能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) +Q1
反应II：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) +Q2
下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
(1)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I，5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L，此段时间的反应速率(用H2表示)___________ mol/(L·min)。由表中数据判断Q1___________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)若容器容积不变，下列措施可提高反应I中CO转化率的是___________ 。
a．充入CO b．将CH3OH(g)从体系中分离 c．升高温度 d．选用新型高效催化剂
(3)写出反应II的平衡常数表达式：K=___________ 。一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生II反应，下列能判断达到平衡状态的是___________ 。
a．容器中的压强不再改变 b．混合气体的密度不再改变
c．
d．消耗nmolCO2的同时生成nmolH2O(g)
(4)甲醇和CO反应合成甲酸甲酯，原理如下：CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g) +Q(Q>0)，研究压强和温度对该反应的影响结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”(即成本投入和产出比)考虑，工业制取甲酸甲酯应选择的压强最好是___________ 。
a．3.0×106Pa b．4.0×106Pa c．5.0×106Pa
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是___________ 。
(5)甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是___________ 。
a．加水稀释 b．加入少量甲酸钠固体 c．通氯化氢 d．加入少量苛性钠固体
反应I：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) +Q1
反应II：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) +Q2
下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(1)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I，5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L，此段时间的反应速率(用H2表示)
(2)若容器容积不变，下列措施可提高反应I中CO转化率的是
a．充入CO b．将CH3OH(g)从体系中分离 c．升高温度 d．选用新型高效催化剂
(3)写出反应II的平衡常数表达式：K=
a．容器中的压强不再改变 b．混合气体的密度不再改变
c．
d．消耗nmolCO2的同时生成nmolH2O(g)(4)甲醇和CO反应合成甲酸甲酯，原理如下：CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g) +Q(Q>0)，研究压强和温度对该反应的影响结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”(即成本投入和产出比)考虑，工业制取甲酸甲酯应选择的压强最好是
a．3.0×106Pa b．4.0×106Pa c．5.0×106Pa
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是
(5)甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是
a．加水稀释 b．加入少量甲酸钠固体 c．通氯化氢 d．加入少量苛性钠固体
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更新时间：2023-03-27 20:33:55
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】煤的气化得CO和H2，在催化剂存在条件下进一步合成甲醇（反应I），并同时发生反 应II.
I.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1 = -81 kJ • mol-1
II. CO(g)+H2(g)C(s)+H2O (g) △H2
已知：①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3 =-221 kJ • mol-1
② H2O(g)=H2O(1) △H4 =-44.0 kJ • mol-1
③H2的标准燃烧热为285. 8 kJ • mol-1
④反应过程中催化剂对选择性会产生影响，甲醇选择性是指转化的CO中生成甲醇的百分比。
请回答：
（1）反应 II 中△H2 =______ kJ • mol-1
（2）为减弱副反应II的发生，下列采取的措施合理的是_________ 。
A.反应前加入少量的水蒸气 B.增压
C.降低反应温度 D.使用合适催化剂，平衡前提高甲醇的选择性
（3）在常压下，CO和H2的起始加入量为10 mol、14 mol，容器体积为10 L.选用Cu/NiO催化剂，升高温度在450℃时测得甲醇的选择性为80%，CO的转化率与温度的关系如图所示，则此温度下反应I的平衡常数K=_______ ，并说明CO的转化率随温度升高先增大后减小的原因：____________ 。
（4）350℃时甲醇的选择性为90%，其他条件不变，画出350℃时甲醇的物质的量随时间的变化曲线。_________________
（5）甲醇燃料电池由甲醇电极、氧电极和质子交换膜构成，写出负极的电极反应式：_________ 。实验证明CO在酸性介质中可电解产生甲醇，写出阴极的电极反应式:__________ 。
I.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1 = -81 kJ • mol-1II. CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O (g) △H2 已知：①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3 =-221 kJ • mol-1
② H2O(g)=H2O(1) △H4 =-44.0 kJ • mol-1
③H2的标准燃烧热为285. 8 kJ • mol-1
④反应过程中催化剂对选择性会产生影响，甲醇选择性是指转化的CO中生成甲醇的百分比。
请回答：
（1）反应 II 中△H2 =
（2）为减弱副反应II的发生，下列采取的措施合理的是
A.反应前加入少量的水蒸气 B.增压
C.降低反应温度 D.使用合适催化剂，平衡前提高甲醇的选择性
（3）在常压下，CO和H2的起始加入量为10 mol、14 mol，容器体积为10 L.选用Cu/NiO催化剂，升高温度在450℃时测得甲醇的选择性为80%，CO的转化率与温度的关系如图所示，则此温度下反应I的平衡常数K=
（4）350℃时甲醇的选择性为90%，其他条件不变，画出350℃时甲醇的物质的量随时间的变化曲线。
（5）甲醇燃料电池由甲醇电极、氧电极和质子交换膜构成，写出负极的电极反应式：
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(0.65)
解题方法
【推荐2】(1)常温下，某溶液中由水电离出的离子浓度符合
的溶液，其
为________ ，此时水的电离受到________ (填“促进”或“抑制”)。
(2)已知：
。一定温度下，在密闭容器中反应达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高
转化率的是________ (填序号)。
A.减小的浓度 B.降低温度 C.增加的浓度 D.升高温度
(3)在某温度下，
的离子积常数为
，则该温度下：
①
溶液的
________ 。
②
溶液与
的
溶液混合后，________ 。
(4)已知一溶液有4种离子：
、
、
、
，下列分析结果肯定错误的是________ (填序号)。
A.
