8．將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化劑}{?}$CH3OCH3（g）+3H2O（l）
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$；
（2）已知在某壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示：
①該反應(yīng)的△H＜0；（填“＞”或“＜”）．
②若溫度不變，減小反應(yīng)投料比$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$，K值將不變（填“增大”、“減小”或“不變”）；
③700K投料比$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$=2時(shí)，達(dá)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率a=45%；
（3）某溫度下，向體積一定的密閉容器中通入CO2（g）與H2（g）發(fā)生上述反應(yīng)，下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是ABC；
A．二氧化碳的濃度       B．容器中的壓強(qiáng)
C．氣體的密度           D．CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比
（4）某溫度下，在體積可變的密閉容器中，改變起始時(shí)加入各物質(zhì)的量，在不同的壓強(qiáng)下，平衡時(shí)CH3OCH3（g）的物質(zhì)的量如表所示：
P1P2P3
I．2.0molCO2       6.0molH20.10mol0.04mol0.02mol
Ⅱ．1.0mol CO2      3.0molH2X1Y1Z1
Ⅲ．1.0molCH3OCH3   3.0molH2OX2Y3Z2
①P1＞P2（填“＞”“＜”或“=”）
②X1=0.05mol
③P2下Ⅲ中CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率為96%．

分析 （1）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積進(jìn)行計(jì)算；
（2）①根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響分析△H的符號(hào)；
②平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)；
③由圖可知，在700K，起始投料比$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$=2時(shí)，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為30%，令CO2、H2的起始物質(zhì)的量分別為1mol、2mol，轉(zhuǎn)化的二氧化碳為0.3mol，根據(jù)方程式可知轉(zhuǎn)化的氫氣為0.9mol，進(jìn)而計(jì)算H2 的轉(zhuǎn)化率；
（3）當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體現(xiàn)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度及百分含量都不變，以及由此引起的一些物理量不變，據(jù)此分析解答；
（4）①2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化劑}{?}$CH3OCH3（g）+3H2O（l），反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行；
②某溫度下，在體積可變的密閉容器中起始時(shí)加入各物質(zhì)的量1.0mol CO2，3.0molH2 ，和I起始量．2.0molCO2，6.0molH2 相比等比例減小，所以達(dá)到平衡狀態(tài)相同；
③1.0molCH3OCH3   3.0molH2O和起始量．2.0molCO2，6.0molH2 相比達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，據(jù)此列式計(jì)算．

解答 解：（1）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$，故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$；
（2）①因?yàn)闇囟仍礁�，CO2轉(zhuǎn)化率越小，則平衡逆移，所以該反應(yīng)正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即△H＜0，故答案為：＜；
②K只受溫度影響，若溫度不變，減小投料比，則K不變，故答案為：不變；
③由圖可知，在700K，起始投料比$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$=2時(shí)，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為30%，令CO2、H2的起始物質(zhì)的量分別為1mol、2mol，轉(zhuǎn)化的二氧化碳為0.3mol，根據(jù)方程式可知轉(zhuǎn)化的氫氣為0.9mol，進(jìn)而計(jì)算H2 的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.9mol}{2mol}$×100%=45%，
故答案為：45%；
（3）A．二氧化碳的濃度不變，則達(dá)到了平衡，故A選；
B．反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和不相等，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變，則達(dá)到了平衡，故B選；
C．該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積變化的可逆反應(yīng)，容器的體積不變，但反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，氣體的密度不發(fā)生變化，則達(dá)到了平衡，故C選；
D．任何時(shí)候CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D不選；
故答案為：ABC；
（4）①2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化劑}{?}$CH3OCH3（g）+3H2O（l），反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，圖表中平衡時(shí)CH3OCH3（g）的物質(zhì)的量可知P1＞P2，
故答案為：＞；
②某溫度下，在體積可變的密閉容器中起始時(shí)加入各物質(zhì)的量1.0mol CO2，3.0molH2 ，和I起始量．2.0molCO2，6.0molH2 相比，等比例減小，體積縮小到一半和Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)相同，X1=0.05mol
故答案為：0.05mol；    
 ③I起始量．2.0molCO2，6.0molH2 ，P2下平衡三行計(jì)算，
                      2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化劑}{?}$CH3OCH3（g）+3H2O（l）
起始量（mol）  2                6                      0                     0
變化量（mol）  0.08            0.24               0.04                
平衡量（mol）  1.92            5.76               0.04
逆向進(jìn)行          2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化劑}{?}$CH3OCH3（g）+3H2O（l）
起始量（mol）  0                0                    1                   3
變化量（mol）  1.92           5.76                0.96               
平衡量（mol）  1.92            5.76               0.04
P2下Ⅲ中CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.96mol}{1mol}$×100%=96%，
故答案為：96%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡計(jì)算、影響平衡的因素分析、平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，主要是圖象的理解應(yīng)用，題目難度中等．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

