18．為實現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”的一項課題是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用資源．目前，工業(yè)上常用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇．現(xiàn)進行如下實驗：在體積為l L的密閉恒容容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應：
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．
測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
（1）該反應的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（2）從反應開始到平衡時，CH3OH的平均反應速率
v（CH3OH）=0.075mol/（L•min）（注明單位）；H2的轉(zhuǎn)化率=75%；
（3）下列說法中，能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是C
A．每消耗1mol CO2的同時生成1mol CH3OH
B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量的比為1：3：1：1
C．容器中氣體的壓強不再改變
D．容器中氣體的密度不再改變
（4）下列措施中，能使上述平衡狀態(tài)向正反應方向移動的是BD
A．升高溫度                     B．將CH3OH（g）從體系中分離
C．使用高效催化劑               D．恒溫恒容再充入1molCO2和3mol H2．

分析 （1）化學平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數(shù)中寫出；
（2）二氧化碳是反應物，隨反應進行濃度減小，甲醇是生成物，隨反應進行濃度增大，10nim內(nèi)達到平衡，生成甲醇濃度為0.75mol/L，二氧化碳濃度變化了0.75mol/L，根據(jù)c=$\frac{△c}{△t}$計算v（CH3OH），由方程式可知△c（H2）=3c（CH3OH）=2.25mol/L，則△n（H2）=1L×2.25mol/L=2.25mol，再計算氫氣轉(zhuǎn)化率；
（3）可逆反應到達平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡；
（4）A．升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
B．將CH3OH（g）及時液化抽出，減小生成物的量平衡正向進行；
C．選擇高效催化劑不影響平衡移動；
D．再充入l molCO2和3molH2，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動．

解答 解：（1）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（2）二氧化碳是反應物，隨反應進行濃度減小，甲醇是生成物，隨反應進行濃度增大，10nim內(nèi)達到平衡，生成甲醇濃度為0.75mol/L，二氧化碳濃度變化了0.75mol/L，
則v（CH3OH）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/（L•min），
由方程式可知△c（H2）=3c（CH3OH）=2.25mol/L，則△n（H2）=1L×2.25mol/L=2.25mol，氫氣轉(zhuǎn)化率=$\frac{2.25mol}{3mol}$×100%=75%，
故答案為：0.075mol/（L•min）；75%；
（3）A．每消耗1mol CO2的同時生成1mol CH3OH，均表示正反應速率，反應始終按該比例關系進行，故A錯誤；
B．平衡時CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量的比，與反應物起始量及轉(zhuǎn)化率有關，平衡時不一定等于化學計量數(shù)之比，故B錯誤；
C．隨反應進行混合氣體物質(zhì)的量增大，恒溫恒容下壓強增大，當容器中氣體的壓強不再改變，說明到達平衡，故C正確；
D．混合氣體總質(zhì)量不變，容器的容積不變，容器中氣體的密度為定值，故D錯誤，
故答案為：C；
（4）A．反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，故A錯誤；
B．將CH3OH（g）及時液化抽出，生成物濃度減小，平衡正向進行，故B正確；
C．選擇高效催化劑只能改變速率，不影響化學平衡移動，故C錯誤；
D．再充入l molCO2和3molH2，增大壓強，平衡正向進行，故D正確，
故答案為：BD．

點評 本題考查較為綜合，為高考常見題型，題目涉及化學平衡計算與影響因素、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)，注意判斷平衡的物理量應隨反應進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡，難度中等．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

11．下列說法正確的是（　�。�
A．Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O中，氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1：6
B．5KI+KIO3+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O中，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為5：1
C．3S8+24KOH=8K2SO3+4K2S4+12H2O中，被氧化和被還原的S8物質(zhì)的量之比為2：1
D．3（NH4）2SO4=3SO2+N2+6H2O+4NH3中，反應中發(fā)生氧化反應和未發(fā)生氧化反應的氮元素物質(zhì)的量之比為2：1