B.
C.
D.
(5)在
下，将
的氨水与
的盐酸等体积混合，反应时溶液中
，则溶液显________ (填“酸”“碱”或“中”)性。
(6)水溶液中的行为是中学化学的重要内容。已知电离常数越大，对应电解质在水溶液中电离程度越大，下列物质的电离常数值(，单位为
)：
84消毒液中通入少量的
，该反应的化学方程式为________ 。
的溶液，其为(2)已知：
。一定温度下，在密闭容器中反应达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高转化率的是A.减小
的浓度 B.降低温度 C.增加的浓度 D.升高温度(3)在某温度下，
的离子积常数为，则该温度下：①
溶液的②
溶液与的溶液混合后，(4)已知一溶液有4种离子：
、、、，下列分析结果肯定错误的是A.
B.C.
D.(5)在
下，将的氨水与的盐酸等体积混合，反应时溶液中，则溶液显(6)水溶液中的行为是中学化学的重要内容。已知电离常数越大，对应电解质在水溶液中电离程度越大，下列物质的电离常数值(
，单位为)： 84消毒液中通入少量的
，该反应的化学方程式为
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(0.65)
【推荐3】2015年发生的天津港有关仓库物品爆炸涉及电石与氰化钠等，而CN－作为配位剂可形成[Au(CN)2]－、[Ag(CN)2]－、[Zn(CN)4]2－、[Fe(CN)3]4－、[Fe(CN)4]3－等。常把原子个数相同，最外层电子数也相同的微粒称作等电子体，同时它们的结构相似。
试分析并回答：
(1)电石的主要成分是__________ (写化学式)，其中阴离子与CN－是等电子体，写出CN－的电子式：__________ 。
(2)有着“闪电式死亡”之称的剧毒物品氰化钠，在地面水中很不稳定，pH大于7时，可被氧气氧化成碳酸盐和氨气，试写出该反应的离子方程式：______ 。
(3)以剧毒物氰化钠比例，从反应原理角度去思考如何防止其污染。试提出两个有关应用的好方案________ 、_______ 。
(4)电石中还含有CaS等，与水反应还有H2S的生成，H2S完全氧化生成S2，S2又可催化氧化生成SO3。已知2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) △H<0。某温度下，将2mol SO2和1 mol O2置于10L密闭容器中，反应达到平衡后，SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如图所示。
则①Y大于0.8的原因是__________ ；
②K(A)____________ (填“大于”“等于”或“小于”)K(B)；
③若压强为0.10MPa，试做出T1、T2不同温度下(设T2< T1)SO2转化率与温度的关系图__________ 。
试分析并回答：
(1)电石的主要成分是
(2)有着“闪电式死亡”之称的剧毒物品氰化钠，在地面水中很不稳定，pH大于7时，可被氧气氧化成碳酸盐和氨气，试写出该反应的离子方程式：
(3)以剧毒物氰化钠比例，从反应原理角度去思考如何防止其污染。试提出两个有关应用的好方案
(4)电石中还含有CaS等，与水反应还有H2S的生成，H2S完全氧化生成S2，S2又可催化氧化生成SO3。已知2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) △H<0。某温度下，将2mol SO2和1 mol O2置于10L密闭容器中，反应达到平衡后，SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如图所示。则①Y大于0.8的原因是
②K(A)
③若压强为0.10MPa，试做出T1、T2不同温度下(设T2< T1)SO2转化率与温度的关系图
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(0.65)
解题方法
【推荐1】高炉炼铁过程中发生的主要反应为：
，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式
______ ，该反应的正反应是______ 反应（填“放热”、“吸热”）。
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率
______ 、CO的平衡转化率
______ ；
（3）欲提高（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是______ 。
a.减少Fe的量 b.增加Fe2O3的量 c.移出部分CO2 d.提高反应温度e.减小容器的容积 f.加入合适的催化剂
（4）在氯氧化法处理含
的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性仅为氰化物的千分之一），氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
①某厂废水中含KCN，其浓度为650mg/L。现用氯氧化法处理，发生如下反应（其中N均为
价）：
被氧化的元素是______ 。
②投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式，并标出电子转移方向和数目：
□
□
□
□
□
□
□
______
③若处理上述废水40L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯______ g。
，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：| 温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
