时间:2017-08-26 01:37:29
1、填空题 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)其化学平衡常数K与温度t的关系如下表
回答下列问题
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝___________。
（2）该反应为___________反应（填“吸热”“放热”）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)=v逆(H2O)
D．c(CO2)=c(CO)
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为_______℃
参考答案：（1）K=[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)]
（2）吸热
（3）BC
（4）830
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 在温度相同，压强分别为P1和P2的条件下，A（g）+2B（g）?nC（g）的反应体系中，C的百分含量（c%）与时间t的曲线如图所示，下面结论正确的是（ ）
A．P1＞P2，n＜3
B．P1＜P2，n＞3
C．P1＞P2，n＞3
D．P1＜P2，n＜3
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 试运用所学知识，解决下列问题：
（1）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?
?H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
| 温度/°C | 400 | 500 | 800 平衡常数K 9.94 9 1 |
| 时间/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4 n（N2O4）/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08 |
参考答案：（1）对于反应? CO（g）+H2O（g）?
?H2（g）+CO2（g），
开始（mol/L）：0.02? 0.02? 0? 0
变化（mol/L）：c? c? c? c
平衡（mol/L）：0.02-c? 0.02-c? c? c
所以c×c(0.02-c)×(0.02-c)=9，解得c=0.015
所以CO的转化率为0.015mol/L0.02mol/L×100%=75%．
故答案为：75%．
（2）①由表可知，60s时反应达到化学平衡状态，二氧化氮的物质的量不再变化，所以n3=n4，
根据反应方程式计算：
? 2NO2
N2O4
初始：0.4mol? 0
转化：0.16mol? 0.08mol
平衡：0.24mol? 0.08mol
则平衡时的浓度分别为：c（N2O4）=0.04mol/L，c（NO2）=0.12mol/L，
所以该温度下该反应平衡常数k=0.040.122=2.8
故答案为：=；? 2.8
②根据反应 2NO2
N2O4可知，0.4molNO2与0.2molN2O4相当，若在相同情况下最初向该容器充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是0.2mol2L=0.1mol/L．
根据反应 2NO2
N2O4可知，NO2的浓度随时间变化为N2O4的浓度变化2倍．从放入N2O4到平衡时需要80s，初始加入的N2O4的物质的量浓度为0.1mol/L，平衡时N2O4的物质的量浓度为0.04mol/L，NO2的物质的量浓度为2×（0.1mol/L-0.04mol/L）=0.12mol/L，图象可取起点、20s、80s等几个点用平滑曲线来连接．
故答案为：
（3）甲醇为原料的燃料电池中，燃料甲醇为负极，发生失电子的氧化反应，氧气是正极，发生得电子得还原反应，氢氧化钠为电解质，在碱性环境下，氧气的放电情况为：O2+2H2O+4e-=4OH-．
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 在硫酸工业中，SO2转化为SO3是一个关键步骤．
（1）SO2有氧化性又有还原性，还有漂白性．将SO2氧化通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，SO2表现______性，其中氧化剂和还原剂物质的量之比为______（已知KMnO4酸性条件下的还原产物为Mn2+）．
（2）某温度下，SO2（g）+
| 1 2 |
参考答案：（1）SO2气体通入酸性KMnO4中，酸性KMnO4褪色，高锰酸钾中锰元素是最高价具有氧化性，二氧化硫具有还原性；Mn元素化合价由+7价降低到+2价，化合价变化5价，S元素化合价由+4价升高到+6价，化合价变化2价，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等，则氧化剂和还原剂物质的量之比为2：5，
故答案：还原；2：5；
（2）SO2（g）+12O2（g）?SO3（g）；△H=-98kJ?mol-1，在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2（g）和10.0molO2（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ，则消耗SO2 2mol，
SO2（g）+12O2（g）?SO3（g）；△H=-98kJ?mol-1，
起始 4.0mol 10.0mol 0
转化 2.0mol 1.0mol 2mol
平衡 2.0mol 9.0mol 2mol
则平衡时：c（SO2）=0.02mol/L，c（O2）=0.09mol/L，c（SO3）=0.02mol/L，
所以k=0.020.02×
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 Ⅰ：由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H＜0
（1）该反应平衡常数K的表达式为______．温度降低，平衡常数K______（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）为______．
（3）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有______．
A．升高温度；B．加入催化剂；C．将H2O（g）从体系中分离；D．再充入1mol CO2和3mol H2；
E．充入He（g），使体系总压强增大．
（4）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入物质的量之比为1：3的CO2和H2，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应，并维持反应过程中温度不变．甲和乙相比，转化程度更大的是______，且知乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象．并请说明以CO2为原料生产燃料甲醇的优点是______（写出一条即可）．
Ⅱ：一定常温下，FeS的KSP=2.5×10-18，H2S饱和溶液在该温度下，[H+]与[S2-]存在着以下关系：[H+]2?[S2-]=1.0×10-21．在该温度下，将适量FeS投入H2S饱和溶液中，欲使溶液中[Fe2+]达到1mol/L，应调节溶液的pH为______（用对数形式表示）．（写出计算过程）
参考答案：（1）已知CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H＜0，则其平衡常数的表达式为：K=c(CH3OH)?c(H2O)c(CO2)?c3(H2)；已知该反应正方向为放热方向，所以降低温度平衡正移，则平衡常数K增大，
故答案为：K=c(CH3OH)?c(H2O)c(CO2)?c3(H2)；增大；
（2）从反应开始到平衡，v（CO2）=1mol/L-0.25mol/L10min=0.075mol?L-1?min-1，速率之比等于化学计量数之比，故v（H2）=3×0.075mol?L-1?min-1=0.225 mol?L-1?min-1，故答案为：0.225 mol?L-1?min-1；
（3）要使n(CH3OH)n(CO2)增大，应使平衡向正反应方向移动，
A．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n(CH3OH)n(CO2)减小，故A错误；
B．加入催化剂，平衡不移动，则nn(CH3OH)n(CO2)不变，故B错误；
C．将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应方法移动，则n(CH3OH)n(CO2)增大，故C正确；
D．再充入1mol CO2和3mol H2，等效于在原来基础上缩小体积一半，压强增大，平衡向正反应方向移动，则n(CH3OH)n(CO2)增大，故D正确；
E．充入He（g），使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，n(CH3OH)n(CO2)不变，故E错误；
故答案为：CD；
（4）在甲、乙两容器中分别充入物质的量之比为1：3 的CO2和H2，使甲、乙两容器初始容积相等，由图可知，甲的压强不变，乙的体积不变，由反应可知乙的压强会减小，则甲的压强大于乙的压强，所以甲容器中CH4的转化率大；由于甲中压强大，则甲的反应速率快，达到平衡的时间短，所以甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象为：
；以CO2为原料生产燃料甲醇，能使CO2废弃物利用，有利于环保，
故答案为：甲；；废弃物利用，有利于环保；
Ⅱ：要使溶液中[Fe2+]达到1mol/L，则[S2-]=Ksp[Fe2+]=2.5×10-18mol/L，已知H2S饱和溶液在该温度下，[H+]与[S2-]存在着以下关系：[H+]2?[S2-]=1.0×10-21，所以溶液中[H+]=2×10-2mol/L，则pH=2-lg2，
故答案为：2-lg2．
本题解析：
本题难度：一般