工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇，其反应方程式为：CO2+3H2
CH3OH+H2O。请回答下列问题：
（1）已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示：
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写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__ _。
（1）3H2(g) + CO2(g)= CH3OH(l)+ H2O(l)；ΔH=－50KJ/mol；<； 低温；（2）A、D；
（3）CD；（4）0.01mol.L-1.min-1；画图
解析试题分析：（1）根据题意可得热化学方程式：①CO(g)+H2O(l)=CO2(g)+H2(g) ΔH=－41KJ/mol; ②CO(g) +H2(g) =CH3OH(l)ΔH=－91KJ/mol; ②－①，整理可得3H2(g) + CO2(g)= CH3OH(l)+ H2O(l)；ΔH=－50KJ/mol;由方程式可知，该反应是一个体系的混乱程度减小的反应。所以△S<0；由于该反应的正反应是放热反应，所以反应在低温情况下有利于该反应自发进行。（2）由于该反应的正反应是放热反应，所以上述反应方程式的平衡常数K值变大，则平衡正向移动。由于K只与温度有关，而与压强、浓度等无关，所以只有温度降低才可以满足条件。当降温时，V正、V逆都减小，V逆减小的多，V正>V逆，平衡正向移动，逆反应速率先减小后又略有增加。因此选项为A、D。（3）A．若反应达到平衡，则v正(H2)= 3v逆(CO2)。错误。B．由于二者消耗时是按照3:1的物质的量的关系消耗的，所以在开始加入的这两种气体只有按照某一确定的比例混合，达到平衡时才有关系：C(H2) = C(CO2)。因此不能作为判断平衡的标志。错误。C．由于生成物有液态物质，若反应未达到平衡，则气体的质量就会发生变化，气体的密度也会发生改变。因此容器内气体的密度不变，可以作为判断平衡的标志。正确。D．该反应是反应前后气体体积不等的反应，如果未达到平衡，则气体的物质的量就会发生变化，则容器内气体的压强就会改变。因此容器内压强不变可以作为判断平衡的标志。正确。（4）反应的容器容积为2.0L，容器内气体的密度增大了2.0g/L，则气体的质量增加了2.0g/L×2.0L=4.0g.其中增加的CO2的质量为
；所以Δn(CO2)=" Δm÷M=" 
=0.08mol,因此V(CO2)= Δc(CO2)÷Δt="(0.08mol" ÷2L)÷4min = 0.01mol/(L·min)。
由图像可知：反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)中起始时c(CO2)=0.10mol/L，平衡时c(CO2)=0.025mol/L，则Δc(CO2)=0.075mol/L，所以平衡时各物质的浓度为：c(H2)=0.075mol/L，该反应的平衡常数
；当保持其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L，c(CO2)=0.05mol/L，c(H2)=0.15mol/L，平衡向右移动，设消耗c(CO2)=xmol/L,则消耗c(H2)=3xmol/L，平衡时各物质的浓度分别为c(CO2)="(0.05-x)mol/L" ，c(H2)="(0.15-3x)mol/L" ，平衡常数不变。即
，解得x= 0.025mol/L，则t2达到新的平衡时c(CO2)=0.025mol/L.故t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线为如图所示。
考点：考查热化学方程式的书写、化学平衡状态的判断、反应的方向性、化学反应速率的计算、CO2浓度与时间图像的表示。
口算心算速算应用题系列答案
同步拓展阅读系列答案科目：高中化学 来源： 题型：填空题
我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
（1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) 
CO(g)+3H2(g)；△H＞0
在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，下列措施可行的是 。
A、增大压强 B、升高温度 C、充入He气 D、增大水蒸气浓度
（2）“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) 
H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率?
