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    （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＞T2        B. P1＞P3，T1＞T3     C. P2＞P4，T4＞T2        D. 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＝__________。
    （1）CH3OCH3(g) + 3O2(g)＝2CO2(g) + 3H2O(l) △H＝-1472kJ/mol
    （2）CH3OCH3 -12e- + 16OH-＝2CO32- + 11H2O
    （3）①a＞b＞c；＜ ②B、D ③B、C ④ 2.25

    试题分析：（1）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，则1mol二甲醚即46g二甲醚完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为46×32kJ＝1472kJ，因此二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g) + 3O2(g)＝2CO2(g) + 3H2O(l) △H＝-1472kJ/mol。
    （2）原电池中负极失去电子，因此二甲醚在负极通入，发生氧化反应。若电解质显碱性，则二甲醚的氧化产物最终变为碳酸盐，因此二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式为CH3OCH3 -12e- + 16OH-＝2CO32- + 11H2O。
    （3）①氢气和CO均是反应物，因此投料比[n(H2) / n(CO)]越大，CO的转化率越大，所以根据图像可知a＞b＞c；同样根据图像可知升高温度CO的转化率降低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应，即△H＜0。
    ②根据图像可以看出，对于反应：2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0，压强越大，二甲醚的物质的量分数则越大，温度越高，二甲醚的物质的量分数越小，所以P1＞P3、T1＞T3，P1＞P4、T2＞T3，故答案为：BD；
    ③化学平衡的标志是正逆反应速率相等，当逆反应速率大于正反应速率时，说明反应是逆向进行的。A、正反应速率先增大后减小，说明平衡向正反应方向移动，A不正确；B、逆反应速率先增大后减小，说明平衡向逆反应方向移动，B正确；C、化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此化学平衡常数K值减小，说明平衡向逆反应方向移动，C正确；D、氢气的转化率减小，无法判断平衡移动方向，D不正确，故答案为：BC；
    ④根据反应的化学方程式可知，
    2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)
    起始浓度（mol/L）  2         4            0            0
    转化浓度（mol/L） 2x         4x           x             x
    平衡浓度（mol/L）2－2x     4－4x          x             x
    反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%
    则＝0.25
    解得x＝0.75
    所以该温度下平衡常数K＝＝2.25
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列有关化学变化中的能量关系的说法中，错误的是（　　）
    A．任何一个化学变化的过程中都包含着能量的变化
    B．化学变化过程中能量变化的实质就是旧键断裂要吸收能量，新键生成会放出能量
    C．如果生成物的能量比反应物的能量高，则该反应为放热反应
    D．如不特别注明，化学反应的反应热就是就是该反应的焓变

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    (17分)某反应A(g)+B(g)C(g)在任一时刻的正、逆反应速率可用υ正、υ逆表示：

    υ正=k1·c(A)·c(B)，υ逆=k2·c(C)，其中k1、k2在一定温度下为常数，c(A)、c(B)、c(C)分别代表某时刻三种物质的物质的量浓度。
    （1）上述反应达到平衡时，请用题干中的符号分别表示三种物质的浓度关系为       ，
    平衡常数K=_             __。
    （2）在300 K时，开始反应的A、B浓度均为0．1 mol/L，达到平衡时B的转化率为50%，则k1、k2之间的关系是__________________。
    （3）升高温度，k1的变化是       ，k2的变化是_________(填“增大”、“减小”或“不变”)；此时若k1/k2增大，则说明正反应是___________（填“吸”或“放”）热反应。
    （4） CO2可与H2合成绿色燃料甲醇。300oC时，在两个容积均为2L的密闭容器中，当c(CO2)=1．00 mol·L-1、c(H2)=1．60 mol·L-1时，分别选择催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ开始反应，t0时达到平衡状态M1、M2。若υ逆（M1）＜υ正（M2）。且达M1时，CO2的转化率为20%，请画出两个状态的浓度商(Qc)-时间(t)的关系图像，并标明相关数据。
    =
    （5）实验室可利用甲醇、空气、铜（或氧化铜）制备甲醛。关于甲醇和甲醛的沸点和水溶性见下表：
     
    		沸点
    		水溶性
    甲醇
    		65℃
    		与水相溶
    甲醛
    		-21℃
    		与水相溶
    下图是某同学设计的实验装置，已知A处放入甲醇，C处收集到甲醛，若D处的气球在反应临近结束时使用，则B处应放入______（填化学式），请回答A、B、C三处采取控温的方式分别为A_____、B     、C    ，(从下列选项中选择)
    a．热水浴加热  b．冰水浴冷却   c．酒精灯加热   d．酒精喷灯灼烧  e．常温即可
    实验临近结束时，挤压D处气球使空气进入装置，该操作的目的是____________________。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    （10分）将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入0.5 L密闭容器内，550℃时，在催化剂作用下发生反应：（正反应放热）。测得n（O2）随时间的变化如下表

    反应达到5s后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了22. 4L（此体积为标准状况下的体积）；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6L（此体积为标准状况下的体积）。
    请回答下列问题：
    （1）用O2表示从0-ls内该反应的平均反应速率为__________________。
    （2）O2的平衡浓度c (O2)=____________________________；
    （3） 4s时，SO2的生成速率____________（填“大于”、“小于”或“等于”）O2的消耗速率。
    （4）求该反应达到平衡时SO2的转化率是________（用百分数表示）。
    （5）若将平衡混台气体中SO3的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀_______克（计算结果保留一位小数）。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：
    X(g)＋Y(g)2Z(g) △H＜0。一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：
    t/min
    		2
    		4
    		7
    		9
    n(Y)/mol
    		0.12
    		0.11
    		0.10
    		0.10
       下列说法正确的是
    A．反应前2 min的平均速率ν(Z) = 2.0×10-3mol·L-1·min-1
    B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)＞ν(正)
    C．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y，到达平衡时，n(Z)＜0.24 mol
    D．其他条件不变，向平衡体系中再充入0.16mol气体X，与原平衡相比，达到新平衡时，气体Y的转化率增大，X的体积分数增大

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    （14分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
    N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ?H=—92.4kJ?mol?1
    一种工业合成氨的简易流程图如下：

    （1）天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：                                 。
    （2）步骤II中制氯气原理如下：

    对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是           。
    a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
    利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为            。
    （3）下左图表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：           。
    （4）依据温度对合成氨反应的影响，在下右图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

    （5）上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是（填序号）            ，简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：                                                  。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    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　　　　　　　　　　　  。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：问答题

    （16分）复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H2O2。
    （1）H2O2不稳定、易分解，Fe3＋、Cu2＋等对其分解起催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。

    若利用甲实验，可通过观察________现象，从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是________；若利用乙实验可进行定量分析，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要测量的数据是________。
    （2）在含有表面活性剂的酸性水溶液中，以碳为电极，通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢，过氧化氢在          （填“阴极”、“阳极”）产生。                       
    以H2O2和硼氢化合物NaBH4（B的化合价为+3价）作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源。其工作原理如图所示，写出a极上的电极反应式：              ，正极材料采用MnO2，MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用为                               

    （3）锗（Ge）与碳是同主族元素，最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH 溶液反应，但在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，其化学方程式为                 。

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