Question

（1）甲醇(CH₃OH)是重要的溶剂和替代燃料，工业上用CO和H₂在一定条件下制备CH₃OH的反应为：CO(g)+2H₂(g)= CH₃OH(g)，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入2 molCO和4molH₂，一定条件下发生上述反应，测得CO(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始至达到平衡，用氢气表示的平均反应速率υ(H₂)=_______mol/(L·min)

②下列说法正确的是______(填字母序号)。

A．达到平衡时，CO的转化率为75%

B．5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变

C．达到平衡后，再充入氩气，反应速率减小

D．2min前υ(正)>υ(逆)，2min后υ(正)<υ(逆)

③该条件下反应的平衡常数K=______。

（2）已知：I．CO的燃烧热为△H=－283.0kJ·mol^－1

II．H₂O(1)=H₂O (g)    △H=+44.0 kJ·mol^－1

III．2CH₃OH(g)+CO₂(g)CH₃OCOOCH₃(g)+ H₂O(g)  △H=－15.5 kJ·mol^－1

则①2CH₃OH(g)+CO(g)+O₂(g)CH₃OCOOCH₃(g)+ H₂O( l)  △H=_____。

②对于可逆反应2CH₃OH(g)+CO(g)+ O₂(g)CH₃ OCOOCH₃(g)+H₂O(1)采取以下措施可以提高CH₃OCOOCH₃产率的是____(填字母)

A．降低体系的温度    B．压缩容器的体积

C．减少水量          D．选用适当的催化剂

（3）比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为：3Zn(OH)+2Fe(OH)₃+4KOH 3Zn+2K₂ FeO₄+8H₂O，则充电时的阳极反应式为_______。

（4）若往20mL0.0lmol/L的弱酸HNO₂溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如下图所示，下列有关说法正确的是______(填序号)。

①该烧碱溶液的浓度为0.02mol/L

②该烧碱溶液的浓度为0.01mol/L

③HNO₂的电离平衡常数：b点>a点

④从b点到c点，混合溶液中一直存在：c(Na⁺)>c(NO₂^－)>c(OH^－)>c(H⁺)

Answer

0.6 AB 3 -342.5 kJ·mol－1 AB Fe(OH)3-3e-+5OH-= FeO42-+4H2O ②③

【解析】

（1）①根据速率定义式求算。

② A.根据三段式求算。

B.反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，5min后反应达到平衡状态，容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变。

C. 达到平衡后，再充入氩气，总压增大分压不变，速率不变。

D.2min前后反应未达到平衡状态，反应正向进行，υ(正)>υ(逆)。

③根据平衡常数K=c(CH3OH)/[c(CO)c2(H2)]求算。

（2）①根据盖斯定律求算。

②2CH3OH(g)+CO(g)+ O2(g)CH3 OCOOCH3(g)+H2O(1) △H=-342.5 kJ·mol－1，提高CH3OCOOCH3产率，需使平衡右移。

（3）充电时阳极上失去电子发生氧化反应。

（4）①②HNO2是弱酸，亚硝酸电离是吸热过程，酸碱中和反应是放热反应，当恰好完全中和时放热最多，根据此确定c(NaOH)。

③电离是吸热，温度越高电离平衡常数越大。

④当c(NaOH)较大时，可能出现c(Na+)>c(OH－) >c(NO2－)>c(H+)。

（1）①从反应开始至达到平衡，υ(CO)=(1.5mol/L)/5min=0.3mol/(L∙min)，υ(H2)= 2υ(CO)=0.6 mol/(L·min)，故答案为0.6。

② A. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

起(mol) 2 4 0

转(mol) 1.5 3 1.5

平(mol) 0.5 1 1.5

达到平衡时，CO的转化率为(1.5mol÷2mol)×100％=75%，故A正确；

B.反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，5min后反应达到平衡状态，容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变，故B正确；

C. 达到平衡后，再充入氩气，总压增大分压不变，速率不变，故C错误；

D.2min前后反应未达到平衡状态，反应正向进行，υ(正)>υ(逆)，故D错误；

故选AB。

③该条件下反应的平衡常数K=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)= 1.5/(0.5×12)=3，故答案为3。

（2）①I．根据CO的燃烧热为△H=－283.0kJ·mol－1，得出CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1①,

II．H2O(1)=H2O (g) △H=+44.0 kJ·mol－1，②

III．2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+ H2O(g) △H=－15.5 kJ·mol－1③

根据盖斯定律，①-②+③得到2CH3OH(g)+CO(g)+O2(g)CH3OCOOCH3(g)+ H2O( l)，△H=-342.5 kJ·mol－1，故答案为-342.5 kJ·mol－1。

②2CH3OH(g)+CO(g)+ O2(g)CH3 OCOOCH3(g)+H2O(1) △H=-342.5 kJ·mol－1，提高CH3OCOOCH3产率，需使平衡右移，

A. 降低体系的温度，平衡右移，故A正确；

B. 压缩容器的体积，相当于增大压强，平衡右移，故B正确；

C.水的浓度是个定值，故C错误；

D. 催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，故D错误；

故选AB。

（3）高铁电池的总反应为：3Zn(OH)+2Fe(OH)3+4KOH 3Zn+2K2 FeO4+8H2O，充电时阳极上失去电子发生氧化反应，故阳极反应式为：Fe(OH)3-3e-+5OH-= FeO42-+4H2O，故答案为Fe(OH)3-3e-+5OH-= FeO42-+4H2O。

（4）①HNO2是弱酸，亚硝酸电离是吸热过程，酸碱中和反应是放热反应，当恰好完全中和时放热最多，c(NaOH)=(0.02L×0.01mol/L)/0.02L=0.01mol/L，故①错误，②正确；

③电离是吸热，温度越高电离平衡常数越大，所以HNO2的电离平衡常数：b点>a点，故③正确；

④从b点到c点，当c(NaOH)较大时，可能出现c(Na+)>c(OH－) >c(NO2－)>c(H+)，故④错误；

故选②③。