【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 CH3OH和H2O的濃度之比保持不變(3)，此溫度下，在密閉容器中加入等物質(zhì)的量的CH3OCH3(g)和H2O(g)，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分濃度如下：物質(zhì)CH3OCH3(g)H2O(g)CH3OH(g)濃度/mol．L－1此時(shí)v正___v逆（填“＞”、“＜”或“＝”），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，混合氣體中CH3OH體積分?jǐn)?shù)(CH3OH)%=___%。(4)在某壓強(qiáng)下，反應(yīng)III在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則0～5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=__。(5)恒壓下將CO2和H2按體積比1：3混合，在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)III，在相同的時(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖。其中：CH3OH的選擇性=100%①溫度高于230℃，CH3OH產(chǎn)率隨溫度升高而下降的原因是__。②在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是__。A．210℃ B．230℃ C．催化劑CZT D．催化劑CZ(Zr－1)T【答案】 BC ＞ 20 L?1min?1 反應(yīng)I的△H＜0溫度升高，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降 BD 【解析】【分析】反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－反應(yīng)Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) △H2＝＋反應(yīng)Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3(1)將反應(yīng)Ⅰ2反應(yīng)Ⅱ，即可求出反應(yīng)Ⅲ的△H3。(2)A．容器內(nèi)的混合氣體的質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變；B．恒溫恒容條件下，反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不等，則隨反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)不斷發(fā)生改變；C．?dāng)嗔?NA個(gè)H－O鍵，即有1molCH3OH(g)和1molH2O(g)發(fā)生反應(yīng)；斷裂2NA個(gè)C=O鍵，即有1molCO2參加反應(yīng)；D．CH3OH和H2O的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(3)利用表中數(shù)據(jù)求出濃度商，確定平衡移動(dòng)的方向，從而確定v正與v逆的相對(duì)大小；再設(shè)未知數(shù)，建立三段式，利用平衡常數(shù)求出CH3OH的平衡量及平衡時(shí)的混合氣總量，從而求出混合氣體中CH3OH體積分?jǐn)?shù)CH3OH%。(4) 將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，則投料比為2，從圖中采集數(shù)據(jù)，得出CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，利用三段式可求出CH3OCH3的平衡量，從而可求出0～5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)。(5)①溫度高于230℃，CH3OH產(chǎn)率隨溫度升高而下降，說明平衡逆向移動(dòng)，從溫度對(duì)平衡的影響尋找原因。②從圖中數(shù)據(jù)，可得出最佳溫度與催化劑?！驹斀狻糠磻?yīng)Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－反應(yīng)Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) △H2＝＋反應(yīng)Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3(1)將反應(yīng)Ⅰ2反應(yīng)Ⅱ，即可求出反應(yīng)Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3= kJ/mol。答案為：；(2)A．容器內(nèi)的混合氣體的質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，則反應(yīng)不一定達(dá)平衡狀態(tài)，A不合題意；B．恒溫恒容條件下，反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不等，則隨反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)不斷發(fā)生改變，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，B符合題意；C．?dāng)嗔?NA個(gè)H－O鍵，即有1molCH3OH(g)和1molH2O(g)發(fā)生反應(yīng)；斷裂2NA個(gè)C=O鍵，即有1molCO2參加反應(yīng)；滿足反應(yīng)方向相反，變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，C符合題意；D．CH3OH和H2O的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則反應(yīng)不一定達(dá)平衡狀態(tài)，D不合題意。答案為：BC；(3)濃度商Q==，所以平衡正向移動(dòng)，v正v逆。設(shè)參加反應(yīng)的CH3OCH3的物質(zhì)的量為xK=，x=，V(CH3OH)%==20%。答案為：；20；(4) T1溫度下，投料比為2，從表中可提取出CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%。v(CH3OCH3)== L?1min?1。答案為：L?1min?1；(5)①230℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，此時(shí)升高溫度，由于反應(yīng)放熱，所以平衡逆向移動(dòng)， CH3OH產(chǎn)率下降。