【题目】一种通过铁基氧载体（Fe3O4/FeO)深度还原和再生来合成二甲醚（CH3OCH3) 的原理如图：
（1）CH4氧化器中发生的主反应：
i.CH4(g)+Fe3O4(s)=CO(g)+2H2(g)+3FeO(s)
ii.CH4(g)+4Fe3O4(s)=CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)
850℃时，压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如图。
①随着压强的增大，反应i的平衡常数K值___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②结合图像，分析H2O的体积分数变化的原因___(用化学方程式表示）。
（2）将一定量的FeO和CO2置于CO2还原器（体积不变的密闭容器）中，发生的主反应：CO2(g)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+CO(g)。保持其他条件不变，测得不同温度下最终反应体系中CO、CO2体积分数如表。
温度t/℃ | 100 | 170 | 200 | 300 | 400 | 500 |
CO2体积分数 | 0.67 | 0.67 | 0.75 | 0.82 | 0.9 | 0.92 |
CO体积分数 | 0.33 | 0.33 | 0.25 | 0.18 | 0.1 | 0.08 |
①△H2___0(填“＞”或“＜”)。
②由上表可知，若在150℃时进行上述转化，理论转化率α(FeO)为100%。在上述反应体系中，一定可以说明该反应达到平衡状态的是___(填标号）。
A.CO2的物质的量不变 B.体系的压强不变
C.气体的平均摩尔质量不变 D.CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零
③根据化学反应原理，分析CO2还原器温度设置在170℃的原因___。
【答案】不变 Fe3O4+H2 
3FeO+H2O < AD 温度过高，CO2的转化率低，温度过低，反应速率比较慢
【解析】
（1）①化学平衡常数K只随温度的改变而改变；
②根据图象分析，随着反应的进行，H2的含量降低，H2O的含量增大，可推断反应过程中H2转化为了H2O，发生的反应为Fe3O4和H2反应生成FeO和H2O，据此写出反应的化学方程式；
（2）①根据图表数据分析，随着反应温度的上升，平衡时CO2的体积分数上升，CO的体积分数下降，表明化学平衡向逆反应方向移动，据此判断反应的焓变情况；
②反应为CO2（g）+3FeO（s）Fe3O4（s）+CO （g），是气体数不变的反应，压强变化不对平衡常产生影响，结合焓变情况分析温度变化的影响，据此判断反应达到平衡的标志；
③根据化学反应原理，CO2还原器温度设置在170℃的原因，可考虑化学反应速率和化学反应趋势。
（1）①化学平衡常数K只随温度的改变而改变，所以随着压强的增大，反应ⅰ的平衡常数K值不变，故答案为：不变；
②根据图象分析，随着反应的进行，H2的含量降低，H2O的含量增大，可推断反应过程中H2转化为了H2O，发生的反应为Fe3O4和H2反应生成FeO和H2O，则发生反应的化学方程式为：Fe3O4+H2 3FeO+H2O，故答案为：Fe3O4+H2 3FeO+H2O；
（2）①根据图表数据分析，随着反应温度的上升，平衡时CO2的体积分数上升，CO的体积分数下降，表明化学平衡向逆反应方向移动，所以升高温度，化学反应向逆反应方向移动，表明正反应方向为放热反应，所以反应的焓变△H<0，故答案为：<；
②反应为CO2(g)+3FeO(s)Fe3O4(s)+CO (g)，是气体数不变的反应，压强变化不对平衡常产生影响，该反应的焓变△H<0，反应为放热反应；
A. CO2的物质的量不变，达到化学平衡时，该反应的CO2的物质的量不发生改变，可以判断化学反应是否达到平衡，故A正确；
B. 体系的压强整个反应过程不发生改变，根据压强不能判断反应是否达到化学平衡，故B错误；
C. 100-170℃，升高温度，转化率100%，量没有发生变化，但没有达到平衡状态，故C错误；
D. CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零，可以判断化学反应是否达到平衡，故D正确。故答案为：AD；
③根据化学反应原理，CO2还原器温度设置在170℃的原因，可考虑化学反应速率和化学反应趋势，温度过高，反应向逆反应方向移动,导致CO2的转化率低，温度过低，反应速率比较慢，故答案为：温度过高，CO2的转化率低，温度过低，反应速率比较慢。
灵星计算小达人系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是
①CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·mol1
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol1
③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·mol1
④2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=571.6 kJ·mol1
A. 仅有② B. 仅有②④ C. 仅有②③④ D. 全部符合要求
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【题目】下列说法正确的是( ）
A. PH=1的醋酸加水稀释到原体积的100倍，稀释后PH=3
B. 室温 pH＝3的醋酸溶液和pH＝11的Ba(OH)2溶液等体积混合后溶液呈酸性
C. 室温pH相同的NH4Cl溶液和CH3COOH溶液，由水电离产生的c(H＋)相同
D. 某温度下，水的离子积常数为1×10-12，该温度下PH=7的溶液呈中性
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【题目】一定条件下A、B、C的如图所示的转化关系，且△H=△H1+△H2。则A、C可能是（ ）
