Question

开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。

（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H₂为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO(g)+4H₂(g)CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g)；若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H₂，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K＝        ；

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A     t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③工业上还可以采取以CO₂和H₂为原料合成乙醇，并且更被化学工作者推崇，但是在相同条件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常数远远大于由CO₂制取CH₃CH₂OH 的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO₂制取CH₃CH₂OH的优点主要是：                                     。

（2）目前工业上也可以用CO₂来生产甲醇。一定条件下发生反应CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)。若将6mol CO₂和8 mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。

①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。

②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是            ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是        。

（3）Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Clˉ、OHˉ的浓度关系如右图所示［图中的物质或粒子只有Hg(OH)₂为难溶物；pCl=－1gc(Clˉ)］

①下列说法中正确的是      。

A．为了防止Hg^2＋水解，配制Hg(NO₃)₂溶液时应将Hg(NO₃)₂固体溶于浓硝酸后再稀释

B．当c(C1ˉ) ＝10ˉ¹ mol·Lˉ¹时，汞元素一定全部以HgCl₄²ˉ形式存在

C．HgCl₂是一种弱电解质，其电离方程式是：HgCl₂＝HgCl^＋ + C1ˉ

D．当溶液pH保持在4，pCl由2改变至6时，可使HgCl₂转化为Hg(OH)₂

②HgCl₂又称“升汞”，熔点549K，加热能升华，其晶体是      （填晶体类型）。

Answer

（1）①K=0.25 （2分） ②大于（2分） ③原料易得、可以减轻温室效应等（2分）

（2）①（2分）

② 升温， 增压（各1分）

（3）①AD ②分子晶体

【解析】

试题分析：（1）① 2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)

起始浓度（mol/L） 1 2 0 0

转化浓度（mol/L）0.5 1.0 0.25 0.25

平衡浓度（mol/L）0.5 1.0 0.25 0.25

根据化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值可知，该温度下反应的平衡常数K＝＝0.25。

②根据图像可知，C点温度和压强均大于A点温度和压强，所以C点反应速率快，达到平衡的时间少。

③由于氮气中CO2的含量逐渐增大，所以该方法的优点是原料易得、可以减轻温室效应。

（2）①根据图像可知平衡时氢气的物质的量是2mol，消耗氢气的物质的量是8mol－2mol＝6mol，所以根据方程式可知平衡时生成甲醇的物质的量是2mol，因此图像可表示为见答案。

②曲线I与原曲线相比达到平衡的时间减少，说明反应速率快。而平衡时氢气的物质的量增加，说明平衡向逆反应方向移动。由于正方应是体积减小的可逆反应，所以改变的条件只能是升高温度，即正方应是放热反应；曲线Ⅱ与原曲线相比达到平衡的时间减少，说明反应速率快。而平衡时氢气的物质的量减少，这说明平衡向正反应方向移动。由于正方应是体积减小的放热的可逆反应，所以改变的条件只能是增大压强。

（3）①A．Hg2＋水解溶液显酸性，所以为了防止Hg2＋水解，配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释，A正确；B．当c(C1ˉ) ＝10ˉ1 mol·Lˉ1即pCl＝1时，汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在，B不正确；C．HgCl2是一种弱电解质，其电离方程式是：2HgCl2HgCl＋ + HgCl3ˉ，C不正确；D．根据图像可知当溶液pH保持在4，pCl由2改变至6时，可使HgCl2转化为Hg(OH)2，D正确，答案选AD。

②HgCl2又称“升汞”，熔点549K，加热能升华，这说明晶体是分子晶体。

考点：考查平衡常数的计算、外界条件对平衡状态的影响以及溶解平衡的有关应用与判断