| 平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率
（3）欲提高（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是
a.减少Fe的量 b.增加Fe2O3的量 c.移出部分CO2 d.提高反应温度e.减小容器的容积 f.加入合适的催化剂
（4）在氯氧化法处理含
的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性仅为氰化物的千分之一），氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。①某厂废水中含KCN，其浓度为650mg/L。现用氯氧化法处理，发生如下反应（其中N均为
价）： 被氧化的元素是②投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式，并标出电子转移方向和数目：
□
□□□□□□③若处理上述废水40L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯
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【推荐2】天然气的主要成分为
，一般还含有
等烃类，是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：
，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
①
___________ 
。
②提高该反应平衡转化率的方法有___________ 、___________ 。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为
。反应的平衡常数
___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：
。反应在初期阶段的速率方程为
，其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是___________(填序号)。
(3)和
都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：
阴极上的反应式为___________ 。
，一般还含有等烃类，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：
，相关物质的燃烧热数据如下表所示：| 物质 |  |  |  |
燃烧热 |  |  |  |
。②提高该反应平衡转化率的方法有
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为
。反应的平衡常数(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：
。反应在初期阶段的速率方程为，其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是___________(填序号)。| A．增加甲烷浓度，r增大 | B．增加 浓度，r增大 |
| C．乙烷的生成速率逐渐增大 | D．降低反应温度，k减小 |
和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：阴极上的反应式为
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【推荐3】
超干重整
技术可得到富含
的气体，用于生产多种化工产品。该技术中的化学反应为：
(1)下面图表示初始投料比
为1∶3或1∶4时，的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系。
［注：投料比用
、
表示］
①
_______ 。
②判断
与
的大小关系，并说明理由：_______ 。
(2)超干重整的催化转化原理示意图如下图：
①过程Ⅰ，生成1mol
时吸收123.5kJ热量，其热化学方程式是_______ 。
②过程Ⅱ，实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成
的化学方程式是_______ 。
③假设过程Ⅰ和过程Ⅱ中的各步均转化完全，下列说法正确的是_______ 。(填序号)
a.过程Ⅰ和过程Ⅱ中均发生了氧化还原反应
b.过程Ⅱ中使用的催化剂为
和
c.若过程Ⅰ投料
，可导致过程Ⅱ中催化剂失效
(3)超干重整过程中的物质可以发生如下反应：
，在某温度下，反应物的起始浓度分别为
，
；达到平衡后，的转化率为60%，若温度不变，投料变为，
，
，
，反应向_______ (填写“正”或“逆”)反应方向进行。
超干重整技术可得到富含的气体，用于生产多种化工产品。该技术中的化学反应为： (1)下面图表示初始投料比
为1∶3或1∶4时，的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系。［注：投料比用
、表示］①
②判断
与的大小关系，并说明理由：(2)
超干重整的催化转化原理示意图如下图：①过程Ⅰ，生成1mol
时吸收123.5kJ热量，其热化学方程式是②过程Ⅱ，实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成
的化学方程式是③假设过程Ⅰ和过程Ⅱ中的各步均转化完全，下列说法正确的是
a.过程Ⅰ和过程Ⅱ中均发生了氧化还原反应
b.过程Ⅱ中使用的催化剂为
和c.若过程Ⅰ投料
，可导致过程Ⅱ中催化剂失效(3)