①Fe、FeCl3②C、CO2③AlCl3、NaAlO2④NaOH、NaHCO3⑤S、SO3⑥Na2CO3、CO2
A.②③④⑥B.②③④⑤⑥
C.①②③④⑥D.①②③④⑤⑥
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【题目】N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+ 表面转化为无害气体，其反应原理为N2O(g) + CO(g)
CO2(g) + N2(g) ΔH，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如下。下列说法不正确的是
A. ΔH = ΔH1 + ΔH2
B. ΔH = 226 kJ/mol
C. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. 为了实现转化需不断向反应器中补充 Pt2O+ 和 Pt2O2+
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【题目】氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
（1）氢气燃烧热值高。实验测得，在常温常压下，1gH2完全燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量。则H2燃烧的热化学方程式为_____
（2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)；ΔH＝－92.4kJ/mol
①一定条件下，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如图所示，其中加入催化剂引起反应速率变化的时间段是____(填，如0～t1等)。
②生产中为提高反应速率和H2的转化率，下列措施可行的是___（填字母）。
A．向装置中充入过量N2 B．及时将合成的氨气从装置中分离出来
C．使用更高效的催化剂 D．升高温度
③温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数为____。
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【题目】近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂-铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，下列说法不正确的是( )
A. 放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动
B. 放电时，负极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-
C. 通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D. 整个反应过程中，铜相当于催化剂
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【题目】隔绝空气加热至500℃时绿矾（硫酸亚铁晶体）能完全分解，某化学小组为探究分解产物的成分，选用下图所示装置进行实验（夹持装置略），A中固体完全分解后变为红棕色粉末。
下列说法不正确的是
A. 所选用装置的正确连接顺序为A-C-E-D-B
B. E装置是用来检验SO3，则X可以是硝酸酸化的硝酸钡溶液
C. 可选用酸性KMnO4溶液检验A装置中残留固体是否为Fe2O3
D. 该反应的化学方程式可能是2FeSO4·7H2O=Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O
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【题目】X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下，六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体。X与M，W与N分别同主族，在周期表中X是原子半径最小的元素，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，Z、W的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等。试回答下列问题：
、Z、W、N四种元素的原子半径由大到小的排列顺序是 ______ 
用元素符号表示
。
由X、Z、W、N四种元素中的三种元素可组成一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，则该反应的化学方程式为 ______ 。
由X、Z、W、N四种元素组成的一种离子化合物A，已知A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出A与足量盐酸反应的离子方程式 ______ 。
由X、Z、W、N和Fe五种元素可组成类似明矾的化合物
相对分子质量为
，1molH中含有6mol结晶水。对化合物H进行如下实验：
取H的溶液，加入过量的NaOH浓溶液并加热，产生白色沉淀和无色有刺激性气味的气体。白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
另取H的溶液，加入过量的
溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解。
的化学式为 ______ 。
已知100mL
的H溶液能与20mL
溶液硫酸酸化恰好反应，写出该反应的离子方程式______。
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