6．通過乙醇制取氫氣通常有如下兩條途徑：
a．CH3CH2OH（g）+H2O（g）=4H2（g）+2CO（g）△H1=+256.6kJ•mol-1
b．2CH3CH2OH（g）+O2（g）=6H2（g）+4CO（g）△H2=+27.6kJ•mol-1
則下列說法正確的是（　�。�
A．升高a的反應(yīng)溫度，乙醇的轉(zhuǎn)化率增大
B．由b可知：乙醇的燃燒熱為13.8 kJ•mol-1
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=+485.6 kJ•mol-1
D．制取等量的氫氣，途徑b消耗的能量更多

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

7．Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2的反應(yīng)類型是（　�。�
A．化合反應(yīng)B．置換反應(yīng)C．氧化還原反應(yīng)D．復(fù)分解反應(yīng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．實(shí)驗(yàn)室有某氯化鐵與氯化亞鐵的混合物，現(xiàn)要測(cè)定其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)按以下步驟進(jìn)行：

Ⅰ．請(qǐng)根據(jù)上面流程，回答以下問題：
（1）操作1所用到玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有250mL容量瓶、膠頭滴管．（填儀器名稱）
（2）將沉淀物加熱，冷卻至室溫，用天平稱量其質(zhì)量為b1g，再次加熱灼燒并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量b2g，若b1-b2=0.4g時(shí)，接下來還應(yīng)進(jìn)行的操作是，加熱灼燒樣品所需要的儀器有酒精燈、三腳架、玻璃棒、泥三角、坩堝、坩堝鉗．
Ⅱ．有同學(xué)提出，還可以采用以下方法來測(cè)定：

