按照下表數(shù)據(jù)進(jìn)行投料，充分反應(yīng)直至達(dá)到平衡。
 
H2O
CO
CO2
H2
甲 （質(zhì)量/g）
1.8
8.4
a
1
乙 （質(zhì)量/g）
1.8
2.8
0
0
①起始時，要使甲容器中反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則a的取值范圍是        ；達(dá)到平衡時，乙容器中CO的轉(zhuǎn)化率為        。
②下圖表示上述甲容器中反應(yīng)在t1時刻達(dá)到平衡，在t2時刻因改變某一個條件而發(fā)生變化的情況。則t2時刻改變的條件可能是    、   （答兩個要點(diǎn)即可）。
 
（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中離子濃度由大到小的順序為　　          　　　；
② 已知25℃時，H2CO3的電離平衡常數(shù)K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，當(dāng)Na2CO3溶液的pH為11時，溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) =         。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) =                      [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符號表示]。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(1)已知下列兩個熱化學(xué)方程式：
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol-1
H2O（l）=H2O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol-1
則0.5mol丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水時釋放的熱量為             。
(2)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)="2CO(g)" ΔH＝－221 kJ·mol－1
寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式：            。
(3)科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體（如圖所示），與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molNN鍵吸收941kJ熱量，則1molN4氣體轉(zhuǎn)化為2molN2時要放出              kJ能量。

（4）阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應(yīng)為：2H2+O2＝2H2O，電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液，電池放電時是將     能轉(zhuǎn)化為     能。其電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極                ，正極                   。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

為了防止或減少機(jī)動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣對空氣的污染，人們采取了很多措施。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H＜0，
若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是        （填代號）。
（下圖中υ正、K、n、w分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

（2）機(jī)動車尾氣和煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原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      ①
2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol       ②
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol       ③
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式：                 。
（3）用NH3催化還原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如圖，采用NH3作還原劑，煙氣以一定的流速通過催化劑，通過測量逸出氣體中氮氧化物含量，從而可確定煙氣脫氮率，反應(yīng)原理為：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①該反應(yīng)的△H     0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②對于氣體反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），
則上述反應(yīng)的KP＝                       。
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖，石墨I(xiàn)為電池的       極。  該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)為            。

（5）硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物（假設(shè)NO、NO2體積比為1︰1）的質(zhì)量為          g。

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