Question

開發新能源和三廢處理都是可持續發展的重要方面。

（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進入大規模生產。如采取以CO和H2為原料合成乙醇，化學反應方程式：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)；若密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2，在催化劑作用下反應生成乙醇：CO的轉化率(α)與溫度、壓強的關系如下圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數：K＝??????? ；

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態，則自反應開始到達平衡狀態所需的時間tA???? tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③工業上還可以采取以CO2和H2為原料合成乙醇，并且更被化學工作者推崇，但是在相同條件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常數遠遠大于由CO2制取CH3CH2OH 的平衡常數。請推測化學工作者認可由CO2制取CH3CH2OH的優點主要是：???????????????????????????????????? 。

（2）目前工業上也可以用CO2來生產甲醇。一定條件下發生反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。若將6mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中，測得H2的物質的量隨時間變化的曲線如右圖所示（實線）。

①請在答題卷圖中繪出甲醇的物質的量隨時間變化曲線。

②僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線I對應的實驗條件改變是????????? ? ，曲線Ⅱ對應的實驗條件改變是??????? 。

（3）Hg是水體污染的重金屬元素之一。水溶液中二價汞的主要存在形態與Clˉ、OHˉ的濃度關系如右圖所示［圖中的物質或粒子只有Hg(OH)2為難溶物；pCl=－1gc(Clˉ)］

①下列說法中正確的是????? 。

A．為了防止Hg2＋水解，配制Hg(NO3)2溶液時應將Hg(NO3)2固體溶于濃硝酸后再稀釋

B．當c(C1ˉ) ＝10ˉ1 mol·Lˉ1時，汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在

C．HgCl2是一種弱電解質，其電離方程式是：HgCl2＝HgCl＋ + C1ˉ

D．當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl2轉化為Hg(OH)2

②HgCl2又稱“升汞”，熔點549K，加熱能升華，其晶體是????? （填晶體類型）。

 

Answer 1

【答案】

（1）①K=0.25 （2分）?? ②大于（2分） ③原料易得、可以減輕溫室效應等（2分）

（2）①（2分）

②? 升溫， 增壓（各1分）

（3）①AD??? ②分子晶體

【解析】

試題分析：（1）①????? 2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)

起始濃度（mol/L） 1????? 2???????????? 0?????????? 0

轉化濃度（mol/L）0.5??? 1.0??????????? 0.25?????? 0.25

平衡濃度（mol/L）0.5??? 1.0??????????? 0.25????? 0.25

根據化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值可知，該溫度下反應的平衡常數K＝＝0.25。

②根據圖像可知，C點溫度和壓強均大于A點溫度和壓強，所以C點反應速率快，達到平衡的時間少。

③由于氮氣中CO2的含量逐漸增大，所以該方法的優點是原料易得、可以減輕溫室效應。

（2）①根據圖像可知平衡時氫氣的物質的量是2mol，消耗氫氣的物質的量是8mol－2mol＝6mol，所以根據方程式可知平衡時生成甲醇的物質的量是2mol，因此圖像可表示為見答案。

②曲線I與原曲線相比達到平衡的時間減少，說明反應速率快。而平衡時氫氣的物質的量增加，說明平衡向逆反應方向移動。由于正方應是體積減小的可逆反應，所以改變的條件只能是升高溫度，即正方應是放熱反應；曲線Ⅱ與原曲線相比達到平衡的時間減少，說明反應速率快。而平衡時氫氣的物質的量減少，這說明平衡向正反應方向移動。由于正方應是體積減小的放熱的可逆反應，所以改變的條件只能是增大壓強。

（3）①A．Hg2＋水解溶液顯酸性，所以為了防止Hg2＋水解，配制Hg(NO3)2溶液時應將Hg(NO3)2固體溶于濃硝酸后再稀釋，A正確；B．當c(C1ˉ) ＝10ˉ1 mol·Lˉ1即pCl＝1時，汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在，B不正確；C．HgCl2是一種弱電解質，其電離方程式是：2HgCl2HgCl＋ + HgCl3ˉ，C不正確；D．根據圖像可知當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl2轉化為Hg(OH)2，D正確，答案選AD。

②HgCl2又稱“升汞”，熔點549K，加熱能升華，這說明晶體是分子晶體。

考點：考查平衡常數的計算、外界條件對平衡狀態的影響以及溶解平衡的有關應用與判斷