答案為：反應(yīng)I的△H＜0，溫度升高，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降；②從圖中數(shù)據(jù)可以看出，甲醇平衡轉(zhuǎn)化率最高的溫度為230℃；比較兩種催化劑的催化效率，催化劑CZ(Zr－1)T催化效率更高。答案為：BD?！军c(diǎn)睛】采集圖中信息時(shí)，首先要弄清橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)表示的意義，然后需理解圖中曲線表示的意義，它的變化趨勢(shì)與拐點(diǎn)所在的位置，還需分析反應(yīng)物或生成物的熱穩(wěn)定性，反應(yīng)的熱焓變，可能發(fā)生的副反應(yīng)等，然后針對(duì)問題進(jìn)行分析。9．氮的化合物既是一種資源，也會(huì)給環(huán)境造成危害。I．氨氣是一種重要的化工原料。(1)NH3與CO2在120℃，催化劑作用下反應(yīng)生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）CO(NH2)2（s）+H2O（g），△H=xkJ/mol（x＞0），其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)NH3（g）CO2（g）CO(NH2)2（s）H2O（g）1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量/kJabzd則表中z（用x、a、b、d表示）的大小為___。(2)120℃時(shí)，在2L密閉反應(yīng)容器中充入3molCO2與NH3的混合氣體，混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨反應(yīng)時(shí)間變化關(guān)系如圖2所示，該反應(yīng)60s內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率為___。下列能使正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快的措施有___。①及時(shí)分離出尿素 ②升高溫度 ③向密閉定容容器中再充入CO2 ④降低溫度Ⅱ．氮的氧化物會(huì)污染環(huán)境。目前，硝酸廠尾氣治理可采用NH3與NO在催化劑存在的條件下作用，將污染物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。某研究小組擬驗(yàn)證NO能被氨氣還原并計(jì)算其轉(zhuǎn)化率（已知濃硫酸在常溫下不氧化NO氣體）。(3)寫出裝置⑤中反應(yīng)的化學(xué)方程式___；(4)裝置①和裝置②如圖4，儀器A中盛放的藥品名稱為___。裝置②中，先在試管中加入23粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應(yīng)一段時(shí)間后，再塞上帶有細(xì)銅絲的膠塞進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)，加入石灰石的作用是___。(5)裝置⑥中，小段玻璃管的作用是___；裝置⑦的作用是除去NO，NO與FeSO4溶液反應(yīng)形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同時(shí)裝置⑦還用來檢驗(yàn)氨氣是否除盡，若氨氣未除盡，可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___?！敬鸢浮縳d+b+2a （L?s） ②③ 4NH3+6NO5N2+6H2O 濃氨水 產(chǎn)生CO2，排出裝置中的空氣，防止NO被氧化 防倒吸 溶液變渾濁 【解析】【分析】(1) △H=反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能。(2)設(shè)參加反應(yīng)的CO2物質(zhì)的量為x，利用三段式建立關(guān)系式，求出x，從而可求出該反應(yīng)60s內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率。①尿素呈固態(tài)，及時(shí)分離出尿素，對(duì)反應(yīng)沒有影響；②升高溫度，可加快反應(yīng)速率；③向密閉定容容器中再充入CO2，增大反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速率；④降低溫度，減慢反應(yīng)速率。(3)裝置⑤中，NHNO在催化劑作用下反應(yīng)，生成N2和水。(4)裝置①利用濃氨水滴入生石灰中制取氨氣。裝置②中，先在試管中加入23粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應(yīng)一段時(shí)間后，再塞上帶有細(xì)銅絲的膠塞進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)，由于NO易與空氣中的O2反應(yīng)，所以加入石灰石，排盡裝置內(nèi)的空氣。(5)裝置⑥用于干燥氣體，但NH3易被濃硫酸吸收產(chǎn)生倒吸；裝置⑦的作用是除去NO，NO與FeSO4溶液反應(yīng)形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同時(shí)裝置⑦還用來檢驗(yàn)氨氣是否除盡，若氨氣未除盡，NH3會(huì)與FeSO4發(fā)生反應(yīng)?！驹斀狻?1) △H=反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能，即x=(2a+b)(z+d)，從而得出z=xd+b+2a。答案為：xd+b+2a；(2)設(shè)參加反應(yīng)的CO2物質(zhì)的量為x，利用三段式建立關(guān)系式：，x=mol，該反應(yīng)60s內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率為= （L?s）。答案為：（L?s）；①尿素呈固態(tài)，及時(shí)分離出尿素，對(duì)反應(yīng)沒有影響，①不合題意； ②升高溫度，可加快反應(yīng)速率，②符合題意；③向密閉定容容器中再充入CO2，增大反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速率，③符合題意；④降低溫度，減慢反應(yīng)速率，④不合題意；故選②③。答案為：②③；(3) 裝置⑤中，NHNO在催化劑作用下反應(yīng)，生成N2和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式4NH3+6NO5N2+6H2O。答案為：4NH3+6NO5N2+6H2O；(4) 裝置①利用濃氨水滴入生石灰中制取氨氣，儀器A中盛放的藥品名稱為濃氨水。裝置②中，先在試管中加入23粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應(yīng)一段時(shí)間后，再塞上帶有細(xì)銅絲的膠塞進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)，由