【文章內容簡介】 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的量的CH3OCH3(g)和H2O(g)，反應到某時刻測得各組分濃度如下：物質CH3OCH3(g)H2O(g)CH3OH(g)濃度/mol．L－1此時v正___v逆（填“＞”、“＜”或“＝”），當反應達到平衡狀態(tài)時，混合氣體中CH3OH體積分數(CH3OH)%=___%。(4)在某壓強下，反應III在不同溫度、不同投料比時，CO2的平衡轉化率如圖所示。T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，5min后反應達到平衡狀態(tài)，則0～5min內的平均反應速率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I和反應III，在相同的時間段內CH3OH的選擇性和產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I的△H＜0溫度升高，使CO2轉化為CH3OH的平衡轉化率下降 BD 【解析】【分析】反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－反應Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) △H2＝＋反應Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3(1)將反應Ⅰ2反應Ⅱ，即可求出反應Ⅲ的△H3。(2)A．容器內的混合氣體的質量不變，體積不變，密度始終不變；B．恒溫恒容條件下，反應前后氣體的分子數不等，則隨反應的不斷進行，反應體系總壓強不斷發(fā)生改變；C．斷裂3NA個H－O鍵，即有1molCH3OH(g)和1molH2O(g)發(fā)生反應；斷裂2NA個C=O鍵，即有1molCO2參加反應；D．CH3OH和H2O的濃度之比等于化學計量數之比。(3)利用表中數據求出濃度商，確定平衡移動的方向，從而確定v正與v逆的相對大?。辉僭O未知數，建立三段式，利用平衡常數求出CH3OH的平衡量及平衡時的混合氣總量，從而求出混合氣體中CH3OH體積分數CH3OH%。(4) 將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，則投料比為2，從圖中采集數據，得出CO2的平衡轉化率為60%，利用三段式可求出CH3OCH3的平衡量，從而可求出0～5min內的平均反應速率v(CH3OCH3)。(5)①溫度高于230℃，CH3OH產率隨溫度升高而下降，說明平衡逆向移動，從溫度對平衡的影響尋找原因。②從圖中數據，可得出最佳溫度與催化劑。【詳解】反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－反應Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) △H2＝＋反應Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3(1)將反應Ⅰ2反應Ⅱ，即可求出反應Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3= kJ/mol。答案為：；(2)A．容器內的混合氣體的質量不變，體積不變，密度始終不變，則反應不一定達平衡狀態(tài)，A不合題意；B．恒溫恒容條件下，反應前后氣體的分子數不等，則隨反應的不斷進行，反應體系總壓強不斷發(fā)生改變，當壓強不變時，反應達平衡狀態(tài)，B符合題意；C．斷裂3NA個H－O鍵，即有1molCH3OH(g)和1molH2O(g)發(fā)生反應；斷裂2NA個C=O鍵，即有1molCO2參加反應；滿足反應方向相反，變化量之比等于化學計量數之比，即反應達平衡狀態(tài)，C符合題意；D．CH3OH和H2O的濃度之比等于化學計量數之比，則反應不一定達平衡狀態(tài)，D不合題意。答案為：BC；(3)濃度商Q==，所以平衡正向移動，v正v逆。設參加反應的CH3OCH3的物質的量為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的平衡轉化率為60%。v(CH3OCH3)== L?1min?1。答案為：L?1min?1；(5)①230℃時，反應達平衡狀態(tài)，此時升高溫度，由于反應放熱，所以平衡逆向移動， CH3OH產率下降。答案為：反應I的△H＜0，溫度升高，使CO2轉化為CH3OH的平衡轉化率下降；②從圖中數據可以看出，甲醇平衡轉化率最高的溫度為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睛】采集圖中信息時，首先要弄清橫坐標與縱坐標表示的意義，然后需理解圖中曲線表示的意義，它的變化趨勢與拐點所在的位置，還需分析反應物或生成物的熱穩(wěn)定性，反應的熱焓變，可能發(fā)生的副反應等，然后針對問題進行分析。9．氮的化合物既是一種資源，也會給環(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℃，催化劑作用下反應生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）CO(NH2)2（s）+H2O（g），△H=xkJ/mol（x＞0），其他相關數據如表：物質NH3（g）CO2（g）CO(NH2)2（s）H2O（g）1mol分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJabzd則表中z（用x、a、b、d表示）的大小為___。(2)120℃時，在2L密閉反應容器中充入3molCO2與NH3的混合氣體，混合氣體中NH3的體積分數隨反應時間變化關系如圖2所示，該反應60s內CO2的平均反應速率為___。下列能使正反應的化學反應速率加快的措施有___。①及時分離出尿素 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，將污染物轉化為無污染的物質。某研究小組擬驗證NO能被氨氣還原并計算其轉化率（已知濃硫酸在常溫下不氧化NO氣體）。(3)寫出裝置⑤中反應的化學方程式___；(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，反應一段時間后，再塞上帶有細銅絲的膠塞進行后續(xù)反應，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溶液反應形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同時裝置⑦還用來檢驗氨氣是否除盡，若氨氣未除盡，可觀察到的實驗現象是___?！敬鸢浮縳d+b+2a （L?s） ②③ 4NH3+6NO5N2+6H2O 濃氨水 產生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=反應物的總鍵能生成物的總鍵能。(2)設參加反應的CO2物質的量為x，利用三段式建立關系式，求出x，從而可求出該反應60s內CO2的平均反應速率。①尿素呈固態(tài)，及時分離出尿素，對反應沒有影響；②升高溫度，可加快反應速率；③向密閉定容容器中再充入CO2，增大反應物濃度，加快反應速率；④降低溫度，減慢反應速率。(3)裝置⑤中，NHNO在催化劑作用下反應，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，反應一段時間后，再塞上帶有細銅絲的膠塞進行后續(xù)反應，由于NO易與空氣中的O2反應，所以加入石灰石，排盡裝置內的空氣。(5)裝置⑥用于干燥氣體，但NH3易被濃硫酸吸收產生倒吸；裝置⑦的作用是除去NO，NO與FeSO4溶液反應形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同時裝置⑦還用來檢驗氨氣是否除盡，若氨氣未除盡，NH3會與FeSO4發(fā)生反應?！驹斀狻?1) △H=反應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)設參加反應的CO2物質的量為x，利用三段式建立關系式：，x=mol，該反應60s內CO2的平均反應速率為= （L?s）。答案為：（L?s）；①尿素呈固態(tài)，及時分離出尿素，對反應沒有影響，①不合題意； ②升高溫度，可加快反應速率，②符合題意；③向密閉定容容器中再充入CO2，增大反應物濃度，加快反應速率，③符合題意；④降低溫度，減慢反應速率，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，生成N2和水，反應的化學方程式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，反應一段時間后，再塞上帶有細銅絲的膠塞進行后續(xù)反應，由