时间:2017-03-02 23:29:52
1、填空题 二甲醚（CH3OCH3）在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用．
工业上以C0和H2为原料生产CH30CH3的新工艺主要发生三个反应：
①CO（?g）+2H2（g）?CH3OH（?g）△H1=-91KJ?mol-1
②2CH30H（g）?CH30CH3（g）+H20（g）△H2=-24KJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41KJ?mol-1
回答下列问题：
（1）新工艺的总反应为：3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H该反应△H=______，平衡常数表达式K=______
（2）增大压强，CH30CH3的产率______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生．新工艺中反应③的发生提高了CH30CH3的产率，原因是______．
（4）为了寻找合适的反应温度，研究者进行了一系列试验，每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，试验结果如图．CO转化率随温度变化的规律是______，其原因是______．
参考答案：（1）已知①CO（?g）+2H2（g）?CH3OH（?g）△H1=-91KJ?mol-1，
②2CH30H（g）?CH30CH3（g）+H20（g）△H2=-24KJ?mol-1，
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41KJ?mol-1，
根据盖斯定律，①×2+②+③得3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-247KJ?mol-1，
平衡常数指产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值，所以k=c(CH3OCH3)?c(CO2)c3(CO)?c3(H2)，
故答案为：-247KJ?mol-1；c(CH3OCH3)?c(CO2)c3(CO)?c3(H2)；
（2）反应前后气体的气体减小，增大压强平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，CH30CH3的产率增大，故答案为：增大；
（3）反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率，
故答案为：反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率；
（4）由图表可知，温度低于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而增大；温度高于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而减小，
在较低温时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大；在较高温时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小，
故答案为：温度低于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而增大；温度高于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而减小；
在较低温时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大；在较高温时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图是温度和压强对X+Y=2Z反应影响的示意图．图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数．下列叙述正确的是（ ）
A．上述可逆反应的正反应为放热反应
B．X、Y、Z均为气态
C．X和Y中只有一种为气态，Z为气态
D．上述反应的逆反应的△H＞0
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
3、填空题 二氧化硫和氮的氧化物是常用的工业原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化成SO3：2SO2(g)+ O2(g)
2SO3(g)，某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（Ｐ）的关系如图所示。根据图示回答下列问题： 
①将2．0molSO2和1．0mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0．10MPa。该反应的平衡常数等于_______________。
②平衡状态由A变到B时，平衡常数Ｋ（A）________Ｋ（B）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔＨ＝－574 kJ·mol-1
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔＨ＝－1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4．48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为________（阿伏加德罗常数用
NA表示），放出的热量为___________kJ。
（3）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox 3＜ｘ＜4， M＝Mn、Co、Zn或Ni）由铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示： 
请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式____________________（不必配平）。
参考答案：（1）①800L/mol；②＝
（2）1．60NA；173．4
（3）MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 对于反应2L（g）+3M（g）
XQ（g）+3R（g），在容积为2L的密闭容器中，将2mol气体L和3mol气体M混合，当反应经2min后达平衡时生成2．4 mol气体R，并测得Q的浓度为0．4mol/L，则X的值为
__________，L的转化率为__________，
=___________，该反应的平衡常数K=______________。
参考答案：1；80%；0.6mol/(L· min)；640L/mol
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．图l表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化图．
请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线______（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于______（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）根据“图2”判断，下列说法正确的是______
a．起始充入的CO为1mol
b．增加CO浓度，可使H2的转化率增大
c．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
d．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大
（3）从反应开始到建立平衡，v（H2）=______；该温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的化学平衡常数为______．若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应的化学平衡常数将______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P1、P2，且P1＞P2）．
参考答案：（1）加入催化剂，可降低反应的活化能，由图象可知b活化能较低，应加入催化剂，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应，
故答案为：b；放热；
（2）A．CO的起始浓度为1moL/L，体积为2L，则起始充入的CO为2mol，故a错误；
B．增加CO浓度，平衡向正方向移动，H2的转化率增大，故b正确；
C．由于反应前后气体的体积不等，则容器中压强恒定时，反应已达到平衡状态，故c正确；
D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1mol CO和2mol H2，相当于在原来的基础上缩小体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，则平衡时n(CH3OH)n(CO)会增大，故d正确．
故答案为：bcd；
（3）从反应开始到建立平衡，v（CO）=1mol/L-0.25mol/L10min=0.075moL/（L?min），
则v（H2）=2v（CO）=0.15moL/（L?min），
平衡时：c（CO）=0.25mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，
则消耗n（CO）=0.75mol/L×2L=1.5mol，消耗的n（H2）=3mol，
平衡时c（H2）=4mol-3mol2L=0.5mol/L，
k=0.750.25×0．52=12，
故答案为：0.15moL/（L?min）；12；
（4）增大压强，平衡向正反应方向移动，则甲醇的百分含量增大，温度升高，平衡向逆反应方向移动，甲醇的百分含量降低，则图象可为
，
故答案为：．
本题解析：
本题难度：一般