CO2是生活中常见的化合物之一.随着世界工业经济的发展.人口的剧增.全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题.人类对CO2的性质研究和综合利用日益重视.Ⅰ．在催化剂作用下.可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC):CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O.但甲醇转化率通常不会超过1%.这是制约该反应走向工业化的主要原因.某研� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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CO₂是生活中常见的化合物之一，随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，人类对CO₂的性质研究和综合利用日益重视。
Ⅰ．在催化剂作用下，可由甲醇和CO₂直接合成碳酸二甲酯(DMC)：CO₂ + 2CH₃OH → CO(OCH₃)₂ + H₂O，但甲醇转化率通常不会超过1%，这是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
（1）根据反应温度对TON的影响图（相同时间内测定），判断该反应的焓变△H________0（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____________________________________。

（2）根据反应时间对TON的影响图（上图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10^—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________。
（3）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（见上右图），判断下列说法正确的是   。
A．由甲醇和CO₂直接合成DMC，可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO₂转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
B. 在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON
C. 当催化剂用量低于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高
D. 当催化剂用量高于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加DMC的产率反而急剧下降
Ⅱ.如果人体内的CO₂不能顺利排除体外会造成酸中毒，缓冲溶液可以抵御外来少量酸或碱对溶液pH的影响，人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H₂CO₃/HCO₃^-)维持pH稳定。己知正常人体血液在正常体温时，H₂CO₃的一级电离常数Ka₁=10^-6.1，c(HCO₃^-):c(H₂CO₃)≈20:1，lg2=0.3。
(4)由题给数据可算得正常人体血液的pH________(保留一位小数)。
(5)正常人体血液中H₂CO₃、HCO₃^-、OH^-、H⁺四种微粒浓度由大到小关系为：         。
(6)当少量的酸、碱进入血液中时，血液pH变化不大，其原因是　　　　　　　　　　　  。

（1）＜；经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热（2）1×10^-3 mol·L^-1·h^-1
（3）AB (4) 7.4 (5)c(HCO₃^-)＞c(H₂CO₃)＞c(OH^-)＞c(H⁺)
(6)当少量酸进入血液中时，HCO₃^-就与H⁺发生反应来维持血液的pH稳定，当少量碱进入血液中时，H₂CO₃就与OH^_发生反应来维持血液的pH稳定

试题分析：（1）根据图像可知，经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热。
（2）根据图像可知，4～7 h内DMC变化量为30－20＝10，则根据TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量可知，转化的甲醇物质的量是0.6×10^—5 mol×10＝6×10^—5 mol，其浓度是6×10^—5 mol÷0.01L＝6×10^—3 mol/L，生成DMC的浓度是3×10^—3 mol/L，所以4～7 h内DMC的平均反应速率＝3×10^—3 mol/L÷3h＝1×10^-3 mol·L^-1·h^-1。
（3）A、由甲醇和CO₂直接合成DMC，可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO₂转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义，A正确；B、在反应体系中添加合适的脱水剂，可以降低生成物水蒸气的浓度，促使平衡向正反应方向进行，甲醇的转化率增大，因此将提高该反应的TON，B正确；C、根据TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量可知，TON与甲醇转化的量以及催化剂的量均有关系，所以当催化剂用量低于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率不一定烃提高，C不正确；D、催化剂不能改变平衡状态，因此DMC的产率与催化剂无关系，D不正确，答案选AB。
（4）Ka＝

，Ka=10^-6.1mol?L^-1，正常血液中c（HCO₃^-）：c（H₂CO₃）≈20：1，则c（H⁺）=10^-7.4mol?L^-1，则pH＝7.4。
（5）根据（4）中分析可知正常人体血液显碱性，c(OH^-)＞c(H⁺)。已知Ka＝

＝10^-6.1，血液样品pH为7.4，则c（H⁺）=10^-7.4mol/L，所以

＝10^?^6.1÷10^?^7.4＝10^1.3，因此血液中H₂CO₃、HCO₃^-、OH^-、H⁺四种微粒浓度由大到小关系为c(HCO₃^-)＞c(H₂CO₃)＞c(OH^-)＞c(H⁺)。
（6）血液中存在H₂CO₃

HCO₃^-+H⁺平衡，酸性增强时，血液中氢离子浓度增大，电离平衡逆向移动，碱性增强时氢氧根离子浓度增大，平衡正向移动，因此可以维持血液的pH稳定。

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工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应：CH₄(g)＋2NO₂(g)

N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH＝a kJ/mol 在温度T₁和T₂时，分别将0．50 mol CH₄和1．2 mol NO₂充入体积为1 L的密闭容器中，测得n(CH₄)随时间变化数据如下表：