（3）在量取待測(cè)液和滴定過程中需要用到的滴定管是B（填番號(hào)）
A 一支酸式滴定管和一支堿式滴定管   B 兩支酸式滴定管     C 兩支堿式滴定管
（4）若滴定用掉cmol/LKMnO4溶液bmL，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{14bc}{5a}$（已知酸性條件下MnO4-被還原為Mn2+）
（5）在實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作可能造成鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低的是CD（填番號(hào)）
A．溶解樣品時(shí)用稀鹽酸代替稀硫酸
B．用鐵單質(zhì)做還原劑
C．量取濾液時(shí)未潤洗對(duì)應(yīng)滴定管
D．滴定前讀數(shù)時(shí)滴定管內(nèi)無氣泡，滴定后有氣泡殘留在滴定管尖端
E．配制cmol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)未將洗滌液一并轉(zhuǎn)移入容量瓶
F．實(shí)驗(yàn)用滴定管準(zhǔn)確量取25.00mL改為量取30.00mL于錐形瓶中來測(cè)定含有Fe2+的待測(cè)液．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．氫氣是新型能源和重要化工原料．
已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H2
③H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H2
（1）科學(xué)家提出一種利用天然氣制備氫氣的方法：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H，△H=△H2-△H1-2△H3，這種方法的推廣與使用，不僅實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，而且還能解決環(huán)境問題是減少二氧化碳排放，緩解溫室效應(yīng)．
（2）氨氣是重要化工原料，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位．
①在恒溫、容積相等的恒容密閉容器中投入一定量氮?dú)�、氫氣，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
實(shí)驗(yàn)測(cè)得起始、平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：
容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)反應(yīng)中的能量變化
H2N2NH3
Ⅰ3nn0放出熱量a kJ
Ⅱ3n2n0放出熱量b kJ
Ⅲ6n2n0放出熱量c kJ
下列判斷正確的是BC．
A．N2的轉(zhuǎn)化率：Ⅱ＞I＞Ⅲ
B．放出熱量：a＜b＜92.4n
C．達(dá)到平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)：Ⅲ＞Ⅰ
D．平衡常數(shù)：Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ
②在密閉恒容容器中投入一定量氮?dú)夂蜌錃�，混合氣體中氨氣體積分?jǐn)?shù)和溫度關(guān)系如圖所示：
曲線TJ段變化主要原因是平衡之前，反應(yīng)向生成氨方向進(jìn)行，JL段變化的主要原因是該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡之后，升高溫度，平衡向逆方向移動(dòng)，促進(jìn)氨分解，氨的體積分?jǐn)?shù)減小，氨氣正反應(yīng)速率：T點(diǎn)小于小于L點(diǎn)（填：大于、小于或等于）．
③在2L密閉容器中充入一定量的氨氣，氨氣的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如表所示：
時(shí)間/min0510152025…
NH3/mol21.00.50.250.240.24
在該條件下，前5分鐘H2平均反應(yīng)速率為0.15mol/（L•min）．
④常溫下，在V mL的a mol•L-1稀硫酸溶液中滴加b mol•L-1稀氨水V mL恰好使混合溶液呈中性．此時(shí)，一水合氨的電離常數(shù)Kb=$\frac{2a}{（b-2a）×1{0}^{7}}$（用含a、b代數(shù)式表示）．
（3）氫氣直接作燃料電池的理論輸出電壓為1.2V，能量密度E=$\frac{\frac{1.2V×\frac{1000g}{2g/mol×2×96500C/mol}}{1kg}}{3.6×1{0}^{6}J•k{W}^{-1}•{h}^{-1}}$=32.2kW•h•kg-1（列式計(jì)算，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位．提示：能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW•h=3.6×106J，常用單位為kW•h•kg-1）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

13．今年，霧霾陰影籠罩全國．二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成成分，綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容．
（1）汽車尾氣中的 NO（g）和CO（g）在一定溫度和催化劑的條件下可凈化．發(fā)生的反應(yīng)如下：2NO（g）+2CO（g）═2CO2 （g）+N2（g）
①已知：N2（g）+O2 （g）═2NO（g）△H=+180.0kJ/mol．部分化學(xué)鍵的鍵能如下（鍵能指氣態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最小能量）
 化學(xué)鍵 O═O C≡O(shè) C═O
 鍵能（kJ/mol） 497 1072 803
則反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）═2CO2 （g）+N2 （g）△H=-751.0 kJ/mol
②若上述反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，并在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)，則下列示意圖1不符合題意的是C（填選項(xiàng)序號(hào)）．（圖中ω、M、v正 分別表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)、混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量、正反應(yīng)速率）

（2）尾氣中的SO2可先催化氧化生成SO3，再合成硫酸．已知：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H=-196.0kJ/mol．
①在一定溫度的密閉容器中，SO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示：
則A點(diǎn)的v逆（SO2 ）小于（填大于、小于或等于）B點(diǎn)的 v正（SO2）．
②在某溫度時(shí)，向10L的密閉容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，反應(yīng)達(dá)到平衡，改變下列條件，再次達(dá)到平衡時(shí)，能使O2的新平衡濃度和原來平衡濃度相同的是BC（填選項(xiàng)序號(hào)）．
A．在其他條件不變時(shí)，減小容器的容積
B．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，再充入2.0mol SO2和5.0mol O2
C．保持溫度和容器體積不變，再充入SO2和SO3，使之濃度擴(kuò)大為原來的兩倍
（3）利用電化學(xué)原理，將NO2、O2和熔融KNO3 制成燃料電池，其原理如圖3所示．
該電池在工作過程中NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y，Y是一種氧化物，可循環(huán)使用．石墨Ⅱ是電池的正極，石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為NO2+NO3--e-=N2O5．相同條件下，消耗的O2和NO2的體積比為1：4．
（4）尾氣中氮氧化物（NO和NO2）也可用尿素[CO（NH2）2]溶液除去，反應(yīng)生成對(duì)大氣無污染的氣體．1mol 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76g．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

