2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区．其中.汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．(1)CO2是大气中含量最高的一种温室气体.控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径．目前.由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展.其化学反应是:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H＞0．①写出该反应的平衡常数表达式 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区．其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．

（1）CO₂是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径．目前，由CO₂来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H＞0．
①写出该反应的平衡常数表达式

．
②判断该反应在一定条件下，体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是

．
A．容器中密度不变
B．单位时间内消耗2molCO₂，同时消耗1mol二甲醚
C．v（CO₂）：v（H₂）=1：3
D．容器内压强保持不变
（2）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO （g）

催化剂

2CO₂ （g）+N₂ （g）
在密闭容器中发生该反应时，c（CO₂）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图1所示．据此判断：
①该反应的△H

0（选填“＞”、“＜”）．
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率．若催化剂的表面积S₁＞S₂，在图中画出c（CO₂）在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线．
（3）已知：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-a kJ?mol^-1．
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：

温度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c（CO）=0.4mol?L^-1、c（H₂）=0.4mol?L^-1、c（CH₃OH）=0.8mol?L^-1，则此时v_正

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
②某温度下，在体积固定的2L的密闭容器中将1mol CO和2mol H₂混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：

时间（min）	5	10	15	20	25	30
压强比（P_后/P_前）	0.98	0.90	0.80	0.70	0.70	0.70

达到平衡时CO的转化率为

．
（4）氨有着广泛的用途，如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产．用0.10mol?L^-1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol?L^-1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol?L^-1氨水所得的滴定曲线（图2）如下：请指出盐酸滴定氨水的曲线为

（填A、B），请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序

．
（5）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视．它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势．氨在燃烧实验验中相关的反应有：
4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）△H₁①
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H₂②
4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l）△H₃③
请写出上述三个反应中△H₁、△H₂、△H₃三者之间关系的表达式，△H₁=

．
（6）美国Simons等科学家发明了使NH₃直接用于燃料电池的方法，其装置为用铂作为电极，加入电解质溶液中，其电池反应为 4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O
写出该燃料电池的正极反应式

．

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,中和滴定

专题：

分析：（1）①化学平衡常数等于各产物平衡浓度系数次方的乘积和各反应物平衡浓度系数次方的乘积之比，据此书写；
②根据化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等以及化学平衡的特征来回答；
（2）①根据到达平衡的时间判断温度高低，根据平衡时二氧化碳的浓度判断温度对平衡的影响；
②接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S₁＞S₂，S₂条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动，平衡时二氧化碳的浓度与温度T₁到达平衡时相同；
（3）①依据计算浓度商和该温度下的平衡常数比较分析判断反应进行方向；
②温度、体积不变的可逆反应中，气体的压强之比等于其物质的量之比，据此计算反应后气体体积的物质的量，从而计算氢气反应的物质的量，转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（4）0.10mol?L^-1的NaOH溶液的pH=13，由图象可知，A为盐酸滴定氢氧化钠的曲线，则B为盐酸滴定氨水的曲线，曲线a点溶液为氯化铵和氨水的混合溶液，溶液显碱性，
c（OH^-）＞c（H⁺），再由电荷守恒来分析离子浓度的关系；
（5）利用已知的反应及盖斯定律来分析三个反应中△H₁、△H₂、△H₃三者之间关系；
（6）在保证电子守恒的前提下，利用总反应减去正极反应式可得负极反应式．

解答： 解：（1）①反应：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）的K=

c(CH3OCH3)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

，故答案为：K=

c(CH3OCH3)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

；
②A．反应质量前后守恒，始终不变，体积不变，所以容器中密度始终不变，当密度不变了，不一定是平衡，故A错误；
B．单位时间内消耗2molCO₂，同时消耗1mol二甲醚，证明正逆反应速率相等，故B正确；
C．v（CO₂）：v（H₂）=1：3不能说明正逆反应速率相等，故C错误；
D．反应是前后体积变化的反应，所以容器内压强保持不变，证明达到了平衡，故D正确．
故选：BD；
（2）①由图1可知，温度T₁先到达平衡，故温度T₁＞T₂，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
②接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S₁＞S₂，S₂条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动，平衡时二氧化碳的浓度与温度T₁到达平衡时相同，故c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线为：

，
故答案为：

；
（3）①250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c（CO）=0.4mol?L^-1、c（H₂）=0.4mol?L^-1、c（CH₃OH）=0.8mol?L^-1，浓度商Q=

0.8

0.4×0．42

=12.5＞K=2.041，说明反应逆向进行v_正＜v_逆；
故答案为：＜；
②温度、体积不变的可逆反应中，气体的压强之比等于其物质的量之比，15min，压强比（P_后/P_前）=0.80，则反应后气体的物质的量=3mol×0.80=2.40mol，气体减少的物质的量=3mol-2.4mol=0.6mol，平衡状态压强比（P_后/P_前）=0.70，则反应后气体的物质的量=3mol×0.70=2.10mol，气体减少的物质的量=3mol-2.1mol=0.9mol，根据气体减少的物质的量与氢气之间的关系式知参加反应的CO的物质的量

0.9mol

=0.45mol，则CO的转化率=

0.45mol

1mol

×100%=45%，
故答案为：45%；
（4）由0.10mol?L^-1的NaOH溶液的pH=13，由图象可知，A为盐酸滴定氢氧化钠的曲线，则B为盐酸滴定氨水的曲线，在曲线a点pH＞7可知，溶液显碱性，c（OH^-）＞c（H⁺），再根据电荷守恒可知，c（Cl^-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），则c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），电离产生氢氧根离子，则c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：B；c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）由反应4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）△H₁①
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H₂②
4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l）△H₃③
则反应

②×3+③×2

可得到反应①，则△H₁=

3△H2+2△H3

，故答案为：

3△H2+2△H3

；
（6）由总反应4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，负极反应为2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，由电子守恒，则总反应除以2减去负极反应即可得正极反应式，即O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评：本题考查化学平衡图象、化学反应速率、影响化学平衡的因素、平衡常数计算等，题目综合性较大，较难，是对知识的综合利用、注意基础知识的理解掌握．

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．

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