【题目】甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) ΔH＝－58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH＝＋41 kJ/mol
回答下列问题：
（1）已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键 | H－H | C－O | C | H－O | C－H |
E/（kJ·mol-1） | 436 | 343 | 1076 | 465 | x |
则x＝_________。
（2）若将lmol CO2和2mol H2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI_____KⅡ(填“＞”或“＝”或“＜”)；
②一定温度下，能判断该反应达到化学平衡状态的是_____________。
a．容器中压强不变 b．甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c．v正（H2）＝3v逆（CH3OH） d．2个C＝O断裂的同时有6个H—H断裂
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率________；该温度下的平衡常数为______；若保持容器温度不变，下列措施可增加甲醇产率的________。
a．缩小反应容器的容积 b．使用合适的催化剂
c．充入He d．按原比例再充入CO2和H2
【答案】413 > ac 0.06mol/（L·min） 450 ad
【解析】
(1). 已知①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) ΔH＝－58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH＝＋41 kJ/mol
根据盖斯定律，②－③=①，则ΔH1=－58 kJ/mol－41 kJ/mol=－99kJ/mol，ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和，则ΔH1=1076 kJ·mol-1+436×2 kJ·mol-1－(3x kJ·mol-1+343 kJ·mol-1+465 kJ·mol-1)= －99 kJ·mol-1，解得x=413 kJ·mol-1，故答案为：413；
(2). ①. II达到平衡的时间小于I，说明II的反应速率大于I，则II的温度大于I，平衡时II中CH3OH的物质的量小于I，说明平衡向逆反应方向移动，则只能是升高温度，即温度升高，平衡向逆反应方向移动，导致化学平衡常数减小，所以KI＞KII，故答案为：＞；
②. 反应② CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) ΔH＝－58 kJ/mol，该反应为气体体积减小的放热反应，
a.该反应为反应前后气体体积不等的可逆反应，相同条件下气体物质的量之比等于气体压强之比，容器中压强不变说明反应达到平衡状态，故a选；
b.甲醇和水蒸气均为生成物，二者的体积比始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故b不选；
c.达到平衡时，用不同物质表示的正逆反应速率之比等于其化学方程式计量数之比，v正（H2）＝3v逆（CH3OH）说明该反应的正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c选；
d.由反应方程式可知，2个C=O断裂的同时一定有6个H-H断裂，不能说明反应达到平衡状态，故d不选，故答案为：ac；
③. 若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则△n(H2)=2mol×90%=1.8mol，由反应方程式可知△n(CO2)= 1.8mol÷3=0.6mol，所以用CO2表示的平均反应速率v(CO2)=
=0.06mol/（L·min）；根据平衡三段式法有：
CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g)
起始浓度 0.5 1 0 0
转化浓度 0.3 0.9 0.3 0.3
平衡浓度 0.2 0.1 0.3 0.3
平衡常数K=
=450；
保持容器温度不变，a. 缩小反应容器的容积，压强增大，平衡正向移动，甲醇产率增加，故a选；
b.使用催化剂可以加快反应速率，但平衡不移动，甲醇的产率不变，故b不选；
c.恒容条件下充入He，各物质的浓度不变，平衡不移动，甲醇的产率不变，故c不选；
d. 按原比例再充入CO2和H2相当于增大压强，平衡正向移动，甲醇的产率增大，故d选，则答案为：0.06mol/（L·min）；450；ad。
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状元及第系列答案
同步奥数系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】已知A、B、D、E均为化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去)，则下列有关物质的推断不正确的是（ ）
A. 若A是铁，则E可能为稀硝酸
B. 若A是CuO，E是碳，则B为CO
C. 若A是NaOH溶液，E是CO2，则B为NaHCO3
D. 若A是AlCl3溶液，E可能是氨水
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【题目】李克强总理在《2018年国务院政府工作报告》中强调“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。”因此，研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)技术有着积极的环保意义。
（1）汽车的排气管上安装“催化转化器”，其反应的热化学方程式为：2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJ·mol-1。T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，若温度和体积不变，反应过程中(0~15min) NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a、b分别表示在相同温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n (NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是___________。（填“a”或“b”）
②T℃时，该反应的化学平衡常数K=_______________；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol，则平衡将_________移动。(填“向左”、“向右”或“不”)
