研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢的课题。CO可用于合成甲醇。在压强为0.1Mpa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入a

题文

（11分）研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢的课题。（1）CO可用于合成甲醇。在压强为0.1Mpa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入amolCO和2amolH2，在催化剂作用下合成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）平衡时CO的转化率与温度，压强的关系如下图：（i）该反应属于_____________反应：（填“吸热”或“放热”）。（ii）100℃时，该反应的平衡常数：K=_____________；（用a、b的代数式表示）。若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是：_________________填序号）A．该反应使用催化剂意义不大；B．该反应发生将在很短时间内完成；C．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小；D．该反应一定是放热反应；（iii）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入amolCO，2amolH2，达到平衡时CO转化率________（填“增大”，“不变”或“减小”，下同）平衡常数：________。（iv）在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入2.5molCO，7.5molH2，反应生成CH3OH（g），达到平衡时，CO转化率为90%，此时容器内压强为开始时的压强__________倍。（2）某温度条件下，若将CO2（g）和H2（g）以体积比1：4混合，在适当压强和催化剂作用下可制得甲烷，已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3KJ/molH2（g）+1/2O2（g）= H2O（l）        △H=-285.8KJ/mol则CO2（g）和H2（g）反应生成液态水的热化学方程式为：_________________________。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）（i）放热 （ii）b2/a2   C （iii）增大 不变 （iv）0.55（2）CO2（g）+4 H2（g）= CH4（g）+ 2H2O（l）△H="-252.9" KJ/mol

解析

（i）压强一定时，升温CO的转化率降低，即平衡左移，正反应为放热反应（ii）0.1Mpa、100℃条件下，在体积为bL的密闭容器中达到平衡时，CO的转化率为0.5：反应中：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）初n：   a        2a             0△n：   0.5a      a             0.5a平衡n：0.5a       a            0.5a故K=若一个可逆反应的平衡常数K值很大，只能说明正反应的趋势很大，与其反应历程（是否使用催化剂）、是否放热、反应速率无关；由平衡常数的概念可知，该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小，选C（iii）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入amolCO，2amolH2，相当于加压，达到平衡时，CO的转化率增大，但平衡常数只与温度有关，其值不会改变（iv）由“三段式”来判定：反应中：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）初n：   2.5        7.5          0△n：  2.25       4.5         2.25平衡n： 0.25        3         2.25在容积不变的情况下，压强比等物质的量比，故达到平衡时，容器内压强为开始时的压强的=0.55倍（本小题可通过差量法来计算，更加简洁）（2）由所给两热化学方程式：①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3KJ/mol②H2（g）+1/2O2（g）= H2O（l）        △H=-285.8KJ/mol根据盖斯定律可知②×4－①，得CO2（g）+4 H2（g）= CH4（g）+ 2H2O（l）△H="-252.9" KJ/mol

考点

据考高分专家说，试题“（11分）研究和开发CO2和CO的创新利.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

 

S2-

SO32-

I-

Fe2+

Br-

Cl-(H+)

MnO4-

√

√

√

√

√

√

ClO-

√

√

√

√

√

√

NO3-(H+)

√

√

√

√

√

×

Fe3+

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

离子间相互结合生成难溶物或微溶物Ba2+、Ca2+CO32-、SO32-、SO42-Ag+CO32-、SO32-、Cl-离子间相互结合生成气体或挥发性物质H+CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-OH-NH4+离子间相互结合生成弱电解质H+ CO32-、SO32-、S2-、CH3COO-、F-弱酸OH-NH4+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Mg2+弱碱H+水

因能发生双水解的离子有：

Al3+CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-、AlO2-、ClO-Fe3+CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-NH4+SiO32-、AlO2-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe3+ SCN-Ag+、Cu2+NH3·H2O

null

null

null

判断离子是否共存的几种情况： （1）发生复分解反应，离子不能大量共存。 ①有气体产生    如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。 ②有沉淀生成    如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存；                            Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存；                            Pb2+与Cl-，Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。 ③有弱电解质生成   如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-与H+不能大量共存；                                   一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存；                                    NH4+与OH-不能大量共存。 （2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存 ①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S2-、HS-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。 ②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO4-、Cr2O7-、NO3-、ClO-与S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Fe2+等不能大量共存；    SO32-和S2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O不能共存 ；H+与S2O32-不能大量共存。 （3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）例：Al3+和HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-等；Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等不能大量共存。 （4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。 如Fe2+、Fe3+与SCN-不能大量共存。 主要题目要求的限定： （1）酸性溶液（H+）、碱性溶液（OH-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H+或OH-=1×10-10mol/L的溶液等。 （2）溶液的颜色：有色离子MnO4-（紫色）、Fe3+（棕黄）、Fe2+（浅绿）、Cu2+（蓝）、Fe(SCN)2+（红）、Fe(SCN)63-（血红）。 （3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。