【題目】工業(yè)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)CO2H2反應(yīng)合成甲醇。在一恒溫、恒容密閉容器中充入2molCO26molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。請回答:

1)該密閉容器的容積是___。

2)達(dá)到未平衡狀態(tài)的時(shí)刻是___min(填“3”或“10”)

3)在前3min內(nèi),用H2濃度的變化表示的反應(yīng)速率v(H2)=___mol/(L·min)。

410min時(shí)體系的壓強(qiáng)與開始時(shí)壓強(qiáng)之比為__。

5)達(dá)平衡后H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是___。

6)已知:①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H=-90.1kJ/mol,②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(gH=-41.1kJ/mol,則CO2H2反應(yīng)合成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式__,反應(yīng)在10min內(nèi)所放出的熱量為__

【答案】2L 3 0.225 mol/(L·min) 30% CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H =-49 kJ/mol 98 kJ

【解析】

在一恒溫、恒容密閉容器中充入2molCO26molH2,從圖像可知,CO2的初始濃度為1mol/L,則體積= =2L,當(dāng)各物質(zhì)的濃度不再隨時(shí)間的變化而變化,而反應(yīng)處于平衡狀態(tài),由圖像可知,3minCO2CH3OH的濃度還在發(fā)生變化,10min后,CO2CH3OH的濃度不發(fā)生變化,故3min是未平衡狀態(tài),10min為平衡狀態(tài)。根據(jù)v=計(jì)算反應(yīng)速率;由圖可知,在第3min時(shí),根據(jù)v=可知二氧化碳反應(yīng)速率,二氧化碳與氫氣的速率之比等于它們的計(jì)量數(shù)之比,可算出氫氣的反應(yīng)速率;

4)10min時(shí)達(dá)到平衡,利用三段式,算出10min后氣體的物質(zhì)的量與開始時(shí)的物質(zhì)的量之比,在相同情況下,氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,可計(jì)算出10min時(shí)體系的壓強(qiáng)與開始時(shí)壓強(qiáng)之比為。達(dá)平衡后H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是=nH2O/n總,利用蓋斯定律①-②可得到正確的熱化學(xué)方程式。

1)在一恒溫、恒容密閉容器中充入2molCO26molH2,從圖像可知,CO2的初始濃度為1mol/L,則體積=n/v=2/1=2L,

故答案為:2L;

2)當(dāng)各物質(zhì)的濃度不再隨時(shí)間的變化而變化,而反應(yīng)處于平衡狀態(tài),由圖像可知,3minCO2CH3OH的濃度還在發(fā)生變化,10min后,CO2CH3OH的濃度不發(fā)生變化,故3min是未平衡狀態(tài),10min為平衡狀態(tài),

故答案為:3;

3)由圖可知,在第3min時(shí),根據(jù)v=可知二氧化碳反應(yīng)速率,二氧化碳與氫氣的速率之比等于它們的計(jì)量數(shù)之比,可算出氫氣的反應(yīng)速率;根據(jù)圖像可知,vCO2===0.075 mol/(L·min),根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),二氧化碳的氫氣的速率之比等于13,故vCO2vH2=13,vH2==3vCO2=3×0.075 mol/(L·min)=0.225 mol/(L·min),

故答案為:0.225 mol/(L·min);

4)列出三段式 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

mol/L 1 3 0 0

mol/L 0.75 2.25 0.75 0.75

mol/L 0.25 0.75 0.75 0.75

10min后達(dá)到平衡,10min時(shí)體系的壓強(qiáng)與開始時(shí)壓強(qiáng)之比為=,

故答案為:;

5)達(dá)平衡后H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)===30%

故答案為:30%;

6)已知:①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H1=-90.1kJ/mol,②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(gH2=-41.1kJ/mol,利用蓋斯律①-②得到CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=H1-H2=-90.1+41.1=-49 kJ/mol1molCO2完全反應(yīng)生成放出49 kJ的熱量,而題目所給的2molCO2完全反應(yīng),則放出的熱量98 kJ的熱量,

故答案為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H =-49 kJ/mol;98 kJ。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】有A、B、C、D四種短周期元素,它們的原子序數(shù)由A到D依次增大,已知A和B原子有相同的電子層數(shù),且A的L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的兩倍,C燃燒時(shí)呈現(xiàn)黃色火焰,C的單質(zhì)在點(diǎn)燃條件下與B的單質(zhì)充分反應(yīng),可以得到與D的單質(zhì)顏色相同的淡黃色固態(tài)化合物。試根據(jù)以上敘述回答:

(1)寫出AB2的電子式:______________;

(2)用電子式表示C2B的形成過程:__________________________________。

(3)寫出淡黃色固態(tài)化合物與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________________________

(4)請?jiān)O(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn),比較元素B、D的金屬性(或非金屬性)強(qiáng)弱:________________。

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【題目】南京大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)TiO2-x晶體中存在的晶體缺陷有利于提高導(dǎo)電性和提供鎂離子儲位,可用作新型鎂電池負(fù)極材料,該電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是(

A.放電時(shí),a為電池負(fù)極

B.充電時(shí),Mg2+b電極移動(dòng)

C.放電時(shí),a極的電極式為nMg2++V2O5+2ne-=MgnV2O5

D.充電時(shí),b極的電極式為MgnTiO2-x-2ne-=nMg2++TiO2-x

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2019年國際非政府組織全球計(jì)劃”124日發(fā)布報(bào)告:研究顯示,全球二氧化碳排放量增速趨緩。CO2的綜合利用是解決溫室問題的有效途徑。

