Question

開(kāi)發(fā)新能源和三廢處理都是可持續(xù)發(fā)展的重要方面．
（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)．如采取以CO和H₂為原料合成乙醇，化學(xué)反應(yīng)方程式：2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）；若密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，在催化劑作用下反應(yīng)生成乙醇：CO的轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示．

①若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài)，此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數(shù)：K=

 

；
②若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A

 

t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③工業(yè)上還可以采取以CO₂和H₂為原料合成乙醇，并且更被化學(xué)工作者推崇，但是在相同條件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由CO₂制取CH₃CH₂OH的平衡常數(shù)．請(qǐng)推測(cè)化學(xué)工作者認(rèn)可由CO₂制取CH₃CH₂OH的優(yōu)點(diǎn)主要是：

 

．
（2）目前工業(yè)上也可以用CO₂來(lái)生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
若將6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖2所示（實(shí)線）．
①請(qǐng)?jiān)诖痤}卷圖中繪出甲醇的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線．
②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，曲線I對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是

 

，曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是

 

．
（3）Hg是水體污染的重金屬元素之一．水溶液中二價(jià)汞的主要存在形態(tài)與Cl^-、OH^-的濃度關(guān)系如圖3所示[圖中的物質(zhì)或粒子只有Hg（OH）₂為難溶物；pCl=-1gc（Cl^-）]
①下列說(shuō)法中正確的是

 

．
A．為了防止Hg²⁺水解，配制Hg（NO₃）₂溶液時(shí)應(yīng)將Hg（NO₃）₂固體溶于濃硝酸后再稀釋．
B．當(dāng)c（Cl^-）=10^-1mol?L^-1時(shí)，汞元素一定全部以HgCl₄^2-形式存在
C．HgCl₂是一種弱電解質(zhì)，其電離方程式是：HgCl₂=HgCl⁺+Cl^-
D．當(dāng)溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時(shí)，可使HgCl₂轉(zhuǎn)化為Hg（OH）₂
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點(diǎn)549K，加熱能升華，其晶體是

 

（填晶體類型）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①平衡常數(shù)K=

c(CH3CH2OH)．c(H2O)

c2(CO)．c4(H2)

；
 ②溫度越高，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間越短；
③二氧化碳的含量較大且易獲取，二氧化碳減少能減輕對(duì)環(huán)境的影響；
（2）①隨著反應(yīng)的進(jìn)行，甲醇的物質(zhì)的量逐漸增大，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，參加反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量=（8-2）mol=6mol，則生成n（CH₃OH）=

1

3

n（H₂）=2mol；
②I達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，但氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明改變條件抑制平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
I達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，且氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明改變條件促進(jìn)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）①A．根據(jù)鹽的類型判斷溶液酸堿性；
B．當(dāng)c（C1ˉ）=10ˉ1 mol?Lˉ1即pCl=1時(shí)，根據(jù)圖象分析；
C．HgCl2是一種弱電解質(zhì)，根據(jù)溶液中離子存在方式判斷電解質(zhì)電離方式；
D．根據(jù)圖象可知當(dāng)溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時(shí)，根據(jù)圖片中微粒存在方式判斷；
②分子晶體的熔沸點(diǎn)較低．

解答： 解：（1）①當(dāng)轉(zhuǎn)化率為0.5時(shí)，c（CO）=

10mol×(1-0.5)

10L

=0.5mol/L，c（H₂）=

20mol×(1-0.5)

10L

=1mol/L，
c（CH₃CH₂OH）=c（H₂O）=

10mol×0.5 2

10L

=0.25mol/L，K=

c(CH3CH2OH)．c(H2O)

c2(CO)．c4(H2)

=

0.25×0.25

(0.5)2．(1)4

=0.25，故答案為：0.25；
②A的溫度小于C點(diǎn)，溫度越高，反應(yīng)速率越大，則反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間越短，所以t_A大于t_C，故答案為：大于； 
③二氧化碳的含量較大且易獲取，二氧化碳減少能減輕溫室效應(yīng)等，故答案為：原料易得、可以減輕溫室效應(yīng)等；
（2）①隨著反應(yīng)的進(jìn)行，甲醇的物質(zhì)的量逐漸增大，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，參加反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量=（8-2）mol=6mol，則生成n（CH₃OH）=

1

3

n（H₂）=2mol，所以其圖象為，
故答案為：；
②根據(jù)圖象知，I反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，但氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則改變的條件是升高溫度；
II反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，且氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明改變條件促進(jìn)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則改變的條件是增大壓強(qiáng)，
故答案為：升溫；增壓；
（3）①A．Hg2+水解溶液顯酸性，所以為了防止Hg2+水解，配制Hg（NO3）2溶液時(shí)應(yīng)將Hg（NO3）2固體溶于濃硝酸后再稀釋，故A正確；
B．當(dāng)c（C1ˉ）=10ˉ1 mol?Lˉ1即pCl=1時(shí)，汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在，故B錯(cuò)誤；
C．HgCl2是一種弱電解質(zhì)，其電離方程式是：2HgCl2?HgCl++HgCl3ˉ，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)圖象可知當(dāng)溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時(shí)，可使HgCl2轉(zhuǎn)化為Hg（OH）2，故D正確；
故選AD；
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點(diǎn)549K，加熱能升華，這說(shuō)明晶體是分子晶體，故答案為：分子晶體．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了平衡常數(shù)的計(jì)算、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響以及溶解平衡的有關(guān)應(yīng)用與判斷等知識(shí)點(diǎn)，正確分析圖象中曲線變化是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答，題目難度中等．