工业上“固定和利用CO2能有效地减轻“温室’效应.有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1(1)在相同温度和容积不变时.能说明该反应已达平衡状态的是 A．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1 B．容器内压强保持不变 C．H2的消� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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工业上“固定”和利用CO₂能有效地减轻“温室’效应。有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH =－49.0 kJ·mol^－1
（1）在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是　

A．n(CO₂)∶n(H₂)∶n(CH₃OH)∶n(H₂O)＝1∶3∶1∶1

B．容器内压强保持不变

C．H₂的消耗速率与CH₃OH的消耗速率之比为3∶1

D．容器内的密度保持不变

（2）一定温度时将6 mol CO₂和8 mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如图所示(实线)。图中数据a(1，6)代表的意思是：在1 min时H₂的物质的量是6 mol。

① a点正反应速率　　逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
② 仅改变某一实验条件时，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是　，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是　　　。
③ 在题给图中绘出加入催化剂对应的曲线。
④ 结合图给实线的数据，计算该温度时反应的化学平衡常数。（写出计算过程）
（3）甲醇可用以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为：。

（16分）
（1）BC（3分，只选B或C得1分，全对得3分，凡其它有错答案不得分）
（2）① 大于（1分） ② 升高温度（2分）增大压强（2分）
③（2分）
④K=0.5L² ?mol^－²（计算过程见解析）
（三段式正确得1分，平衡常数表达式1分，带单位表达式1分，计算结果含单位1分）
（3）CH₃OH+8OH^－—6e^－=CO₃²^－+ 6H₂O（ 2分，未配平扣1分）

解析试题分析：（1）各组分变化的物质的量之比等于化学方程式中的系数之比，平衡时物质的量之比不一定等于系数之比，故A选项错误；正反应是气体物质的量减小的方向，因此从正反应开始进行时，容器内气体物质的量逐渐减小，压强逐渐减小，若压强保持不变，说明气体总的物质的量保持不变，反应已达平衡，故B选项正确；氢气是反应物，其消耗速率为v_正(H₂)，甲醇是生成物，其消耗速率为v_逆(CH₃OH)，二者之比等于化学方程式中相应的系数之比，说明反应已达平衡，故C选项正确；各组分都是气体，则容器内气体的总质量和容器的体积都保持不变，因此容器内气体的密度始终不变，不能说明反应已达平衡，故D选项错误；（2）①氢气是反应物，从正反应开始进行时，其物质的量逐渐减小，a点表示氢气的物质的量还没有达到极限，还能继续减小，说明此时反应还在向正反应方向进行，所以v_正(H₂)> v_逆(H₂)；②读图可得，曲线I先达到平衡，且平衡时氢气的物质的量比原平衡大，说明采取的条件既能增大反应速率，又能使平衡向逆反应方向移动，根据外界条件对反应速率和平衡移动的影响规律推断，只有升高温度才能得到曲线I，因为正反应是放热反应；只有增大压强才能得到曲线II，因为正反应是气体体积减小的方向；③无催化剂变为有催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，不能改变氢气起始时和平衡时的物质的量，由此可以画出加入催化剂时氢气的物质的量随反应时间变化的示意图，并作出必要的标注；④用三行数据法和定义式求平衡常数，则：
CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)
起始浓度/mol?L^－¹        3        4           0         0
变化浓度/mol?L^－¹       1       3          1         1
平衡浓度/mol?L^－¹        2       1          11（2分）
K===0.5L² ?mol^－²；
（4）强碱溶液中燃料电池负极反应式的书写可以分四步进行：首先，根据元素化合价变化情况确定负极的主要反应物和产物；其次，根据化合价升高总数确定失去电子数；第三，用氢氧根离子平衡反应物和生成物的电荷总数，使左右电荷守恒；最后，用水使左右氢、氧原子个数守恒；综上所述，甲醇碱性燃料电池负极反应式为CH₃OH+8OH^－—6e^－==CO₃²^－+ 6H₂O。
考点：考查化学反应原理，涉及化学平衡状态的标志、化学反应进行的方向、外界条件对反应速率和平衡移动的影响图像、物质的量浓度的计算、化学平衡常数的计算、碱性燃料电池负极反应式的书写等。

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：问答题

含硫化合物在工业生产中有广泛的用途。
（1）SO₂可用于工业生产SO₃。
①在一定条件下，每生成8g SO₃气体，放热9.83kJ。该反应的热化学方程式为________。
②在500℃，催化剂存在的条件下，向容积为1L的甲、乙两个密闭容器中均充入 2 mol SO₂和1 mol O₂。甲保持压强不变，乙保持容积不变，充分反应后均达到平衡。
I．平衡时，两容器中SO₃体积分数的关系为：甲_______乙（填“>”、“<”或“ =”）。
II．若乙在t₁ min时达到平衡，此时测得容器乙中SO₂的转化率为90%，则该
反应的平衡常数为_______；保持温度不变，t₂ min时再向该容器中充入1 mol SO₂和1 mol SO₃，t₃min时达到新平衡。请在下图中画出t₂~t₄ min内正逆反应速率的变化曲线（曲线上必须标明V_正、V_逆）