超干重整过程中的物质可以发生如下反应： ，在某温度下，反应物的起始浓度分别为，；达到平衡后，的转化率为60%，若温度不变，投料变为，，，，反应向
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【推荐1】氯化亚铜
是一种白色粉末，广泛应用于化工和印染等行业。
难溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化，酸性条件下不稳定，易生成
和
。工业上用铜矿粉(主要含
及少量
、
等)为原料制备。流程如图
(1)“酸浸”中，加入稀
不宜过量太多的原因是_______ 。
(2)滤液3的主要成分是_______ ；过程中可以循环利用的物质是_______ 。
(3)生成
的离子方程式为：_______ 。
(4)析出的晶体用乙醇洗涤的目的是_______ 。
(5)合成过程中氯化亚铜的产率与温度、溶液的关系如图所示。
①据图分析，生产氯化亚铜的适宜条件为_______ 。
②合成时，盐酸用量过多对产品造成的影响是_______ 。
是一种白色粉末，广泛应用于化工和印染等行业。难溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化，酸性条件下不稳定，易生成和。工业上用铜矿粉(主要含及少量、等)为原料制备。流程如图(1)“酸浸”中，加入稀
不宜过量太多的原因是(2)滤液3的主要成分是
(3)生成
的离子方程式为：(4)析出的
晶体用乙醇洗涤的目的是(5)合成过程中氯化亚铜的产率与温度、溶液
的关系如图所示。①据图分析，生产氯化亚铜的适宜条件为
②合成时，盐酸用量过多对产品造成的影响是
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解题方法
【推荐2】向两支分别盛有0.1mol/L醋酸和饱和硼酸(H3BO3)溶液的试管中滴加等浓度碳酸钠溶液，实验现象为_______ 三种酸由强到弱的顺序是(用化学式表示) ______ ，]硼酸(H3BO3)在食品、医药领域应用广泛。请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：B2H6 +6H2O=2H3BO3 +_______ 。在其他条件相同时，反应H3BO3 +3CH3OH 
B(OCH3)3 +3H2O中，H3BO3的转化率( )在不同温度下随反应时间(t)的变化见下图，由此图可得出：
①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是_______
②该反应的△H_______ 0(填“<”、“=”或“>”)。
H3BO 3溶液中存在如下反应： H3BO 3(aq)+H2O(l) [B(OH)4]-( aq)+H+(aq)
已知0.70 mol·L-1 H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡(H+)=2.0 × 10-5mol·L-1，c平衡(H3BO 3)≈c起始(H3BO 3)，水的电离可忽略不计，此温度下该反应的平衡常数K=_______ ，(H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字)
B(OCH3)3 +3H2O中，H3BO3的转化率( )在不同温度下随反应时间(t)的变化见下图，由此图可得出：①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是
②该反应的△H
H3BO 3溶液中存在如下反应： H3BO 3(aq)+H2O(l)
[B(OH)4]-( aq)+H+(aq)已知0.70 mol·L-1 H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡(H+)=2.0 × 10-5mol·L-1，c平衡(H3BO 3)≈c起始(H3BO 3)，水的电离可忽略不计，此温度下该反应的平衡常数K=
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【推荐3】氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
（1）NH3的电子式______ 。
（2）氯化铵水溶液显酸性，其原因为______ （用离子方程式表示），0.1mol/L的氨水中加入少量的NH4Cl固体，溶液的pH______ （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾固体后，请尝试从平衡移动的角度解释溶液中NH4+浓度的变化原因______ 。
（3）硝酸铵加热分解可得到N2O（g）和H2O（g），250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该温度下反应的平衡常数表达式为______ ；若有1mol硝酸铵完全分解，转移的电子数为______ mol。
（4）3H2（g）+N2（g）⇌2NH3（g）△H=-92kJ/mol，若反应放出9.2kJ 热量，则参加反应的氢气分子数目为______ 。
（1）NH3的电子式
（2）氯化铵水溶液显酸性，其原因为
（3）硝酸铵加热分解可得到N2O（g）和H2O（g），250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该温度下反应的平衡常数表达式为
（4）3H2（g）+N2（g）⇌2NH3（g）△H=-92kJ/mol，若反应放出9.2kJ 热量，则参加反应的氢气分子数目为
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