Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，近年來，綠色發展、生態保護成為中國展示給世界的一張新“名片”。

(I)汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環境保護的重要內容之一。請回答下列問題：

(1)已知：

若某反應的平衡常數表達式為，則此反應的熱化學方程式為_______。

(2)在一定條件下可發生分解：，一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量進行該反應，能判斷反應已達到化學平衡狀態的是_____(填字母)。

a. 和的濃度比保持不變 b.容器中壓強不再變化

c. d. 氣體的密度保持不變

(Ⅱ)甲醇、乙醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，都是重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景，可以用多種方法合成。 CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)

(3)將和按物質的量之比1：3充入體積為2.0L的恒容密閉容器中反應生成，如圖1表示壓強為0.1 MPa和5.0 MPa下轉化率隨溫度的變化關系。

①a、b兩點化學反應速率分別用，表示，則_____(填“大于”、“小于”或“等于”)

②列出a點對應的平衡常數表達式K= ____________________。

(4)在1.0 L恒容密閉容器中投入1 mol 和2.75 mol 發生反應：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)，實驗測得不同溫度及壓強下，平衡時甲醇的物質的量變化如圖2所示，下列說法正確的是________。

A.該反應的正反應為放熱反應

B.壓強大小關系為P1＜P2＜P3

C.M點對應的平衡常數K的值約為

D.在及512 K時，圖中N點

(5)催化加氫合成乙醇的反應為：2CO2(g) + 6H2(g) C2H5OH(g) + 3H2O(g) ；m代表起始時的投料比，即。

① 圖3中投料比相同，溫度，則該反應的焓變_______0(填)。

② m=3時，恒壓條件下各物質的物質的量分數與溫度的關系如圖4所示，則曲線b代表的物質為_________(填化學式)。

(6)以甲醇為主要原料，電化學合成碳酸二甲酯的工作原理如圖5所示。離子交換膜a為 ______(填“陽膜”、“陰膜”)，陽極的電極反應式為_______________________________________

Answer 1

【答案】 b 大于 AC ＜ CO2 陽膜

【解析】

根據平衡常數的計算表達式書寫化學方程式，利用蓋斯定律計算反應的ΔH，根據判斷條件是否為“變量”判斷反應是否達到平衡，根據影響化學反應速率的因素比較化學反應速率大小，結合圖像列三段式進行平衡常數的計算，根據電解池原理進行解答。

Ⅰ.(1)某反應的平衡常數表達式為，發生反應為

根據蓋斯定律，②×2-③-①得出：；

(2)a．NO2和O2的濃度比始終都不變，不能確定反應是否達到化學平衡狀態，a錯誤；

b．該反應為氣體體積增大的反應，壓強為變量，容器中壓強不再變化，說明各組分的濃度不再變化，反應已達到化學平衡狀態，b正確；

c．應為v正(NO2)=2v逆(N2O5)才表明達到化學平衡狀態，c錯誤；

d．該反應前后都是氣體，氣體總質量、氣體體積為定值，則密度為定值，不能根據密度判斷平衡狀態，d錯誤；

答案選b；

Ⅱ.(3)a、b兩點溫度相同，正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，二氧化碳轉化率增大，故壓強曲線A大于曲線B，壓強越大反應速率越快，故反應速率Va大于Vb；

(4)A．由圖可知，隨著溫度升高，平衡時甲醇的物質的量在減小，所以升溫平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，故A正確；

B．由圖可知，作一條等溫線，因為該反應為氣體體積減小的反應，壓強越大，平衡時甲醇的物質的量也越大，所以P1＜P2＜P3，故B錯誤；

C．由圖可知，M點對應的甲醇產量為0.25mol，則

所以K==1.04×102；故C正確；

D．由圖可知，在p2及512K時，N點甲醇的物質的量還小于平衡時的量，所以應該正向移動，則v(正)＞v(逆)，故D錯誤；

答案選AC；

(5)①由圖3可知，相同壓強下，溫度越高氫氣轉化率越小，說明升高溫度反應向逆向移動，正反應放熱，△H＜0；

②溫度升高，反應逆向進行，所以產物的物質的量是逐漸減少的，反應物的物質的量增大，由圖可知，根據反應計量系數關系，曲線a代表的物質為H2，b表示CO2，c為H2O，d為C2H5OH；

(6)由圖分析可知氧氣得電子，發生還原反應，與氫離子結合生成水，該電極為陰極，則氫離子要透過交換膜a在陰極與氧氣結合，則交換膜a為陽離子交換膜；陽極上是甲醇和一氧化碳反應失電子發生氧化反應，電極反應為：2CH3OH+CO-2e=(CH3O)2CO+2H+。