③15min时，若改变外界反应条件，导致n (NO)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_______________________________________________ (任答一条即可)。
（2）在催化剂作用下，用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时：Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1；
II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式：____________________。
②200℃时，肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为：_____________________________。
③目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理，其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如下图所示。
为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是_________________________________________。
（3）利用电解装置也可进行烟气处理，如图可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，阳极的电极反应式为____________________________；物质A是______________ (填化学式)。
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【题目】已知反应4CuO
2Cu2O＋O2↑，其中Cu2O和CuO中氧元素的化合价均为-2价。关于该反应的叙述正确的是
A. O2是还原产物
B. 铜元素被还原，氧元素部分被氧化
C. Cu2O是氧化剂
D. 该反应中每生成1个O2，则转移2个电子
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【题目】某化学兴趣小组模拟工业上从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质）中提取氧化铝的工艺做实验，流程如下：
请回答下列问题：
（1）操作Ⅰ的名称为_______。
（2）验证溶液B中是否含有Fe3+的方法：_______________________，
（3）不溶物A是___(填化学式)，写出D→E反应的离子方程式______________。
（4）说出溶液F中含碳元素溶质的一种用途____________________。
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【题目】实验室可利用NaCl溶液和AgNO3溶液制备胶体，也可以反应生成沉淀，图中圆的大小代表分散质粒子的相对大小。下列说法正确的是
A. 分散系Ⅰ为溶液
B. 制备分散系I的离子方程式为Ag＋＋Cl－=AgCl(胶体)
C. 分散系Ⅱ为胶体
D. 两分散系的本质区别是是否有丁达尔现象
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【题目】营养平衡、科学使用食品添加剂有助于健康和提高免疫力。
(1)维生素C又称抗坏血酸，在氯化铁溶液中加入维生素C后，溶液由黄色转变为浅绿色，说明维生素C具有较强的________性(填“氧化”或“还原”)。
(2)某种食品的配料标签如图所示。该配料中，属于防腐剂的是________，蛋白质在人体内水解的最终产物是氨基酸，氨基酸结构中含有的官能团有氨基和____________(填结构简式)。
(3)“阿司匹林”是一种解热镇痛药，遇潮湿空气或水能缓慢水解生成水杨酸(
)和醋酸，写出该反应的化学方程式：__________________________。
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【题目】乙烯是重要的基本化工原料，以乙烷为原料生产乙烯有多种方法。
I.乙烷裂解脱氢法。该方法的反应为：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) △H= a kJ·mol－1
（1）已知101kPa，298K时，C(s)和H2(g)生成lmoC2H6(g)、1molC2H4(g)的△H分别为－84.7 kJ·mol－1、+52.3 kJ·mol－1。则a=___________。
II.乙烧氧化脱氢法，在原料气中加入氧气，乙烷氧化脱氢的反应如下：
2C2H6(g)+O2(g)
2C2H4(g)+2H2O(g) △H<0，副反应都为放热反应，副产物有CH4(g)、CO(g)、CO2(g)。原料气(70.1%空气、29.9%C2H6)在反应器中停留15s，获得相关数据如下表：
（2）①反应的平衡常数表达式为K=___________，K(750℃)___________K(900℃)(填“>”、“<”、“=”)
②当温度超过800℃时，乙烯的选择性降低，其主要原因可能是___________。根据表中数据选择适宜的反应温度为___________。
III.催化氧化脱氢法。以Mo-V-Nb-Sb的氧化物为催化剂，在常压、380℃下，反应速率与氧气分压[P(O2)]、乙烷分压[P(C2H6)的关系如下图所示。
（3）已知该反应的速率方程为v=kPm(O2)·Pn(C2H6)，则m=___________，n=___________。
IV质子膜燃料电池法。
（4）乙烷氧化制乙烯会产生CO2的大量排放，近年研究人员开发了乙烷氧化制乙烯的质子膜燃料电池(SOFC)，该燃料电池的负极反应式为______________________，这种电池工作过程中没有CO2排放，原因是______________________。
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【题目】根据下列图示所得出的结论不正确的是
A. 图甲是CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的ΔH<0
B. 图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线，说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小
C. 图丙是室温下用0.1000 mol·L1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L1某一元酸HX的滴定曲线，说明HX是一元强酸
D. 图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ba2+ )与c(SO42)的关系曲线，说明溶液中c(SO42 )越大c(Ba2+ )越小
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