Question

開發新能源和三廢處理都是可持續發展的重要方面。
（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進入大規模生產。如采取以CO和H₂為原料合成乙醇，化學反應方程式：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生成乙醇：CO的轉化率(α)與溫度、壓強的關系如下圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數：K＝       ；
②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態，則自反應開始到達平衡狀態所需的時間t_A    t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③工業上還可以采取以CO₂和H₂為原料合成乙醇，并且更被化學工作者推崇，但是在相同條件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常數遠遠大于由CO₂制取CH₃CH₂OH的平衡常數。請推測化學工作者認可由CO₂制取CH₃CH₂OH的優點主要是：                                    。
（2）目前工業上也可以用CO₂來生產甲醇。一定條件下發生反應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，測得H₂的物質的量隨時間變化的曲線如右圖所示（實線）。

①請在答題卷圖中繪出甲醇的物質的量隨時間變化曲線。
②僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得H₂的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線I對應的實驗條件改變是           ，曲線Ⅱ對應的實驗條件改變是       。
（3）Hg是水體污染的重金屬元素之一。水溶液中二價汞的主要存在形態與Clˉ、OHˉ的濃度關系如右圖所示［圖中的物質或粒子只有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溶液時應將Hg(NO₃)₂固體溶于濃硝酸后再稀釋
B．當c(C1ˉ) ＝10ˉ¹ mol·Lˉ¹時，汞元素一定全部以HgCl₄²ˉ形式存在
C．HgCl₂是一種弱電解質，其電離方程式是：HgCl₂＝HgCl^＋ + C1ˉ
D．當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl₂轉化為Hg(OH)₂
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點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、可以減輕溫室效應等（2分）
（2）①（2分）
② 升溫， 增壓（各1分）
（3）①AD   ②分子晶體

解析試題分析：（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
根據化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值可知，該溫度下反應的平衡常數K＝＝0.25。
②根據圖像可知，C點溫度和壓強均大于A點溫度和壓強，所以C點反應速率快，達到平衡的時間少。
③由于氮氣中CO₂的含量逐漸增大，所以該方法的優點是原料易得、可以減輕溫室效應。
（2）①根據圖像可知平衡時氫氣的物質的量是2mol，消耗氫氣的物質的量是8mol－2mol＝6mol，所以根據方程式可知平衡時生成甲醇的物質的量是2mol，因此圖像可表示為見答案。
②曲線I與原曲線相比達到平衡的時間減少，說明反應速率快。而平衡時氫氣的物質的量增加，說明平衡向逆反應方向移動。由于正方應是體積減小的可逆反應，所以改變的條件只能是升高溫度，即正方應是放熱反應；曲線Ⅱ與原曲線相比達到平衡的時間減少，說明反應速率快。而平衡時氫氣的物質的量減少，這說明平衡向正反應方向移動。由于正方應是體積減小的放熱的可逆反應，所以改變的條件只能是增大壓強。
（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溶液時應將Hg(NO₃)₂固體溶于濃硝酸后再稀釋，A正確；B．當c(C1ˉ) ＝10ˉ¹ mol·Lˉ¹即pCl＝1時，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，其電離方程式是：2HgCl₂HgCl^＋ + HgCl₃ˉ，C不正確；D．根據圖像可知當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl₂轉化為Hg(OH)₂，D正確，答案選AD。
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點549K，加熱能升華，這說明晶體是分子晶體。
考點：考查平衡常數的計算、外界條件對平衡狀態的影響以及溶解平衡的有關應用與判斷