[题目]科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统 ,其简单流程如图所示部分(条件及物质未标出). (1)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某温度下,将1mol CO2和3mol H2充入体积不变的2L密闭容器中.发生上述反应.测得不同时刻反应前后的压强关系如表:时间/h123456p� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”,其简单流程如图所示部分(条件及物质未标出).

（1）工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某温度下,将1mol CO2和3mol H2充入体积不变的2L密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如表：

时间/h	1	2	3	4	5	6
p后/p前	0. 90	0. 85	0. 83	0. 81	0. 80	0. 80

①用H2表示前2h平均反应速率v(H2)=___.

②该温度下CO2的平衡转化率为___.

（2）在300℃、8MPa下，将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1:3通入一恒压密闭容器中发生(1)中反应，达到平衡时，测得二氧化碳的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数Kp=______________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).

（3）—定温度和压强下，在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92. 4 kJ mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。

①在10～20 min内，NH3浓度变化的原因可能是_______。

A. 加入催化剂 B. 缩小容器体积 C. 降低温度 D. 增加NH3的物质的量

② 20 min达到第一次平衡，在反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是____________，35min达到第二次平衡，则平衡的平衡常数K1______K2（填“>”“<”或“ = ”）

【答案】0. 225mol/（Lh） 40% AB 移走 0. 1 molNH3 =

【解析】

（1）①建立三段式，先依据=计算各物质的变化量，再计算氢气的反应速率；

②建立三段式，先依据=计算各物质的变化量，再计算二氧化碳转化率；

（2）建立三段式，先依据=计算各物质的变化量，再计算各物质的物质的量分数，最后计算平衡分压常数；

（3）①由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，说明10min时改变条件，使正、逆反应速率均增大；

②由图象可知，第25分钟，NH3的物质的量减少0. 1 mol；平衡常数随温度变化，温度不变此时平衡常数K将不变。

（1）①设2h时CO2的消耗量为x，依题意建立如下三段式：

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),

起（mol） 1 3 0 0

变（mol） x 3x x x

平（mol） 1—x 3—3x x x

由=可得，=，x=0.3mol，则前2h平均反应速率v(H2)= 0. 225mol/（Lh），故答案为：0. 225mol/（Lh）；

②由题给表格数据可知5h时，反应达到平衡，该温度下CO2的平衡转化率为a，依题意建立如下三段式：

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),

起（mol） 1 3 0 0

变（mol） a 3a a a

平（mol） 1—a 3—3a a a

由=可得，=，x=0.4mol，则CO2的平衡转化率为×100%=40%，故答案为：40%；

（2）设起始二氧化碳和氢气的物质的量分别为1mol和3mol，依题意建立如下三段式：

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),

起（mol） 1 3 0 0

变（mol） 0.5 1.5 0.5 0.5

平（mol） 0.5 1.5 0.5 0.5

平衡时二氧化碳、甲醇和水的物质的量分数为，平衡分压为×8MPa，氢气的的物质的量分数为，平衡分压为×8MPa，则Kp==，故答案为：；

（3）①由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，说明10min时改变条件，使正、逆反应速率均增大。

A、使用催化剂，正、逆反应速率增大，故正确；

B、缩小容器体积，相当于增大压强，正、逆反应速率均增大，故正确；

C、降低温度，反应速率减小，故错误；

D、增加NH3物质的量，10min时NH3物质的量应偏离变化点，故错误；

AB正确，故答案为：AB；

②由图象可知，第25分钟，NH3的物质的量减少0. 1 mol，而H2、N2的物质的量不变，说明应是分离出0. 1 mol NH3；当反应进行到时35-40min，各物质的量不变，说明反应达到第二次平衡状态，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故答案为：移走0.1molNH3；=。

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A.T1<T2　p1>p2　m＋n>p　放热反应B.T1>T2　p1<p2　m＋n>p　吸热反应

C.T1<T2　p1>p2　m＋n<p　放热反应D.T1>T2　p1<p2　m＋n<p　吸热反应

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Na2S2O3 易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图所示。

Ⅰ．现按如下方法制备Na2S2O3·5H2O：将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中，注入150 mL蒸馏水使其溶解，在分液漏斗中，注入浓盐酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按上右图安装好装置。

(1)仪器2的名称为_____________，装置6中可放入_____________。

A．BaCl2溶液 B．浓H2SO4 C．酸性KMnO4溶液 D．NaOH溶液

(2)打开分液漏斗活塞，注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，反应原理为：

①Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 ② Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S

③2H2S+SO2=3S↓+2H2O ④ Na2SO3+SNa2S2O3

随着SO2气体的通入，看到溶液中有大量浅黄色固体析出，继续通入SO2气体，反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热。溶液pH要控制不小于7的理由是：_____________(用文字和相关离子方程式表示)。

Ⅱ．分离Na2S2O3·5H2O 并测定含量：

(3)从热的反应混合液中获得 Na2S2O3·5H2O粗晶体，需经过下列实验步骤，请选择正确的选项：热的反应混合液→活性炭脱色并保温→________→________→________→________→获得Na2S2O3·5H2O粗晶体。

a．用冰水浴冷却结晶，抽滤； b．用少量水洗涤晶体、烘干；

c．80℃蒸发浓缩滤液至溶液表面出现晶膜； d．用乙醇洗涤晶体、晾干；

e．45℃蒸发浓缩滤液至溶液呈微黄色浑浊； f．趁热过滤。

(4)制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中 Na2S2O3·5H2O的含量，一般采用在酸性条件下用 KMnO4标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应）。称取1.280 g的粗样品溶于水，用 0.4000 mol/LKMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定，当溶液中S2O32-全部被氧化时，消耗 KMnO4溶液体积20.00 mL。试回答：