Question

開發(fā)新能源和三廢處理都是可持續(xù)發(fā)展的重要方面．
（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進入大規(guī)模生產(chǎn)．如采取以CO和H₂為原料合成乙醇，化學反應(yīng)方程式：2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）；若密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，在催化劑作用下反應(yīng)生成乙醇：CO的轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示．

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數(shù)：K=

 

；
②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達平衡狀態(tài)所需的時間t_A

 

t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③工業(yè)上還可以采取以CO₂和H₂為原料合成乙醇，并且更被化學工作者推崇，但是在相同條件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常數(shù)遠遠大于由CO₂制取CH₃CH₂OH的平衡常數(shù)．請推測化學工作者認可由CO₂制取CH₃CH₂OH的優(yōu)點主要是：

 

．
（2）目前工業(yè)上也可以用CO₂來生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
若將6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測得H₂的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖2所示（實線）．
①請在答題卷圖中繪出甲醇的物質(zhì)的量隨時間變化曲線．
②僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得H₂的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線I對應(yīng)的實驗條件改變是

 

，曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實驗條件改變是

 

．
（3）Hg是水體污染的重金屬元素之一．水溶液中二價汞的主要存在形態(tài)與Cl^-、OH^-的濃度關(guān)系如圖3所示[圖中的物質(zhì)或粒子只有Hg（OH）₂為難溶物；pCl=-1gc（Cl^-）]
①下列說法中正確的是

 

．
A．為了防止Hg²⁺水解，配制Hg（NO₃）₂溶液時應(yīng)將Hg（NO₃）₂固體溶于濃硝酸后再稀釋．
B．當c（Cl^-）=10^-1mol?L^-1時，汞元素一定全部以HgCl₄^2-形式存在
C．HgCl₂是一種弱電解質(zhì)，其電離方程式是：HgCl₂=HgCl⁺+Cl^-
D．當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl₂轉(zhuǎn)化為Hg（OH）₂
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點549K，加熱能升華，其晶體是

 

（填晶體類型）．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）①平衡常數(shù)K=

c(CH3CH2OH)．c(H2O)

c2(CO)．c4(H2)

；
 ②溫度越高，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)到達平衡的時間越短；
③二氧化碳的含量較大且易獲取，二氧化碳減少能減輕對環(huán)境的影響；
（2）①隨著反應(yīng)的進行，甲醇的物質(zhì)的量逐漸增大，當達到平衡狀態(tài)時，參加反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量=（8-2）mol=6mol，則生成n（CH₃OH）=

1

3

n（H₂）=2mol；
②I達到平衡的時間縮短，說明反應(yīng)速率增大，但氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，說明改變條件抑制平衡向正反應(yīng)方向移動；
I達到平衡的時間縮短，說明反應(yīng)速率增大，且氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，說明改變條件促進平衡向正反應(yīng)方向移動；
（3）①A．根據(jù)鹽的類型判斷溶液酸堿性；
B．當c（C1ˉ）=10ˉ1 mol?Lˉ1即pCl=1時，根據(jù)圖象分析；
C．HgCl2是一種弱電解質(zhì)，根據(jù)溶液中離子存在方式判斷電解質(zhì)電離方式；
D．根據(jù)圖象可知當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，根據(jù)圖片中微粒存在方式判斷；
②分子晶體的熔沸點較低．

解答： 解：（1）①當轉(zhuǎn)化率為0.5時，c（CO）=

10mol×(1-0.5)

10L

=0.5mol/L，c（H₂）=

20mol×(1-0.5)

10L

=1mol/L，
c（CH₃CH₂OH）=c（H₂O）=

10mol×0.5 2

10L

=0.25mol/L，K=

c(CH3CH2OH)．c(H2O)

c2(CO)．c4(H2)

=

0.25×0.25

(0.5)2．(1)4

=0.25，故答案為：0.25；
②A的溫度小于C點，溫度越高，反應(yīng)速率越大，則反應(yīng)到達平衡的時間越短，所以t_A大于t_C，故答案為：大于； 
③二氧化碳的含量較大且易獲取，二氧化碳減少能減輕溫室效應(yīng)等，故答案為：原料易得、可以減輕溫室效應(yīng)等；
（2）①隨著反應(yīng)的進行，甲醇的物質(zhì)的量逐漸增大，當達到平衡狀態(tài)時，參加反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量=（8-2）mol=6mol，則生成n（CH₃OH）=

1

3

n（H₂）=2mol，所以其圖象為，
故答案為：；
②根據(jù)圖象知，I反應(yīng)到達平衡的時間縮短，說明反應(yīng)速率增大，但氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則改變的條件是升高溫度；
II反應(yīng)到達平衡的時間縮短，說明反應(yīng)速率增大，且氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，說明改變條件促進平衡向正反應(yīng)方向移動，則改變的條件是增大壓強，
故答案為：升溫；增壓；
（3）①A．Hg2+水解溶液顯酸性，所以為了防止Hg2+水解，配制Hg（NO3）2溶液時應(yīng)將Hg（NO3）2固體溶于濃硝酸后再稀釋，故A正確；
B．當c（C1ˉ）=10ˉ1 mol?Lˉ1即pCl=1時，汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在，故B錯誤；
C．HgCl2是一種弱電解質(zhì)，其電離方程式是：2HgCl2?HgCl++HgCl3ˉ，故C錯誤；
D．根據(jù)圖象可知當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl2轉(zhuǎn)化為Hg（OH）2，故D正確；
故選AD；
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點549K，加熱能升華，這說明晶體是分子晶體，故答案為：分子晶體．

點評：本題考查了平衡常數(shù)的計算、外界條件對平衡狀態(tài)的影響以及溶解平衡的有關(guān)應(yīng)用與判斷等知識點，正確分析圖象中曲線變化是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)、外界條件對化學平衡的影響等知識點來分析解答，題目難度中等．