温度	时间/min n/mol	0	10	20	40	50
T₁	n(CH₄)	0．50	0．35	0．25	0．10	0．10
T₂	n(CH₄)	0．50	0．30	0．18	……	0．15

下列说法不正确的是（     ）
A．10 min内，T₁时CH₄的化学反应速率比T₂时小     B．温度：T₁＜T₂
C．ΔH：a < 0                                   D．平衡常数：K(T₁)＜K(T₂)

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

（14分）甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H₂），再制成甲醇、二甲醚（CH₃OCH₃）。
（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 __________________________________。
（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO(g) + 4H₂(g)

CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)。已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂) / n(CO)]的变化曲线如下左图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________，该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”）。
②某温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH₂(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃(g)的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是            ；
A. P₃＞P₂，T₃＞T₂B. P₁＞P₃，T₁＞T₃    C. P₂＞P₄，T₄＞T₂D. P₁＞P₄，T₂＞T₃
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      ；
A. 正反应速率先增大后减小     B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小       D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下，将4.0molCO和8.0molH₂充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K＝__________。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

（9分）硝基苯甲酸乙酯在OH^-存在下发生水解反应：O₂NC₆H₄COOC₂H₅+OH^-

O₂NC₆H₄COO^-+C₂H₅OH.两种反应物的初始浓度均为0.050mol/L,15 ℃时测得：O₂NC₆H₄COOC₂H₅的转化率α随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：

t/s	0	120	180	240	330	30	600	700	800
α/%	0	33.0	41.8	48.8	58.0	69.0	70.4	71.0	71.0

（1）列式计算该反应在120～180s与180～240s区间的平均反应速率_______、__________。比较两者大小可得到的结论是_______________________。
（2）列式计算15 ℃时该反应的平衡常数_________________。
（3）为提高O₂NC₆H₄COOC₂H₅的平衡转化率，除可适当控制反应温度外，还可以采取的措施有_________（要求写出两条）。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

下列关于化学反应速率的说法正确的是（）

A．化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加

B．化学反应速率为0.8 mol /（L·s）是指1s 时某物质的浓度为0.8mol/L

C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢

D．决定反应速率的主要因素是反应物的浓度

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

是制备硫酸的重要反应。下列说法正确的是

A．加入催化剂，反应速率加快，反应的

变大

B．将平衡后的混合气体用浓硫酸吸收，剩余的气体只有

C．98％的浓硫酸用等体积的水稀释后，硫酸的质量分数为49％

D．若以稀硫酸为电解液，将该反应设计成原电池，放电过程中负极附近溶液的pH不断减小

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

在容积为2 L的恒容的密闭容器中，一定温度下，发生反应：aM(g)+bN(g)

cQ(g)。气体M、N、Q的物质的量随时间的变化如图所示，则下列叙述正确的是( )

A．该温度下此反应的平衡常数的值K＝25/4

B．该反应前5 min的平均速率：v(N)＝0.002 mol·L^-1·min^-1

C．在5 min时，再向体系中充入少量He，重新达到平衡前v(正)＞v(逆)

D．若开始时向容器中充入2mol M和1mol N，达到平衡时，M的体积分数小于50%

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

已知N₂O₄(g)?2NO₂(g) △H>0且平衡体系的总质量(m_总)与总物质的量（n_总）之比在不同温度下随压强变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )

A．平衡常数K(a)=K(b)<K(c)

B．反应速率：v_a<v_b；

C．温度：T₂>T₁

D．当

=69g/mol时，若n(NO₂)：n(N₂O₄)=2：1，

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科目：高中化学 来源：不详 题型：问答题

（15分）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O
【实验内容及记录】

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL				室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
实验编号	0.6 mol/L H₂C₂O₄溶液	H₂O	3 mol/L 稀硫酸	0.05mol/L KMnO₄溶液	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
1	3.0	2.0	2.0	3.0	1.5
2	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
3	1.0	4.0	2.0	3.0	3.9

请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是。
（2）利用实验1中数据计算，若用KMnO₄的浓度变化表示的反应速率为：υ(KMnO₄)＝。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn²⁺) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL				再向试管中加入少量固体	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
实验编号	0.6 mol/L H₂C₂O₄溶液	H₂O	3 mol/L 稀硫酸	0.05 mol/L KMnO₄溶液	再向试管中加入少量固体	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是。
（4）工业上可用电解K₂MnO₄浓溶液的方法制取KMnO₄，则电解时，阳极发生的电极反应为；总方程式为。

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