工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。圖1表示反應(yīng)中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2 L的密閉容器中加入4 mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化。
請回答下列問題:
(1)在“圖1”中,曲線________(填:a或b)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于________(填:吸熱、放熱)反應(yīng)。
(2)下列說法正確的是________。
A.起始充入的CO為1 mol
B.增加CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率增大
C.容器中壓強(qiáng)恒定時,反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
D.保持溫度和密閉容器容積不變,再充入1 mol CO和2 mol H2,再次達(dá)到平衡時n(CH3OH)/n(CO)會減小
(3)從反應(yīng)開始到建立平衡,v(H2)=________;該溫度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為______。若保持其它條件不變,將反應(yīng)體系升溫,則該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)請在“圖3”中畫出平衡時甲醇百分含量(縱坐標(biāo))隨溫度(橫坐標(biāo))變化的曲線,要求畫壓強(qiáng)不同的2條曲線(在曲線上標(biāo)出P1、P2,且P1<P2)。
(5)已知CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9 kJ/mol
又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,請寫出32 g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
______________________________________________________________________。
(6)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。寫出用Co3+除去甲醇的離子方程式 。
(1)b(1分) 放熱(1分) 。2)C(1分)
(3)0.15 mol·L-1·min-1(2分) 12(2分) 減小(2分)
(4) 。2分)
(5)CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-280.9 kJ/mol(2分)
(6)6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+(2分)
【解析】
試題分析:(1)加入催化劑,能降低反應(yīng)的活化能,故b曲線是加入了催化劑的;圖中顯示,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故該反應(yīng)是放熱反應(yīng);(2)容器體積為2L,故CO的加入量為2mol,A錯;增加CO的濃度,其本身的轉(zhuǎn)化率降低,B錯;該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不同,故當(dāng)壓強(qiáng)不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);保持溫度和密閉容器容積不變,再按1:2充入CO和H2,平衡右移,CO的轉(zhuǎn)化率增大,故n(CH3OH)/n(CO)增大,D錯;(3)CO的變化量為0.75 mol·L-1,故H2的變化量為1.5 mol·L-1;該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K= = =12;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡左移,故平衡常數(shù)減;(4)壓強(qiáng)增大,平衡右移,甲醇的百分比增大;溫度升高,平衡左移,甲醇的百分比降低;(5)32 g的CH3OH(g)為1mol,①-2②可得。
考點:化學(xué)平衡
點評:化學(xué)平衡是歷年高考重中之重,考生一定要系統(tǒng)備考此知識點,同時配以練習(xí),掌握必要解題思路。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
c(CH3OH) |
c(CO)×c2(H2) |
c(CH3OH) |
c(CO)×c2(H2) |
n(CH3OH) |
n(CO) |
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