[题目]如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题.(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料.为探究该反应原理.进行如下实验:某温度下.在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2.在温度一定的条件下反应.测得CO2.CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示.①从� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。

(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2，在温度一定的条件下反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①从反应开始到3 min时，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。

②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是________。

A．在原容器中再充入1 mol CO2 B．在原容器中再充入1 mol H2

C．在原容器中充入1 mol He D．使用更有效的催化剂

E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离出

③能说明反应已达平衡状态的是________(填字母,下同)。

A.v(H2)=3v(CO2) B.容器内压强保持不变

C.v逆(CO2)=v正(CH3OH) D.容器内密度保持不变

(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。

温度(K) CO 2转化率/ (%) n(H2)/n(CO2)	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。

②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③增大的值，则生成乙醇的物质的量________(填“增大”“减小”“不变”或“不能确定”)。

【答案】 0.25 mol·L－1·min－1 B E F B C 小于不变不能确定

【解析】(1) ①从反应开始到3min时，V(CO2)=(1-0.5)/2×3=1/12 mol·L－1·min－1 ，根据反应方程式：CO2+3H2 CH3OH(g)+H2O(g)，化学计量数之比等于化学反应速率之比，则V(H2)=0.25 mol·L－1·min－1；正确答案：0.25 mol·L－1·min－1。

②在原容器中再充入1molCO2，CO2的总物质的量在增加,虽然平衡在正向移动,根据勒夏特列原理可以知道, CO2的转化率减小，A错误；在原容器中再充入1molH2，平衡右移，CO2的转化率增大，B正确；在原容器中充入1molHe，对平衡没有影响，CO2的转化率不变，C错误；使用更有效的催化剂，只能加快反应速率，平衡不移动，CO2的转化率不变，D错误；缩小容器的容积，相当于加压，平衡右移，CO2的转化率增大，E正确；将水蒸气从体系中分离出，减小了水蒸气的浓度，平衡右移，CO2的转化率增大，F正确；正确答案：B E F。

③化学计量数之比等于化学反应速率之比，v(H2)=3v(CO2)，但没有指明正逆反应方向，无法判定反应已达平衡状态，A错误；该反应是一个反应前后气体体积变的化学反应，该反应达到平衡状态，容器中气体压强不变，B正确；化学计量数之比等于化学反应速率之比，且表明正逆反应方向，可以判定反应已达平衡状态，C正确；反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，无论该反应是否达到平衡状态，容器内气体密度始终不变，D错误；正确选项B C。

(2)①由图表分析判断，随温度升高，二氧化碳转化率减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应，a小于0；正确答案：小于。

②催化剂对化学平衡没有影响,所以加入催化剂,平衡不移动,反应反应热不变，正确答案：不变。

(3)氢气和二氧化碳物质的量比值增大,可以是增加氢气,也可能为减小二氧化碳,所以二氧化碳转化率增大，但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小，正确答案：不能确定。

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(1)Q的离子结构示意图为____________________。

(2)Y元素的单质及其化合物能发生如上图所示的转化，则Y元素为___(填元素符号)。在甲溶液中通入足量YZ2气体，写出该反应的离子方程式：________________________。

(3)W的单质既能与甲溶液反应，又能与乙溶液反应。常温下，将W的单质和甲溶液混合，发生反应的离子方程式为___________________。

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（1）试管中发生反应的化学方程式为_______________________________。

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①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B；

②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是________(只有一个选项符合题意)，若溶液未变红，则试管中固体是________(只有一个选项符合题意)。

A．一定有Fe3O4，可能有Fe

B．只有Fe(OH)3

C．一定有Fe3O4和Fe

D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe

E．只有Fe3O4

（3）该同学按上述方案进行了实验，溶液未变红色，原因是： __________________________(用离子方程式表示)。

（4）该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按右图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关反应的化学方程式__________________________________________________，______________________________________。