20．純堿是一種非常重要的化學(xué)基本工業(yè)產(chǎn)品，工業(yè)上有很多不同的方法生產(chǎn)純堿．
Ⅰ、路布蘭法--其生產(chǎn)原理：用硫酸將食鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鈉，將硫酸鈉與木炭、石灰石一起加熱，得到產(chǎn)品和硫化鈣．
（1）請(qǐng)寫出上述過程的化學(xué)方程式：2NaCl+H2SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+2HCl↑．Na2SO4+2C+CaCO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+Na2CO3+CO2↑．
Ⅱ．索爾維制堿法：以食鹽、氨氣（來自煉焦副產(chǎn)品）和二氧化碳（來自石灰石）為原料，首先得到小蘇打，再加熱分解小蘇打，獲得純堿．
（2）結(jié)合圖中所給物質(zhì)的溶解度曲線．寫出得到小蘇打的離子方程式：Na++NH3+H2O+CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHCO3↓+NH4+．

（3）這種生產(chǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)是原料便宜、產(chǎn)品純度高、氨和部分二氧化碳可以循環(huán)使用．請(qǐng)寫出實(shí)現(xiàn)氨循環(huán)的化學(xué)方程式：2NH4C1+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaC12+2NH3↑+2H2O．
Ⅲ．侯德榜制堿法--生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如下：

（4）合成氨工廠需要向制堿廠提供兩種原料氣體，其中Y是NH3（填化學(xué)式），這兩種氣體在使用過程中是否需要考慮通入的先后順序是（填”是”或“否”），原因是氨氣在水中的溶解度大，先通氨氣后通二氧化碳產(chǎn)生碳酸氫銨多，有利于碳酸氫鈉的析出．
（5）侯德榜制堿法保留了索爾維法的優(yōu)點(diǎn)，克服了它的缺點(diǎn)，特別是設(shè)計(jì)了循環(huán)I（填流程中的編號(hào)）使原料中溶質(zhì)的利用率從70%提高到了96%以上．從母液中可以獲得的副產(chǎn)品的應(yīng)用：作化肥（舉一例）．
（6）該合成氨廠用NH3制備NH4NO3．已知：由NH3制NO的產(chǎn)率是94%，NO制HNO3的產(chǎn)率是89%，則制HNO3所用NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量（不考慮其它損耗）的54%（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

17．硫酸亞鐵晶體（FeSO4•7H2O）在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)痴n外小組測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量．實(shí)驗(yàn)步驟如圖：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）步驟②加入過量H2O2的目的：將Fe2+全部氧化為Fe3+
（2）步驟③中反應(yīng)的離子方程式：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓（或Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+）
（3）步驟④中一系列處理的操作步驟：過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量．
（4）若實(shí)驗(yàn)無損耗，則每片補(bǔ)血?jiǎng)┖F元素的質(zhì)量0.07ag（用含a的代數(shù)式表示）．
（5）該小組有些同學(xué)認(rèn)為用KMnO4溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測(cè)定．
（5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）
①實(shí)驗(yàn)前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250mL，配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶
②上述實(shí)驗(yàn)中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是b．
a．稀硝酸   b．稀硫酸    c．稀鹽酸    d．濃硝酸
③某同學(xué)設(shè)計(jì)的下列滴定方式中，最合理的是b （夾持部分略去）（填字母序號(hào)）

（6）正常人每天應(yīng)補(bǔ)充14mg左右的鐵．其中絕大部分來自于食物．如果全部通過服用含F(xiàn)eSO4•7H2O的片劑來補(bǔ)充鐵，則正常人每天服需用含69.5mgFeSO4•7H2O的片劑．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

18．現(xiàn)有反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H＜0，在850℃時(shí)K=1．在一個(gè)體積可變的密閉容器中充入 1molCO、3mol H2O、1mol CO2、和xmol H2，下列說法中不正確的是（　�。�
A．900℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＜1
B．850℃時(shí)，若x=5，則起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
C．850℃時(shí)，若要使上述反應(yīng)開始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足0≤x＜3
D．850℃時(shí)，已知x＞3，則隨著x的增大，H2的轉(zhuǎn)化率一定始終增大

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