甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2) 在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58kJ/mol③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol回答下列问题：

1. 甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO₂和H₂) 在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

①CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H₁

②CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=-58kJ/mol

③CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) △H=+41kJ/mol

回答下列问题：

(1) 已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O	C=O	H-O	C-H
E/(kJ/mol)	a	b	c	d	x

则x=。（用含表中字母的代数式表示）

(2) 若将1molCO₂和2molH₂充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH₃OH的物质的量随时间的变化如图所示。

①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_ⅠK_Ⅱ(填“>或“=”或“<”)

②一定温度下，能判断该反应达到化学平衡状态的是。

a.容器中压强不变

b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v_正(H₂)=3v_逆(CH₃OH)

d.2个C=O断裂的同时有3个H-H形成

③若5min后反应达到平衡状态，H₂的转化率为90%，则用CO₂表示的平均反应速率为，该温度下的平衡常数为，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是。

a.升高温度 b.使用合适的催化剂 c.充入He d.按原比例再充入CO₂和H₂

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡移动原理;

【答案】

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综合题普通

1. 不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，铬(Cr)是不锈钢的重要成分。完成下列填空：

(1) I.通过 $\text{[math]}$ 可以得到较纯的铬， $\text{[math]}$ 的熔点比 $\text{[math]}$ 。(选填“高”或“低”)，某工厂用 $\text{[math]}$ 含 $\text{[math]}$ 的铬铁矿粉 $\text{[math]}$ 制备 $\text{[math]}$ ，最终得到产品bkg，产率为。(用含a和b的代数式表示)

(2) II.元素 $\text{[math]}$ 在溶液中主要以(蓝紫色)、 $\text{[math]}$ (绿色)、 $\text{[math]}$ (橙红色)、 $\text{[math]}$ (黄色)等形式存在， $\text{[math]}$ 为难溶于水的灰蓝色固体。

$\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的化学性质相似，在 $\text{[math]}$ 溶液中逐滴加入 $\text{[math]}$ 溶液直至过量，可观察到的现象是。

(3) III. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在溶液中可以相互转化。室温下，初始浓度为 $\text{[math]}$ 溶液中 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 的变化如图所示。

用离子方程式表示 $\text{[math]}$ 溶液中的转化平衡。

(4) 写出该反应平衡常数的表达式K=。

(5) 由图可知，溶液酸性增强， $\text{[math]}$ 的平衡转化率。(选填“增大”、“减小”或“不变”)

(6) 升高温度，溶液中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率减小，则该反应是反应。(选填“吸热”或“放热”)

综合题普通

2. 碳酸锂在医疗上可用于治疗狂躁性精神病，作镇静剂等。电解铝废渣(主要含AlF₃、LiF、NaF、CaO等)可用于制备Li₂CO₃。

已知：①20℃时，K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^-29 ， K_sp(CaHPO₄)=1×10^-7 ， K_sp(CaSO₄)=5×10^-5。

②CaF₂可溶于硫酸。

③Li₂CO₃的溶解度：0℃1.54g，20℃1.33g，80℃0.85g。

(1) 在加热条件下“酸浸”，反应生成能腐蚀玻璃的气体，写出“酸浸”中AlF₃发生反应的化学方程式：。

(2) “滤渣”的主要成分是 (填化学式)。

(3) “转化”后所得的LiHCO₃溶液中含有的Ca²⁺需要加入Li₃PO₄稀溶液除去。“除钙”步骤中其他条件不变，反应相同时间，温度对除钙率和Li₂CO₃产率的影响如图1所示。

①随着温度的升高，Li₂CO₃的产率逐渐减小的原因是。

②当温度高于50℃时，除钙率下降的原因可能是。

(4) 热分解后，获得Li₂CO₃的操作是先加热蒸发，然后。

(5) 锂硒电池是新一代全固态锂二次电池，具有优异的循环稳定性，其正极材料为附着硒化锂(Li₂Se_x)的碳基体。Li₂Se_x与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示，图中3种Li₂Se_x与碳基体的结合能力由大到小的顺序是。

(6) 对电解铝废水中Al³⁺含量的测定和处理是环境保护的重要课题。工业上常采用EDTA络合滴定法测定电解铝废水中的Al³⁺含量：取10.00mL电解铝废水置于250mL锥形瓶中，加入一定体积的柠檬酸，煮沸；再加入0.005mol·L^-1的EDTA标准液20.00mL，调节溶液的pH至4.0，加热，冷却后用0.002mol·L^-1的CuSO₄标准液滴定至终点，消耗CuSO₄标准液30.00mL。该矿业废水中Al³⁺的含量为mg·L^-1。(已知：Cu²⁺、Al³⁺与EDTA反应的化学计量比均为1：1)

综合题普通

3. 钼和钒在炼钢、有机化工、高科技等领域有广泛应用。一种从炼油工业的废催化剂（主要成分为V₂O₅、MoO₃、Al₂O₃、硫化物和碳氢化合物）中回收钼、钒的工艺流程如图：

(1) “气体”除CO₂、H₂O外，还含有的主要成分是。

(2) “破碎”的目的是；缎烧中V₂O₅转化的化学方程式是。

(3) 加人物质X的目的是调节溶液pH除铝，X的化学式是。

(4) “沉钒”过程中控制pH为8.35，其他条件一定时，钒的沉淀率与加铵系数K_NH4Cl、温度的关系分别如图1、图2，则应选择的加铵系数是；温度超过80℃时，钒的沉淀率下降的原因是。

(5) 钼酸铵[（NH₄）₂MoO₄]在高温下通入H₂可制得单质钼，该过程的化学方程式是。

综合题困难