(1)CO2催化加氫制甲醇的有關(guān)反應(yīng)及其在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示。

化學(xué)反應(yīng)

平衡常數(shù)

500℃

700℃

800℃

Ⅰ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)

1.0

1.70

2.52

Ⅱ.2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)

2.5

0.34

0.15

Ⅲ.3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH

ΔH___0(、”)。

②已知反應(yīng)的速率方程式:υ=k·c3(H2)·c(CO2),υ=k·c(CH3OH)·c(H2O),k、k為速率常數(shù)。反應(yīng)達(dá)到平衡后,僅升高溫度,k增大的倍數(shù)___k增大的倍數(shù)(大于、小于等于”)。

500℃時(shí),向恒容的密閉容器中加入1molCO21molH2,控制反應(yīng)條件只發(fā)生反應(yīng)。達(dá)到平衡后,只改變下列條件,能使CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大的是___(填選項(xiàng)字母)。

A.增大壓強(qiáng) B.降低溫度 C.再通入等物質(zhì)的量CO2H2 D.分離出部分水

(2)200℃時(shí),向5L帶氣壓計(jì)的恒容密閉容器中通入2molCO22molCH4發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g),測得初始壓強(qiáng)為P0kPa,反應(yīng)過程中容器內(nèi)總壓強(qiáng)(P)隨時(shí)間(t)變化(反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的溫度與起始溫度相同)如圖所示。

①該反應(yīng)過程中從0min2min壓強(qiáng)變化原因是___

04min內(nèi),反應(yīng)的平均反應(yīng)速率υ(CO2)=___。

③用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___。[氣體分壓(p)=氣體總壓(p氣體體積分?jǐn)?shù)]

(3)科學(xué)家提出利用CO2CH4制備合成氣”(CO、H2)可能的反應(yīng)歷程如圖所示。

注:C(ads)為吸附性活性炭,方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目、微粒的相對總能量[如第一個(gè)方框中1個(gè)CH4(g)+1個(gè)CO2(g)的相對總能量為E1eV,單位:eV]。其中,TS表示過渡態(tài)。

CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)ΔH=___kJ·mol-1(已知:1eV=1.6×10-22kJ)

②若E4+E1E3+E2,則決定制備合成氣反應(yīng)速率的反應(yīng)方程式為___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】向一定量的鐵、氧化亞鐵和氧化鐵的混合粉末中,加入100ml2mol/L的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448ml的氣體(SPT),在所得溶液中加入KSCN溶液無血紅色出現(xiàn).若用相同質(zhì)量的上述混合物粉末高溫下同足量的一氧化碳反應(yīng),可得到鐵的質(zhì)量是(

A.無法計(jì)算B.2.8gC.5.6gD.11.2g

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【題目】用下列裝置完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),合理的是( )。

A. 圖①:驗(yàn)證H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3 B. 圖②:收集CO2NH3

C. 圖③:分離Na2CO3溶液與CH3COOC2H5 D. 圖④:分離C2H5OHCH3COOC2H5

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某化學(xué)興趣小組進(jìn)行Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn):向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液,溶液無明顯變化,再加入少量雙氧水,溶液變紅,繼續(xù)滴加至過量,發(fā)現(xiàn)溶液紅色褪去,同時(shí)有氣泡生成.他們針對此異,F(xiàn)象展開探究,請回答有關(guān)問題:

(1)該小組對于產(chǎn)生氣體的原因有兩種猜測:

猜測一:__________________________________________

猜測二:紅色褪去可能是SCN-被H2O2氧化,同時(shí)產(chǎn)生的氣體中可能含有氮?dú)狻⒍趸、二氧化硫?/span>

(2)化學(xué)小組針對猜測二設(shè)計(jì)下面的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證氣體成分:

①試管A中盛放品紅溶液,若實(shí)驗(yàn)中品紅溶液褪色,證明氣體中含有____________;

②試管B中的溶液是酸性高錳酸鉀溶液,其目的是________________,預(yù)期試管B中的現(xiàn)象是________________________________。

③試管C中盛有澄清石灰水,目的是___________________;試管D和燒杯的作用是______________。④以上實(shí)驗(yàn)證明SCN-能被H2O2氧化.請寫出該反應(yīng)的離子方程式:___________________________________。

(3)根據(jù)題目信息及以上實(shí)驗(yàn)推斷,F(xiàn)e2+和SCN-中還原性較強(qiáng)的是_______,理由是_________。

(4)有人認(rèn)為SCN-的氧化產(chǎn)物可能還有硫酸根離子,請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)證明該假設(shè)是否正確_____________________________。

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【題目】過氧乙酸是一種綠色生態(tài)殺菌劑,結(jié)構(gòu)簡式為,可用乙酸與過氧化氫一定條件下反應(yīng)制得。下列說法不正確的是(

A.過氧化氫的電子式

B.乙酸溶于水:CH3COOH=CH3COO-+H+

C.過氧乙酸中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵

D.制備過氧乙酸的化學(xué)反應(yīng)方程式:CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O

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【題目】20mL0.5mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的燒堿溶液,混合溶液的溫度與所加NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )

A.a點(diǎn):c(CH3COOH)>c(OH-)+c(Na+)

B.醋酸的電離常數(shù):b點(diǎn)<a點(diǎn)

C.b點(diǎn):c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.5mol·L-1

D.c點(diǎn):n(OH-)-n(H+)-n(CH3COOH)=0.01mol

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