能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景．(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:反应a:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1反应b:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2①上述反应符合“原子经济原则的是 ,②如表所列数据是反应a在不同温度下的化学平衡常数(K)．温� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应a：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
反应b：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是

（填“a”或“b”）；
②如表所列数据是反应a在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断△H₁

0（填“＞”“=”或“＜”）；
③某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol?L^-1，则CO的转化率为

．下列能说明反应达到平衡状态的是

．
A、体系压强保持不变
B、混合气体密度保持不变
C、H₂和CO的体积比保持不变
D、混合气体的平均相对分子质量保持不变
（2）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应a进行甲醇合成，T₄℃下此反应的平衡常数为160．此温度下，在密闭容器中加入CO和H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H₂	CO	CH₃OH
浓度/（mol?L^-1）	0.2	0.1	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小：v_正

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
②若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c（H₂）=0.4mol?L^-1，则该时间内反应速率v（CH₃OH）=

mol?（L?min）^-1．
（3）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是

．

考点：化学平衡常数的含义,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）①“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中；
②反应物总能量大于生成物总能量时，该反应为放热反应；
③根据一氧化碳的平衡浓度计算平衡时一氧化碳的物质的量，再根据转化率公式计算其转化率；根据化学平衡状态的特征及反应的特点判断；
（2）①计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较，判断反应进行的方向，据此解答；
②根据氢气的浓度计算CH₃OH的浓度变化量，再根据v=

△c

△t

计算v（CH₃OH）；
（3）合成气进行循环，可以提高原料利用率．

解答： 解：（1）根据原子经济知，a没有副产物，符合原子经济理念，Ⅱ中有副产物，不符合原子经济理念，
故选a；
（2）根据图象知，反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应是放热反应，则△H₁＜0，
故答案为：＜；
（3）平衡时剩余一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的转化率=

(2-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
由于反应a是反应前后气体的物质的量减小的放热反应，所以当A、体系压强保持不变时，反应处于平衡状态；B、由于反应在恒容条件下进行，反应前后气体质量不变，所以混合气体密度保持不变，不能说明反应是否处于平衡状态；C、由于加入的H₂和CO的体积比为1：3，而参加反应体积比为1：2，所以在反应过程中这两种气体体积比是不断发生变的，当两种气体的体积比保持不变时，则说明反应处于平衡状态；D、由于反应前后气体质量不变，而物质的量减小，所以当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，则是说明反应处于平衡状态，故选ACD，
故答案为：80%；ACD；
（3）①由表中数据可知，10min时氢气的浓度为0.2mol/L、CO的浓度为0.1mol/L、甲醇的浓度为0.4mol/L，则此时的浓度商Qc=

0.4

0．22×0.1

=100，小于平衡常数160，故反应向正反应方向进行，故V_正＞V_逆，
故答案为：＞；
②由表中数据可知，l0min内氢气的浓度变化量为0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L，故甲醇的浓度变化量为0.2mol/L×

=0.1mol/L，故v（CH₃OH）=

0.1mol/L

10min

=0.01mol/（L?min），
故答案为：0.01；
（3）生产过程中，合成气要进行循环，这样可以提高原料利用率，
故答案为：提高原料利用率（或提高产量、产率亦可）．

点评：本题考查“原子经济性”概念的理解、化学平衡常数、反应中能量的变化等，熟练掌握基础是关键，难度中等，答题时注意理解掌握平衡常数的用途．

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下列有机物分子中，所有的原子不可能处于同一平面上的是（　　）

A、

B、CH₂═CH-CN

C、CH₂═CH-CH═CH₂

D、

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在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝（酸和碱都是足量的）充分反应后（　　）

A、天平保持平衡	B、左高右低
C、左低右高	D、无法确定

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下列物质：①水泥　②普通玻璃　③陶瓷　④石英玻璃，其中属于硅酸盐产品的是（　　）

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（1）常温下，物质的量浓度都为0.1mol?L^-1的氨水与氢氧化钠溶液，分别加水稀释x倍和y倍，稀释后pH都为9．则x

y（填“大于”、“小于”或“等于”）

（2）常温下，体积可变容器，充入SO₃一段时间后反应2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）达到平衡状态，在恒压条件下，再充入一定量SO₃一段时间后反应达到新平衡，新平衡中SO₃的浓度

（填“增大”、“减少”或“不变”）
（3）化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染．电化学降解NO₃^-的原理如图1所示．电源正极为

（填A或B），阴极反应式为

（4）在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如图2：反应达到平衡后，第5分钟末，
保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为

．
①0.20mol?L^-1　 ②0.12mol?L^-1③0.10mol?L^-1 ④0.08mol?L^-1．

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在KClO₃+6HCl（浓）

△

KCl+3Cl₂↑+3H₂O 中
（1）氧化剂是

，还原剂是

，
（2）还原剂和氧化剂的物质的量之比是

；
（3）若反应中产生6.72LCl₂（标准状况），则该反应中转移电子的数目为

个．

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气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器．下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号．下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物．则下列说法中正确的是（　　）

待测气体	部分电极反应产物
NO₂	NO
Cl₂	HCl
CO	CO₂
H₂S	H₂SO₄

A、上述气体检测时，敏感电极均作电池正极

B、检测Cl₂和NO₂体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同

C、检测H₂S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同

D、检测H₂S时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为O₂+4e^-═2O^2-

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硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂+S↓+H₂O，表中各组实验中最先出现浑浊的是（　　）

实验	反应温度/℃	溶液		稀
实验	反应温度/℃	V/mL	c/（mol?L^-1）	V/mL	c/（mol?L^-1）	V/mL
A	35	10	0.4	10	0.2	30
B	35	20	0.3	10	0.2	20
C	25	10	0.4	10	0.2	30
D	25	20	0.3	10	0.2	20

A、A

B、B

C、C

D、D

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用N_A表示阿伏加德罗常数，下列有关叙述正确的是（　　）

A、2.24 L CCl₄中含有的原子数为0.3N_A

B、0.2mol/L的Fe₂（SO₄）₃溶液中SO₄^2-总数为0.6N_A

C、5.6 g铁粉与硝酸完全反应失去的电子数一定为0.3N_A

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