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料--納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一．下面是它的一種實驗室合成路線：

制備苯乙酸的裝置示意圖如下（加熱和夾持裝置等略）：

已知：苯乙酸的熔點為76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．
回答下列問題：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸．配制此硫酸時，加入蒸餾水與濃硫酸的先后順序是先加水、再加入濃硫酸．
（2）將a中的溶液加熱至100℃，緩緩滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升溫至130℃繼續(xù)反應．在裝置中，儀器b的作用是滴加苯乙腈；儀器c的名稱是球形冷凝管，其作用是回流（或使氣化的反應液冷凝）．
反應結(jié)束后加適量冷水，再分離出苯乙酸粗品．加人冷水的目的是便于苯乙酸析出．下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是BCE（填標號）．
A．分液漏斗  B．漏斗C．燒杯D．直形冷凝管E．玻璃棒
（3）提純粗苯乙酸的方法是重結(jié)晶，最終得到44g純品，則苯乙酸的產(chǎn)率是95%．
（4）用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制備適量Cu（OH）2沉淀，并多次用蒸餾水洗滌沉淀，判斷沉淀洗干凈的實驗操作和現(xiàn)象是取最后一次少量洗滌液，加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，無白色渾濁出現(xiàn)．
（5）將苯乙酸加人到乙醇與水的混合溶劑中，充分溶解后，加入Cu（OH）2攪拌30min，過濾，濾液靜置一段時間，析出苯乙酸銅晶體，混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反應．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

6．鐵及其化合物有著廣泛用途．
（1）將飽和三氯化鐵溶液滴加至沸水中可制取氫氧化鐵膠體，寫出制取氫氧化鐵膠體的化學方程式FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3（膠體）+3HCl．
（2）含有Cr2O72-的廢水有毒，對人畜造成極大的危害，可加入一定量的硫酸亞鐵和硫酸使Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+，該反應的離子方程式為Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O．然后再加入堿調(diào)節(jié)溶液的pH在6-8 之間，使Fe3+和Cr3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3、Cr（OH）3沉淀而除去．
（3）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生蓄電池，放電時的總反應為Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，充電時陽極附近的pH降低（填：降低、升高或不變），放電時負極的電極反應式為Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2．
（4）氧化鐵是重要的工業(yè)原料，用廢鐵屑制備氧化鐵流程如下：

①鐵屑溶于稀硫酸溫度控制在50～800C的主要目的是加快反應速率、增大FeSO4的溶解度．
②寫出在空氣中煅燒FeCO3的化學方程式為4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2．
③FeCO3沉淀表面會吸附S042-，需要洗滌除去．
洗滌FeCO3沉淀的方法是向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，使水自然流下，重復操作2至3次．
判斷沉淀是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，先加鹽酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若無沉淀生成則表明沉淀已洗凈，反之表明沒有洗凈．

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

13．已知：CH3CH2OH+NaBr+H2SO4（濃）$\stackrel{△}{→}$ CH3CH2Br+NaHSO4+H2O．實驗室制備溴乙烷（沸點為38.4℃）的裝置如圖1：圓底燒瓶中加入10mL95%乙醇、28mL濃硫酸，然后加入研細的10.3g溴化鈉和幾粒碎瓷片，小火加熱，使NaBr充分反應．

