（14分）工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号）__________
| A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 | B．混合气体的密度不变 |
| C．混合气体的相对平均分子质量不变 | D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
⑴C、 D；⑵①K=c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2) ； ②△H＜0；③250℃
⑶ CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=－725.76 kJ / mol
⑷ 负极CH3OH -6e－+8OH－=CO32－+6H2O ； 产生标准状况下的O216.8升
解析试题分析：A. CH3OH是生成物，而CO是反应物，在任何时刻都存在生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等，因此不能作为判断平衡的标志。错误。B. 由于反应是在体积固定的密闭容器中进行，反应前后遵循质量守恒定律，所以在无论反应是否达到平衡，混合气体的密度都不变。因此不能作为判断平衡的标志。错误。C. 由于该反应是个反应前后气体体积不等的可逆反应，若未达到平衡，气体的物质的量就要发生变化，则气体的密度也要发生变化，即混合气体的相对平均分子质量也要发生变化。因此混合气体的相对平均分子质量不变。可以作为判断反应达到平衡的标志。正确。D. 若反应达到平衡，反应混合物中CH3OH、CO、H2的任何一个组分的消耗浓度与产生浓度相等，即浓度都不再发生变化。因此可以作为判断反应达到平衡的标志。正确。⑵ ①化学平衡常数是可能反应达到平衡状态时各生成物浓度幂指数的乘积与各反应物浓度幂指数的乘积的比。所以
。②由表中数据可知：升高温度，化学平衡常数减小。说明升高温度，化学平衡逆向移动。根据平衡移动原理：升高温度化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向为吸热反应方向，所以该反应的正反应为放热反应，△H＜0。③CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)在反应开始时c(CO)=1mol/L；c(H2)=3mol/L；c(CH3OH)=0mol/L；当反应达到平衡时，C(CO)=0.2mol/L,所以根据方程式中各种物质的关系可知c(H2)=1.4mol/L；c(CH3OH)= 0.8mol/L化学平衡常数
所以反应温度为250℃。（3）燃烧热是1mol的物质完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量。根据题目提供的数据可知：表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=－725.76 kJ / mol；（4）在燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极。由于电解质为碱性，所以在负极的电极反应式为CH3OH -6e－+8OH－=CO32－+6H2O。n(CH3OH)=16g÷32g/mol=0.5mol.所以n(e-)=0.5mol×6=3mol.根据电子守恒可得n(O2)=3mol÷4=0.75mol,V(O2)= 0.75mol×22.4L/mol=16.8L。
考点：考查化学平衡状态的判断、化学平衡常数的表达及计算、燃料电池的电极式、及相应的计算的知识。
黄冈冠军课课练系列答案
长江作业本同步练习册系列答案科目：高中化学 来源： 题型：填空题
碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属，活性炭可处理大气污染物NO。
一定条件下，在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质）反应生成气体A和B。当温度在T1℃时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
| | 活性炭 (mol) | NO (mol) | A (mol) | B (mol) |
| 初始 | 2.030 | 0.100 | 0 | 0 |
| 平衡 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
T℃时，A、B、C三种气体在反应过程中的浓度变化如图1所示，若保持其它条件不变，温度分别为T1℃和T2℃时，B的浓度变化与时间的关系示意图如图2所示。
请回答下列问题：
（1）该反应的化学反应方程式是：
（2）比较大小：
A和B的转化率A B，原因是
温度的高低T1 T2，判断依据是
（3）若其它条件不变，反应进行到（t1+10）min时，A的浓度为
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：
回答下列问题：
（1）在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)
H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g)， n(H2)随时间(t)的变化如图所示：
①该温度下，反应平衡常数K=_______，若升高温度，K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
（3）电渗析装置如下图所示：
①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_________。
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
（16分）I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+ CO2（g）+2H2O（g） △H=" -574" kJ·mol-l
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+ CO2（g）+ 2H2O（g） △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O（g）=H2O（1） △H=-44．0 kJ·mol-l
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）、CO2（g）和H2O（1）的热化学方程式____ 。
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
（1）由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO（g）+4H2（g）－CH3CH2OH（g）+H2O（g）;若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率（a）与温度、压强的关系如图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K=____ ；
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则白反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC（填 “>”、“<”或“=”）。
（2）日前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） 
CH3OH（g）+H2O（g）△H<0，若将6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。
①若改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变可能是 ，曲线II对应的实验条件改变可能是____ 。
②请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。
III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如图：电解池中两极材料均为碳棒，在水或酸性溶液中K2MnO4发生歧化而变成MnO2和KMnO4。
①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式 ，投料时必须满足n（KOH）:n（MnO2） 。
②阳极的电极反应为 。
③B物质是 （填化学式），可以循环使用的物质是 （填化学式）。
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科目：高中化学 来源： 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 | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3 mol/L 稀硫酸 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | ||
| 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 |
| 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 | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3 mol/L 稀硫酸 | 0.05 mol/L KMnO4溶液 | |||
| 4 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | | t |
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
（1３分）
Cl2是一种重要的化工原料。
（1）电解饱和NaCl溶液获得Cl2的化学方程式是_______。
（2）为便于储存，要将氯气液化[ Cl2(g) 
Cl2(l) ]，应采取的措施是_______（写出一条即可）。
（3）液氯储存区贴有的说明卡如下（部分）：
| 危险性 |  |
| 储运要求 | 远离金属粉末、氨、烃类、醇更物质；设置氯气检测仪 |
| 泄漏处理 | NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
| 包装 | 钢瓶 |
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
（1）SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知：SO2Cl2(g)
SO2(g)＋Cl2(g) △H＝＋97.3 kJ·mol－1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO2Cl2，达到平衡时，容器中含0.18mol SO2，则此过程反应吸收的热量为_____ kJ，该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中，最终生成沉淀的质量为_______。
（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－198kJ·mol－1，400℃，1.01×105Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO2和O2，n(SO3)和n(O2)随时间的变化曲线如图所示。
①0～20min反应的平均速率υ(O2)＝___________。
②下列叙述正确的是 。
a．A点υ正(SO2)＞υ逆(SO2)
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n(SO2)相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n(SO3)比图中D点的值大
（3）工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L－1的Na2SO3溶液，当溶液pH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c (SO32－)的浓度是0.2 mol·L－1，则溶液中c(HSO3－)是__mol·L－1。
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科目：高中化学 来源： 题型：计算题
固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）
=-49．0kJ·mol
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。回答下列问题：
（1）该反应在0~8min内CO2的平均反应速率是 mol·L-1·min-1
（2）此温度下该反应的平衡常数K的数值为 。
（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。
与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是 ，曲线Ⅱ改变的条件可能是 。若实线对应条件下平衡常数为
，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为
，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为
，则、和的大小关系是 。
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