（2）硫酸镁晶体（MgSO₄·7H₂O )在制革、医药等领域均有广泛用途。4.92g硫酸镁晶体受热脱水过程的热重曲线（固体质量随温度变化的曲线）如右图所示。

①固体M的化学式为__________。
②硫酸镁晶体受热失去结晶水的过程分为_________个阶段。
③N转化成P时，同时生成另一种氧化物，该反应的化学方程式为_________。

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科目：高中化学 来源： 题型：计算题

硫元素的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
（1）400℃，1.01× Pa下，容积为1．0L的密闭容器中充入0.5molSO₂, (g)和0.3 molO₂ (g)，发生反应2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－198kJ/mol。反应中n(SO₃)和n(O₂)随时间变化的关系如右图所示。反应的平衡常数K＝_______；0到10 min内用SO₂表示的平均反应速率_________。根据图中信息，判断下列叙述中正确的是_____（填序号）。

A．a点时刻的正反应速率比b点时刻的大

B．c点时刻反应达到平衡状态

C．d点和e点时刻的c(O₂)相同

D．若5 00℃，1.01×10⁵Pa下，反应达到平衡时，n( SO₃) 比图中e点时刻的值大

（2）用NaOH溶液吸收工业废气中的SO₂，当吸收液失去吸收能力时，25℃时测得溶液的pH=5.6，溶液中Na^＋,H^＋, HSO₃^－,SO₃²^－离子的浓度由大到小的顺序是__________________。
（3）可通过电解法使（2）中的吸收液再生而循环利用（电极均为石墨电极），其工作示意图如下：

HSO₃^－在阳极室反应的电极反应式为________________________，阴极室的产物_________________。

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科目：高中化学 来源： 题型：计算题

碳及其化合物有广泛的用途。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋ H₂O(g) CO(g) ＋H₂(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol^-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡转化率的是。(填序号)

A．升高温度　

B．增加碳的用量

C．加入催化剂

D．用CO吸收剂除去CO

（2）又知，C（s）+ CO₂（g）

2CO（g） △H=+172.5kJ?mol^-1
则CO（g）+H₂O（g）

CO₂（g）+H₂（g）的焓变△H=
（3）CO与H₂在一定条件下可反应生成甲醇，CO（g）+2H₂（g）

CH₃OH（g）。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为：。
若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液，设有0.01molCH₃OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl₂全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH=
（4）将一定量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：

CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下数据：

温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol[学科		达到平衡所x需时间/min
温度/℃	H₂O	CO	H₂	CO	达到平衡所x需时间/min
900	1.0	2.0	0.4	1.6	3.0

通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)　　　　　　　　　　。
改变反应的某一条件，反应进行到tmin时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为：N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g) ΔH＝-92.4kJ?mol^-1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图1。

图1 图2
请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

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科目：高中化学 来源： 题型：计算题

在一密闭容器中发生反应： 2A(g)+B(g)E(g)
（1）写出该反应的平衡常数表达式___________       ____，已知升高温度时，v（正）>v（逆），此时K值__     __（填“变大”“变小”或“不变”）；该反应的△H_____0（填“>”、“=”、“<”）；
（2）将1.0mol A和1.0mol B混合后装入2L容器中发生反应，E的物质的量的变化如图所示。
①3分钟内E的平均反应速率为________       _________；
②求此温度下该反应的平衡常数K=                 （结果保留小数后1位）；
③请在图中画出5分钟内A的物质的量变化的曲线；

（3）已知在如图所示的变化中，平衡常数K保持不变，则在5～7min内引起E的物质的量变化的原因可能是____________（填编号）。
①降低了温度 ②升高了温度 ③使用了催化剂 ④增大了容器的体积 ⑤缩小了容器的体积 ⑥减少了A的物质的量。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
CH₃COOH＋C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅＋H₂O
请根据要求回答下列问题：
（1）欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有：__________、__________等。
（2）若用如图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为________、________等。

（3）此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成__________、__________等问题。
（4）目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）。

同一反应时间			同一反应温度
反应温度/℃	转化率（%）	选择性（%）*	反应时间/h	转化率（%）	选择性（%）*
40	77.8	100	2	80.2	100
60	92.3	100	3	87.8	100
80	92.6	100	4	92.3	100
120	94.5	98.7	6	93.0	100

①根据表中数据，下列________（填字母）为该反应的最佳条件。
A．120 ℃，4 h B．80 ℃，2 h
C．60 ℃，4 h D．40 ℃，3 h
②当反应温度达到120 ℃时，反应选择性降低的原因可能为________。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

（1）已知甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为l0mL)：

其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验_______（填实验编号）；若同时选择实验①、实验②、实验③，测定混合液变浑浊的时问，可探究_____对化学反应速率的影响。
（2）某同学设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

用离子方程式表示Na₂S₂O₃溶液具有碱性的原因_______,实验操作①中测试时pH试纸的颜色应该接近 _______。