（1）反應時若溫度過高會降低溴乙烷的產(chǎn)率，原因是溴乙烷的沸點低易揮發(fā)；也可看到有紅棕色氣體產(chǎn)生，該氣體的化學式為Br2．為避免溫度過高，宜采用水浴加熱．
（2）反應結(jié)束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黃色．為了除去其中的雜質(zhì)，最好選用下列試劑中的A（填序號）．A．Na2SO3溶液      B．H2O    C．NaOH溶液   D．CCl4
（3）溴乙烷在NaOH水溶液和NaOH乙醇溶液發(fā)生不同類型的反應，生成不同的產(chǎn)物，用如圖2所示裝置進行實驗：
該實驗的目的是驗證生成的氣體是乙烯（或驗證溴乙烷與NaOH發(fā)生消去反應的產(chǎn)物）．盛水的試管（裝置）的作用是除去揮發(fā)出來的乙醇蒸氣．
（4）為檢驗溴乙烷中的溴元素，正確的操作順序是：取少量溴乙烷，然后④①⑤③②④①⑤③②（填序號）．
①加熱   ②加入AgNO3溶液   ③加入稀HNO3酸化   ④加入NaOH溶液   ⑤冷卻
（5）經(jīng)提純最終得到純凈的溴乙烷為7.63g，則溴乙烷的產(chǎn)率為70%（保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

3．Ⅰ．如圖所示，甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動，甲中充入2molA和1molB，乙中充入2molC和1molHe，此時K停在0處．在一定條件下發(fā)生可逆反應：2A（g）+B（g）?2C（g）； 反應達到平衡后，再恢復至原溫度．回答下列問題：
（1）達到平衡時，隔板K最終停留在0刻度左側(cè)a處，則a的取值范圍是0＜a＜2．
（2）若達到平衡時，隔板K最終停留在左側(cè)刻度1處，此時甲容積為2L，反應化學平衡常數(shù)為4．
（3）若達到平衡時，隔板K最終停留在左側(cè)刻度靠近0處，則乙中可移動活塞F最終停留在右側(cè)的刻度不大于8．
Ⅱ．若一開始就將K、F固定，其它條件均不變，則達到平衡時：
（1）測得甲中A的轉(zhuǎn)化率為b，則乙中C的轉(zhuǎn)化率為1-b；
（2）假設乙、甲兩容器中的壓強比用d表示，則d的取值范圍是$\frac{4}{3}$＜d＜$\frac{3}{2}$．

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10．TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料，又是一種性能優(yōu)異的白色顏料．
（1）實驗室利用反應TiO2（s）+2CCl4（g）═TiCl4（g）+CO2（g），在無水無氧條件下，制取TiCl4實驗裝置示意圖如下

有關性質(zhì)如表：
物質(zhì)熔點/℃沸點/℃其他
CCl4-2376與TiCl4互溶
TiCl4-25136遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧
（1）反應前通入氮氣的目的是排除裝置內(nèi)的空氣（或水蒸氣和氧氣），
（2）反應結(jié)束后依次進行如下操作：①熄滅酒精燈②停止通氮氣③冷卻至室溫．正確的順序為①③②（填序號）．
（3）D中的液態(tài)混合物成分是CCl4和TiCl4，要分離混合物所采用操作的名稱是蒸餾．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

7．提純含有少量泥沙的粗鹽，下列操作順序正確的是（　　）
A．過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、溶解B．溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾
C．溶解、蒸發(fā)、過濾、結(jié)晶D．溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

8．在制取合成氨原料氣的過程中，�；煊幸恍╇s質(zhì)，如CO會使催化劑中毒．除去CO的化學方程式為（HAc表示醋酸）：Cu（NH3）2Ac+CO+NH3=Cu（NH3）3（CO）Ac．請回答下列問題：
①C、N、O的電負性由大到小的順序為O＞N＞C．
②寫出Cu的核外電子排布式1s22s22p63s23p63d104 s1或[Ar]3d104 s1．
③化合物Cu（NH3）3（CO）Ac中，金屬元素的化合價為+1．
④在一定條件下NH3和CO2能合成尿素CO（NH2）2，尿素中C原子軌道的雜化類型為sp2；1mol尿素分子中，σ 鍵的數(shù)目為7NA．
⑤Cu2O晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若阿伏伽德羅常數(shù)為NA，晶胞的邊長為a pm，則晶體的密度為$\frac{288×1{0}^{30}}{{N}_{A}•{a}^{3}}$g•cm-3．

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