开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。(1)由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)

开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。(1)由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)

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开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
(1)由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成乙醇:CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数:K=       
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③工业上还可以采取以CO2和H2为原料合成乙醇,并且更被化学工作者推崇,但是在相同条件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO2制取CH3CH2OH的优点主要是:                                    
(2)目前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示(实线)。

①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。
②仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是           ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是       
(3)Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Clˉ、OHˉ的浓度关系如右图所示[图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物;pCl=-1gc(Clˉ)]

①下列说法中正确的是     
A.为了防止Hg2水解,配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释
B.当c(C1ˉ) =10ˉ1 mol·Lˉ1时,汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在
C.HgCl2是一种弱电解质,其电离方程式是:HgCl2=HgCl + C1ˉ
D.当溶液pH保持在4,pCl由2改变至6时,可使HgCl2转化为Hg(OH)2
②HgCl2又称“升汞”,熔点549K,加热能升华,其晶体是     (填晶体类型)。
答案
(1)①K="0.25" (2分)  ②大于(2分) ③原料易得、可以减轻温室效应等(2分)
(2)①(2分)
② 升温, 增压(各1分)
(3)①AD   ②分子晶体
解析

试题分析:(1)①     2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)
起始浓度(mol/L) 1      2             0           0
转化浓度(mol/L)0.5    1.0            0.25       0.25
平衡浓度(mol/L)0.5    1.0            0.25      0.25
根据化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值可知,该温度下反应的平衡常数K==0.25。
②根据图像可知,C点温度和压强均大于A点温度和压强,所以C点反应速率快,达到平衡的时间少。
③由于氮气中CO2的含量逐渐增大,所以该方法的优点是原料易得、可以减轻温室效应。
(2)①根据图像可知平衡时氢气的物质的量是2mol,消耗氢气的物质的量是8mol-2mol=6mol,所以根据方程式可知平衡时生成甲醇的物质的量是2mol,因此图像可表示为见答案。
②曲线I与原曲线相比达到平衡的时间减少,说明反应速率快。而平衡时氢气的物质的量增加,说明平衡向逆反应方向移动。由于正方应是体积减小的可逆反应,所以改变的条件只能是升高温度,即正方应是放热反应;曲线Ⅱ与原曲线相比达到平衡的时间减少,说明反应速率快。而平衡时氢气的物质的量减少,这说明平衡向正反应方向移动。由于正方应是体积减小的放热的可逆反应,所以改变的条件只能是增大压强。
(3)①A.Hg2水解溶液显酸性,所以为了防止Hg2水解,配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释,A正确;B.当c(C1ˉ) =10ˉ1 mol·Lˉ1即pCl=1时,汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在,B不正确;C.HgCl2是一种弱电解质,其电离方程式是:2HgCl2HgCl + HgCl3ˉ,C不正确;D.根据图像可知当溶液pH保持在4,pCl由2改变至6时,可使HgCl2转化为Hg(OH)2,D正确,答案选AD。
②HgCl2又称“升汞”,熔点549K,加热能升华,这说明晶体是分子晶体。
举一反三
如下图所示,隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器中均发生反应:A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH=-192 kJ·mol-1。向M、N中,分别通入x mol A和y mol B的混合气体,初始M、N容积相同,保持温度不变。下列说法正确的是(  )
A.若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等,则x一定等于y
B.若x∶y=1∶2,则平衡时,M中的转化率:A>B
C.若x∶y=1∶3,当M中放出热量172.8 kJ时,A的转化率为90%
D.若x=1.2,y=1,N中达到平衡时体积为2 L,含有C 0.4 mol,再通入0.36 mol A时,v<v

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捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)  (NH4)2CO3(aq)ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq)ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq)ΔH3
请回答下列问题:
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①ΔH3________0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是____________________________________________________________________________。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有________________________(写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是__________。
A.NH4ClB.Na2CO3
C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2

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反应:达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如图所示:图中压强P1>P2,x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数。据此可判断(    )。
A.上述反应是放热反应B.上述反应是吸热反应
C.a>bD.a+1<b

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T℃时,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、 B、C浓度变化如图(I)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(II)所示。

根据以上条件,回答下列问题:
(1)A与B反应生成C的化学方程式为_________________________________________,
正反应为_________________________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)t1min后,改变下列某—条件,能使平衡向逆反应方向移动的有___________(填字母编号)。
A.保持其他条件不变,增大压强
B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体
C.保持其他条件不变,升高温度
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在一固定容积的密闭容器中进行如下反应:
其平衡常数K和温度,的关系如下:

(1)该反应的平衡常数K的表达式为___________________。
(2)该反应的正反应为__________(填“吸热”“放热”)反应。
(3)能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是___________。
A.   B.混合气体中CO浓度不变
(4)在850℃时,可逆反应:
在该容器内各物质的浓度变化如下:

计算:3min~4min达到平衡时,CO的平衡浓度c3=________,CO2(g)的转化率a=________。
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