Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應(yīng)如下：

反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2

反應(yīng)Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1

回答下列問題：

(1)反應(yīng)Ⅱ的△H2=_________________。

(2)反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是_______________(填“較低溫度” “較高溫度”或“任何溫度” )。

(3)恒溫，恒容密閉容器中，對(duì)于反應(yīng)Ⅰ，下列說法中能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______。

A．混合氣體的密度不再變化 B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

C．CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1：3：1：1

D．甲醇的百分含量不再變化

(4)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ，不同溫度對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑的效率影響如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是__________。

A．其他條件不變，若不使用催化劑，則250℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于M1

B．溫度低于250 ℃時(shí)，隨溫度升高甲醇的產(chǎn)率增大

C．M 點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)比N點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)大

D．實(shí)際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行，以提高CO2的轉(zhuǎn)化率

(5)已知下列物質(zhì)在20℃下的Ksp如下，試回答下列問題：

化學(xué)式	AgCl	AgBr	AgI	Ag2S	Ag2CrO4
顏色	白色	淺黃色	貨色	黑色	紅色
Ksp	1.8×10-10	5.4×10-13	8.3×10-17	6.3×10-50	2.0×10-12

①20℃時(shí)，上述五種銀鹽飽和溶液中，Ag+物質(zhì)的量濃由大到小的順序是____________。

②向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)c(Br-)/c(Cl-)=________________。

③ 測(cè)定水體中氯化物的含量，常用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀法進(jìn)行滴定，滴定時(shí)，應(yīng)加入的指示劑是____。

A.KBr B．KI C．K2S D．K2CrO4

(6)已知25℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33。

①在25℃下，向濃度均為0.1 mol·L-1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______________沉淀(填化學(xué)式)。

②溶液中某離子物質(zhì)的量濃度低于1.0×10-5 mol·L-1時(shí)，可認(rèn)為已沉淀完全。現(xiàn)向一定濃度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水，當(dāng)Fe3+剛好完全沉淀時(shí)，測(cè)定c(Al3+)=0.2mol·L-1。此時(shí)所得沉淀中___________(填“還含有”或“不含有”)Al(OH)3，并請(qǐng)寫出計(jì)算過程。

Answer 1

【答案】+41.19kJmol1 較低溫度 BD ABD Ag2CrO4＞AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S 3×10-3 D Al(OH)3； 不含有

【解析】

(1)反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=49.58kJmol1，反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2，反應(yīng)Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=90.77kJmol1，根據(jù)蓋斯定律：Ⅱ=ⅠⅢ得反應(yīng)②的△H2=+41.19kJmol1；

故答案為：+41.19kJmol1；

(2)△G=△HT△S<0時(shí)，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的△S<0、△H<0，當(dāng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進(jìn)行，

故答案為：較低溫度；

(3)A.由于氣體的質(zhì)量、體積不變，則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體的密度都不變化，不能作為判斷是否平衡的依據(jù)，故A錯(cuò)誤；

B. 反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，可說明氣體的物質(zhì)的量不再變化，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；

C. 平衡常數(shù)未知，CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1:3:1:1，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D. 甲醇的百分含量不再變化，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確。

故答案為：BD；

(4)A.化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，催化劑的催化效率降低，所以v(M)有可能小于v(N)，故A錯(cuò)誤；

B. 溫度低于250℃時(shí)，隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行，甲醇的產(chǎn)率減小，故B錯(cuò)誤；

C. 升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則升溫平衡逆向移動(dòng)，所以M化學(xué)平衡常數(shù)大于N，故C正確；

D. 為提高CO2的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行，但催化劑的活性、反應(yīng)速率減小，故D錯(cuò)誤；

故答案為：ABD；

(5) ① 20℃時(shí)，上述五種銀鹽飽和溶液中，Ag+物質(zhì)的量濃度可以計(jì)算得到：

Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=2.0×10-10，c(Ag+)=≈1.34×10-5mol/L，

Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=5.4×10-13，c(Ag+)=≈7.3×10-7mol/L，

Ksp(AgI)=c(Ag+)×c(I-)=8.3×10-17，c(Ag+)=≈9.1×10-9mol/L，

Ksp(Ag2S)=c(Ag+)2×c(S2-)=c(Ag+)2×0.5×c(Ag+)=0.5×c(Ag+)3=，6.3×10-50，c(Ag+)=≈5.01×10-17mol/L；

Ksp(Ag2CrO4)=c(Ag+)2×c(CrO42-)=c(Ag+)2×12×c(Ag+)=12×c(Ag+)3=2.0×10-12，c(Ag+)=≈1.59×10-4mol/L；

所以三種銀鹽的飽和溶液中，Ag+物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是：Ag2CrO4＞AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S；

故答案為：Ag2CrO4＞AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S；

②向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，依據(jù)溶度積常數(shù)判斷AgBr的溶解度小于AgCl溶解度，AgCl+Br-=AgBr+Cl-，=3×10-3，

故答案為：3×10-3；

③指示劑的作用是為了準(zhǔn)確表示反應(yīng)達(dá)到了終點(diǎn)，所以需要現(xiàn)象明顯，同時(shí)不能影響反應(yīng)的正常進(jìn)行，根據(jù)數(shù)據(jù)可知，飽和時(shí)只有Ag2CrO4中的c(Ag+)比AgCl中的c(Ag+)大，說明在AgCl沉淀完全后再產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀，其他均在AgCl之前產(chǎn)生沉淀，不能作為指示劑，故選D，

故答案為：D；

(6)①根據(jù)Al(OH)3、Cu(OH)2的溶度積常數(shù)，在25℃下，向濃度均為0.1molL1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水， ，加入相同的濃度的氨水，則Al(OH)3最先析出，

故答案為：Al(OH)3；

②Fe3+完全沉淀時(shí)，c(OH)3==4.0×10-33，c(Al3+)c(OH-)3=0.2×4.0×10-33=8×10-34<Ksp[Al(OH)3]，所以沒有生成Al(OH)3沉淀，故答案為：不含有。