（1）黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒：________；
（2）熔化的KClO
放出气泡很慢，加入少量MnO
很快产生气体：________；
（3）同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的铁片和镁片产生气体有快有慢：________；
（4）同样大小的石灰石分别在0.1mol/L的盐酸和1mol/L的盐酸中反应速率不同：________________；
（5）夏天的食品易霉变，冬天就不易发生类似现象：________。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
在一定条件下，反应x A＋YB
zC达到平衡：
（1）若A、B、C均为气体，则该反应的平衡常数表达式为_______________________；
（2）若A、B、C均为气体，减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z间的关系是___________；
（3）已知C是气体，且x＋y＝z，在增大压强时，若平衡发生移动，则一定向________（填“正”或“逆”）反应方向移动
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
（16分）Ⅰ.硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意图如下：
（1）焦炭在过程Ⅰ中做 剂。
（2）过程Ⅱ中Cl2用电解饱和食盐水制备，制备Cl2的化学方程式为 。
（3）整过生产过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸，反应方程式为 。
②干燥Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入浓H2SO4中。冷却的作用是 。
（4）Zn还原SiCl4的反应如下：
反应①：400℃～756℃，SiCl4(g)+2Zn(l)
Si(S)+2ZnCl2(l) △H1＜0
反应②：756℃～907℃，SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(g) △H2＜0
反应③：907℃～1410℃，SiCl4(g)+2Zn(g)Si(S)+2ZnCl2(g) △H3＜0
i. 反应②的平衡常数表达式为 。
ii. 对于上述三个反应，下列说明合理的是 。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
（5）用硅制作太阳能电池时，为减弱光在硅表面的反射，可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2，最后转化成H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程 。
Ⅱ.（1）甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分别为akJ·mol－1，bkJ·mol－1，ckJ·mol－1，工业上利用天燃气和二氧化碳反应制备合成气（CO、H2），其热化学反应方程式为 。
（2）已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，三种难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小的顺序为 。
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
（18分）碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。
（1）用于发射“天宫一号”的长征二号F火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH3－NH－NH－CH3），氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式________________________________________。
（2）298 K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g)
N2O4(g) ΔH＝-a kJ·mol－1 (a>0) 。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时， N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题。
①298k时，该反应的平衡常数为________ L ·mol－1。
②下列事实能判断该反应处于平衡状态的是
a.混合气体的密度保持不变
b.混合气体的颜色不再变化
c. V（N2O4）正=2V（NO2）逆
③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）="0.6" mol n（N2O4）=1.2mol，则此时
V（正） V（逆）（填“>”“<”或“=”）。
（3）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
试分析图中a、b、c、d、e五个点，
①水的电离程度最大的是__________；
②其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3·H2O的电离常
数K数值的是 ；
③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序
是__________。
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
（16分）高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，广泛应用于净水、电池工业等领域。以粗FeO(含有CuO、Al2O3和SiO2等杂质)制备高铁酸钠的生产流程如下，回答下列问题：
已知：NaClO不稳定，受热易分解。
（1）粗FeO酸溶过程中通入水蒸气（高温），其目的是__________________________。
（2）操作I目的是得到高纯度FeSO4溶液，则氧化I中反应的离子方程式为_________。
（3）本工艺中需要高浓度NaClO溶液，可用Cl2与NaOH溶液反应制备
①Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为_________________。
②在不同温度下进行该反应，反应相同一段时间后，测得生成NaClO浓度如下：
| 温度/℃ | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
| NaClO浓度/mol·L-1 | 4.6 | 5.2 | 5.4 | 5.5 | 4.5 | 3.5 | 2 |
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
（6分）把6 molA气体和5 molB气体混合放入4L恒容密闭容器中。在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g)
2C(g)+xD(g)，经过5 min后达到化学平衡，此时生成2 molC。又知在此时D的平均速率为0．15 mol·L-1·min-1。
求：（1）平衡时A的物质的量浓度； （2） B的转化率；（3） x的值。（要求写出计算过程）
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科目：高中化学 来源： 题型：计算题
甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ?molˉ1
II：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=－129.0kJ?molˉ1
（1）CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
（2）将1.0mol CH4和1.0mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100℃时达到平衡所需构时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率为 。
②1000C时反应I的平衡常数为 。
（3）在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，将a molCO与2a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器舶容积压缩到原来的1/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是 （填字母序号）。
| A．平衡常数K增大 | B．正反应速率加快，逆反应速率减慢 |
| C．CH3OH的物质的量增加 | D．重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小 |
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