Question

【題目】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10 mol 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)系如下圖所示。

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tA____tC（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8 mol H2充入2L的密閉容器中，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如右圖所示（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Clˉ、OHˉ的濃度關(guān)系如圖所示［圖中的物質(zhì)或粒子只有Hg(OH)2為難溶物；pCl=－1gc(Clˉ)］

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(C1ˉ)＝10ˉ1mol·Lˉ1時(shí)，汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在

C．HgCl2是一種弱電解質(zhì)，其電離方程式是：HgCl2＝HgCl＋+C1ˉ

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(chēng)“升汞”，熔點(diǎn)549K，加熱能升華，其晶體是_____（填晶體類(lèi)型）。

Answer 1

【答案】0.25 大于 原料易得、可以減輕溫室效應(yīng)等 升溫 增壓 AD ②分子晶體

【解析】

（1）①

根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值可知，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝0.25。

②根據(jù)圖像可知，C點(diǎn)溫度和壓強(qiáng)均大于A點(diǎn)溫度和壓強(qiáng)，所以C點(diǎn)反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡的時(shí)間少。

③由于CO2易造成溫室效應(yīng)，所以該方法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得、可以減輕溫室效應(yīng)。

（2）①根據(jù)圖像可知平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量是2mol，消耗氫氣的物質(zhì)的量是8mol－2mol＝6mol，所以根據(jù)方程式可知平衡時(shí)生成甲醇的物質(zhì)的量是2mol，因此圖像可表示為。

②曲線I與原曲線相比達(dá)到平衡的時(shí)間減少，說(shuō)明反應(yīng)速率快。而平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量增加，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。由于正方應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，所以改變的條件只能是升高溫度，即正方應(yīng)是放熱反應(yīng)；曲線Ⅱ與原曲線相比達(dá)到平衡的時(shí)間減少，說(shuō)明反應(yīng)速率快。而平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量減少，這說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。由于正方應(yīng)是體積減小的放熱的可逆反應(yīng)，所以改變的條件只能是增大壓強(qiáng)。

（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?zhuān)?/span>A正確；B．當(dāng)c(C1ˉ)＝10ˉ1mol·Lˉ1，即pCl＝1時(shí)，汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在，B不正確；C．HgCl2是一種弱電解質(zhì)，其電離方程式是：2HgCl2HgCl＋+HgCl3ˉ，C不正確；D．根據(jù)圖像可知當(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，D正確，答案選AD。

②HgCl2又稱(chēng)“升汞”，熔點(diǎn)549K，加熱能升華，這說(shuō)明晶體是分子晶體。