Question

開發(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)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A    t_C（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)系如右圖所示［圖中的物質(zhì)或粒子只有Hg(OH)₂為難溶物；pCl=－1gc(Clˉ)］

①下列說法中正確的是     。
A．為了防止Hg^2＋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) ＝10ˉ¹ mol·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“升汞”，熔點(diǎn)549K，加熱能升華，其晶體是     （填晶體類型）。

Answer 1

（1）①K="0.25" （2分）  ②大于（2分） ③原料易得、可以減輕溫室效應(yīng)等（2分）
（2）①（2分）
② 升溫， 增壓（各1分）
（3）①AD   ②分子晶體

試題分析：（1）①     2CO(g)+4H₂(g)CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g)
起始濃度（mol/L） 1      2             0           0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）0.5    1.0            0.25       0.25
平衡濃度（mol/L）0.5    1.0            0.25      0.25
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由于氮?dú)庵蠧O₂的含量逐漸增大，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，因此圖像可表示為見答案。
②曲線I與原曲線相比達(dá)到平衡的時(shí)間減少，說明反應(yīng)速率快。而平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量增加，說明平衡向逆反應(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，說明反應(yīng)速率快。而平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量減少，這說明平衡向正反應(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．Hg^2＋水解溶液顯酸性，所以為了防止Hg^2＋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，A正確；B．當(dāng)c(C1ˉ) ＝10ˉ¹ mol·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“升汞”，熔點(diǎn)549K，加熱能升華，這說明晶體是分子晶體。