煤、天然气、石油综合利用是构建节约型、环境友好型社会的必然选择．（1）利用合成气可以合成甲醇、甲醛等有机物，其催化剂主要是铜、硅、铁、铝的氧化物．①氧原子的原子结构示

Question

煤、天然气、石油综合利用是构建节约型、环境友好型社会的必然选择．

（1）利用合成气可以合成甲醇、甲醛等有机物，其催化剂主要是铜、硅、铁、铝的氧化物．
①氧原子的原子结构示意图为___．
②下列有关铜、硅、铁、铝单质及其化合物性质的推断正确的是___．
A．常温下，它们的单质都不能和浓硝酸反应
B．它们的氧化物都能和稀硫酸反应
C．硅及其氧化物能和烧碱溶液、氢氟酸反应
D．以石墨为电极电解上述金属盐溶液可以制金属
（2）K=

c(CO)•c(H2)

c(•H2O)

是某化学反应的平衡常数表达式，该化学反应方程式为___．
（3）已知在400℃时，利用上述反应获得的氢气合成氨：
N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H<0   此温度平衡常数K=0.5
在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为1mol、0.5mol、1mol，则此时反应中氨气正反应速率___ 氨气逆反应速率（填“大小”、“小于”或“等于”）．
下列措施能提高合成氨反应速率和氢气转化率的是___．
A．升高温度   B．加入高效催化剂   C．及时分离氨气   D．缩小容器体积
（4）在固定体积的密闭容器中，进行化学反应：
CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）△H
①正反应是___反应（填“吸热”或“放热”）．
②在一定条件下，下列变化情况合理且表明该可逆反应达到平衡状态的是___．
A．容器内压强由大到小至不变      
B．混合气体平均相对分子质量不变
C．混合气体密度保持不变          
D．CH₄、H₂的消耗速率比为1：3
（5）在某密闭容器中充入一定量CH₄、CO₂，发生如下反应：
CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g），在一定条件下达到平衡状态时，CH₄、CO₂、CO、H₂的物质的量分别为2mol、1mol、4mol、4mol．则CH₄、CO₂的转化率比等于___．

Answer 1

（1）①氧原子核外有8电子，K、L层分别占据2、6个电子，氧原子结构示意图为，故答案为：；
②A、铝常温下发生钝化，铜能与浓硝酸反应，故A错误；
B、氧化铜氧化铁、氧化铝和稀硫酸反应，二氧化硅不和稀硫酸反应，故B错误；
C、硅、二氧化硅都能和氢氧化钠溶液、氢氟酸溶液反应，如硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气；硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和氢气，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，故C正确；
D、电解氯化铝溶液、氯化铁溶液得到氢氧化铝、氢氧化铁，因为铝离子、亚铁离子的还原性比氢离子弱，故D错误．
故答案为：C；
（2）根据平衡常数表达式知，有碳元素参与反应，又不列入平衡常数表达式，说明碳和水蒸汽反应生成一氧化碳和氢气，固态碳不列入平衡常数，反应的化学方程式为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g），故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；
（3）N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H<0   此温度平衡常数K=0.5
在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为1mol、0.5mol、1mol，c（NH₃）=2mol/L，c（H₂）=1mol/L，c（N₂）=2mol/L，浓度商Q=(22)/(1×2)=2>0.5，温度不变，平衡常数不变，反应向逆方向进行，即此时反应中氨气正反应速率小于氨气逆反应速率；
反应是气体体积减小的放热反应，提高合成氨反应速率和氢气转化率，增大压强、升高温度、增大浓度可以增大反应速率，平衡正向进行可以增大氢气的转化率；
A．升高温度增大反应速率，平衡逆向进行，氢气转化率减小，故A错误；   
B．加入高效催化剂增大反应速率，不改变化学平衡，氢气转化率不变，故B错误；   
C．及时分离氨气，增大氢气转化率，但反应速率减小，故C错误；
D．缩小容器体积，相当于增大压强，反应速率增大，平衡正向进行，氢气转化率增大，故D正确；
故答案为：小于；D；
（4）①从图象看，温度升高，平衡常数增大，平衡正向进行，所以正反应是吸热反应，故答案为：吸热；
②A、恒容恒温条件下，各物质都是气态，气体分子数由小到大，说明容器内气压增大，故A错误；
B、气体总质量不变，气体总物质的量由少到多，气体相对分子质量由大到小至不变时达到平衡状态，故B正确；
C、气体总质量和容器总体积始终不变，气体密度始终不变，不能判断平衡状态，故C错误；
D、消耗氢气速率与生成甲烷速率比为3：1，说明甲烷消耗和生成速率相等，达到平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
（5）在某密闭容器中充入一定量CH₄、CO₂，发生如下反应：
CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g），在一定条件下达到平衡状态时，CH₄、CO₂、CO、H₂的物质的量分别为2mol、1mol、4mol、4mol，设起始量二氧化碳和甲烷分别为a、b，则
        CO₂+CH₄ =2CO+2H₂
开始：a    b       0    0
变化  2 mol 2mool  4mol   4mol
平衡：1mol  2mol   4mol 4mol
a=3mol，b=4mol
则CH₄、CO₂的转化率=(2)/(4)：(2)/(3)=3：4，
故答案为：3：4．