CO、CO2是化石燃料燃烧后的主要产物。 (1)将体积比为2：1的CO2和CO混...

CO、CO2是化石燃料燃烧后的主要产物。

(1)将体积比为2：1的CO2和CO混合气体通入有足量Na2O2固体的密闭容器中，同时不断地用电火花点燃。将残留固体溶于水，所得溶液中2c(CO32-)+c(HCO3-)____________c(Na+)（填“>”“<”或“=”）。

(2)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ/mol；键能E（o=o）=499.0 kJ/mol

①CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g) 的△H=____________kJ/mol

②已知2500K时，①中反应的平衡常数为0.40。某时刻该反应体系中各物质浓度满足： c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O)，则此时反应____________（填向左”或“向右”）进行。

(3)已知：反应CO2(g)CO(g)+O(g)在密闭容器中CO2分解实验的结果如下图1；反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)中1molCO2在不同温度下的平衡分解量如下图2，

①分析图1，求2min内v(CO2)=_______。

②分析图2，1500℃时反应达平衡，此时容器体积为1 L，则反应的平衡常数K=______(计算结果保留1位小数)。

(4)为探究不同催化剂对CO和H2合成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1：3进行实验，得到如下数据：

选项	T/K	时间/min	催化剂种类	甲醇的含量(%)
A	450	10	CuO-ZnO	78
B	450	10	CuO-ZnO-ZrO2	88
C	450	10	ZnO-ZrO2	46

①由表1可知，该反应的最佳催化剂为____________（填编号）；图3中a、b、c、d四点是该温度下CO的平衡转化率的是____________。

②有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有____________。

A. 使用催化剂CuO－ZnO－ZrO2 B. 适当降低反应温度

C. 增大CO和H2的初始投料比 D. 恒容下，再充入a mol CO和3a mol H2

< -33.5 向左 3×10-7 mol/(Lmin) 3.2×10-8 mol/L B cd BD 【解析】 (1)碳酸钠在溶液中水解显碱性，结合溶液中电荷守恒分析； (2)①根据盖斯定律，将已知的热化学方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式； ②根据Qc与K的相对大小判断； (3)①2min内O的浓度增大0.6×10-6 mol/L，则二氧化碳减小0.6×10-6mol/L，根据v(CO2)=计算； ②根据物质反应转化关系，计算平衡时各种物质的物质的量，利用体积比等于物质的量的比，结合K的含义计算； (4)①表中数据可知，相同条件下甲醇的含量最高时催化剂效果最好，图2中a、b、c、d四点是该温度下CO平衡转化率的必须是平衡状态下的转化率； ②由CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7 kJ/mol可知提高CO2转化为CH3OH平衡转化率，应使平衡向正向移动，可降低温度，增大浓度。 (1) Na2O2与CO2反应：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，电火花不断引燃，发生反应：2CO+O22CO2，整个过程相当于CO+Na2O2=Na2CO3，由于加入足量的Na2O2固体，则反应后的气体只能为O2，所以反应后生成物的化学式是Na2CO3、O2；Na2CO3在溶液中水解显碱性，则c(OH-)>c(H+)。溶液中电荷守恒为：2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)，由于c(OH-)>c(H+)，所以2c(CO32-)+c(HCO3-)K=0.40，则反应向左进行； (3)①2min内O的浓度增大0.6×10-6 mol/L，则CO2的浓度减小0.6×10-6 mol/L，则v(CO2)==3×10-7 mol/(L·min)； ②在反应开始时n(CO2)=1 mol，设生成的O2为x mol，则平衡时n(O2)=x mol，n(CO)=2x mol，n(CO2)=(1-2x) mol，由于平衡时，氧气的体积分数为0.2，则=0.2，解得x=0.002，此时容器体积为1 L，则c(CO2) =0.996 mol/L，c(CO)=0.004 mol/L，c(O2)=0.002 mol/L，所以该反应的化学平衡常数K= mol/L≈3.2×10-8 mol/L； (4)①表中数据可知，相同条件下甲醇的含量最高时催化剂效果最好，所以甲醇含量88%最高，催化剂CuO-ZnO-ZrO2最佳，故合理选项是B；图3中a、b、c、d四点是该温度下CO平衡转化率的必须是平衡状态下的转化率，a、b点反应未达到平衡状态，不是平衡转化率，而c、d点是平衡转化率，故合理选项是cd； ②A.使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2 加快反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能提高CO的平衡转化率，A错误； B.该反应的正反应是放热反应，适当降低反应温度，可以使化学平衡正向移动，可增大反应物CO的转化率，B正确； C.增大CO和H2的初始投料比，可增大H2的转化率，CO的转化率减小，C错误； D.恒容下，再充入a molCO和3a mol H2，相当于增大压强，中的压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，CO转化率增大，D正确；故合理选项是BD。

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考点分析：

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CO2催化加氢制甲醇，是极具前景的温室气体资源化研究领域。在某CO催化加氢制甲醇的反应体系中，发生的主要反应有：

i.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ·mol-1

ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1

ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H3

（1）△H3________ kJ·mol-1

（2）5MPa时，往某密闭容器中按投料比n（H2）:n（CO2）=3：1充入H2和CO2。反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。

①体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大，原因是____。

②250℃时，反应ii的平衡常数____1（填“＞”“＜”或“=”）。

③下列措施中，无法提高甲醇产率的是____（填标号）。

A 加入适量CO B 增大压强 C 循环利用原料气 D 升高温度

④如图中X、Y分别代表____（填化学式）。

（3）反应i可能的反应历程如下图所示。

注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量（括号里的数字或字母，单位：eV）。其中，TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。

①反应历程中，生成甲醇的决速步骤的反应方程式为____。

②相对总能量E=____（计算结果保留2位小数）。（已知：leV=1.6×10-22kJ）

（4）用电解法也可实现CO2加氢制甲醇（稀硫酸作电解质溶液）。电解时，往电解池的____极通入氢气，阴极上的电极反应为____。

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亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂，其沸点为 -5.5℃，易水解。已知：AgNO2 微溶于水，能溶于硝酸，AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2，某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度，相关实验装置如图所示。

（1）制备 Cl2 的发生装置可以选用 _________ (填字母代号)装置，发生反应的离子方程式为________________________________________ 。

（2）欲收集一瓶干燥的氯气，选择合适的装置，其连接顺序为 a→_______→______→ _____→________→_______→______→______→______。(按气流方向，用小写字母表示，根据需要填，可以不填满，也可补充)。

（3）实验室可用下图示装置制备亚硝酰氯。其反应原理为：Cl2+2NO=2ClNO

①实验室也可用 B 装置制备 NO ， X 装置的优点为___________________ 。

②检验装置气密性并装入药品，打开 K2，然后再打开 K3，通入一段时间气体，其目的是 ___________________，然后进行其他操作，当 Z 中有一定量液体生成时，停止实验。

（4）已知：ClNO 与 H2O 反应生成 HNO2 和 HCl。

①设计实验证明 HNO2 是弱酸：_________________________________________。(仅提供的试剂：1 mol•L-1 盐酸、 1 mol•L-1HNO2 溶液、 NaNO2 溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。

②通过以下实验测定ClNO 样品的纯度。取 Z 中所得液体m g 溶于水，配制成 250 mL 溶液；取出 25.00 mL 样品溶于锥形瓶中，以 K2CrO4 溶液为指示剂，用 c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为 20.00mL。滴定终点的现象是_____亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为 _________。(已知： Ag2CrO4 为砖红色固体；Ksp(AgCl)＝1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝1×10-12)