1、简答题 (14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH 0 (填“>”、“<”或“=”)。

③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。
当氨碳比
=3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为: 。
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为 。
参考答案:(1)Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = —28.5 kJ·mol-1
(2)①
;②< ; ③>
(3)(2)2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O 40 % ②CO2+8e—+8H+=CH4+2H2O
本题解析:(1) ①-②×3,整理可得Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = —28.5 kJ/mol。(2)①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度的幂指数的乘积与各种反应物浓度的幂指数的乘积的比。对该反应来说,K=
。②由甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系图示可知:当反应达到平衡后,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动。根据偏高移动原理:升高温度梦幻西游平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向为吸热反应,所以正反应为放热反应。所以ΔH<0。 ③曲线Ⅱ比I先达到平衡。说明温度温度曲线Ⅱ>I。由于温度高,CH3OH含量低,说明化学平衡常数KⅠ>KⅡ。(3)①根据质量守恒定律,由CO2和NH3在一定条件下合成尿素[CO(NH2)2]的反应方程式为2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O。
=3,假设n(CO2)=amol,则n(NH3)=3amol。由于达平衡时CO2的转化率为60%,所以反应消耗的n(CO2)=0.6amol.,根据方程式中二者的物质的量的关系可知反应的NH3的物质的量n(NH3)=1.2amol.所以氨气的转化率为(1.2amol.÷3amol)×100%=40%.②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,则根据题意可得:该电极反应的方程式为CO2+8e—+8H+=CH4+2H2O。
考点:考查热化学方程式的书写、化学平衡常数的表达式、温度对化学平衡常数的影响、物质转化率、电化学电极式的书写的知识。
本题难度:困难
2、简答题 合成氨反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)△H<0?具有重要的意义.
(1)该反应的化学平衡常数表达式是K=______.
(2)该反应的化学平衡常数K与温度T的关系如下表所示:
T/K | 473 | 573 | 673 | … K 4.4×10-2 K1 K2 …
|
其中,K1______?K2(填“>”、“=”或“<”).
参考答案:(1)根据化学平衡常数=生成物平衡浓度系数次方的乘积反应物平衡浓度系数次方的乘积可知,该反应的平衡常数K=[NH3]2[N2][H2]3,
故答案为:[NH3]2[N2][H2]3.
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)△H<0,对于放热反应,温度越高,K越小,所以K1>K2,
故答案为:>.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图为一恒压容器。在恒定温度下,将1 mol N2和3 mol H2混合后由A口快速充入容器,封闭A。反应N2+3H2
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 Ⅰ.描述弱电解质电离情况可以用电离度(电离度:一定条件下,当弱电解质达到电离平衡时,溶液中已电离的电解质分子数占原电解质分子总数的百分数)和电离平衡常数表示,下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。

请回答下面问题:
⑴下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离度增大,而电离常数不变的操作是_______(填序号)。
A.升高温度?B.加水稀释? C.加少量的CH3COONa固体?D.加少量冰醋酸
⑵CH3COONH4的水溶液呈______(选填“酸性”、“中性”、“碱性”),理由是____________________。
⑶工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如:BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使c(SO42-?)达到0.0l?mol/L以上,则溶液中c(CO32-?)应≥_______?mol/L。
Ⅱ.化学在能源开发与利用中起着重要的作用,如甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)等都是新型燃料。
⑴乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇。
2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)?△H=a?kJ/mol 在一定压强下,测得上述反应的实验数据如下表。

根据表中数据分析:
①上述反应的?a_______0(填“大于”或“小于”)。
②在一定温度下,提高氢碳(即n(H2)/n(CO2)?)比,平衡常数K值_______(填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇______(填“有利”或“不利”)。
⑵催化剂存在的条件下,在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2,同样可制得乙醇(可逆反应)。该反应过程中能量变化如图所示:

①写出CO和H2制备乙醇的热化学反应方程式_________________。
②在一定温度下,向上述密闭容器中加入1?mol?CO、3?mol?H2及固体催化剂,使之反应。平衡时,反应产生的热量为Q?kJ,若温度不变的条件下,向上述密闭容器中加入4?mol?CO、
12?mol?H2及固体催化剂,平衡时,反应产生的热量为w?kJ,则w的范围为___________。
⑶二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效的优良性能。以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是_________________。
参考答案:Ⅰ⑴B;⑵中性;水电离出的H+和OH-的浓度相等,CH3COONH4溶于水后,根据电离平衡常数,CH3COO-结合H+和NH4+结合OH-生成弱电解质的程度一样,导致水溶液中的H+和
OH-浓度相等,呈中性;⑶0.24
Ⅱ⑴①小于;②不变;有利
?⑵①2CO(g)+4H2(g)
CH3CH2OH(g)+H2O(g)? △H=-E2 kJ·mol-1;?②4Q<w<2E2
⑶CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+ 11H2O
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 在一容积固定的密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下反应:2A(g)+ B(g)
2C(g);
△H<0 当达到平衡后,改变一个条件(x),下列量(y)一定符合图中曲线的是

[? ]
x
y
A.
温度
混合气体的密度
B.
再加入B
A的物质的量
C.
再加入A
A的转化率
D.
压强
C的百分含量
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般