【題目】目前工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,某研究小組對下列有關(guān)甲醇制取的三條化學(xué)反應(yīng)原理進行探究.已知在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)(K1、K2、K3)如表所示:
目前工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,某研究小組對下列有關(guān)甲醇制取的三條化學(xué)反應(yīng)原理進行探究.已知在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)(K1、K2、K3)如表所示:
化學(xué)反應(yīng) | 焓變 | 平衡常數(shù) | 溫度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | △H1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) | △H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | △H3 | K3 |
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)②是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(2)根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系,則K3=(用K1、K2表示),
△H3═(用△H1、△H2表示);根據(jù)反應(yīng)③判斷△S0(填“>”、“=”或“<”),在(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進行.
(3)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡正向移動,可采取的措施有(填寫字母序號).
A.縮小反應(yīng)容器的容積
B.擴大反應(yīng)容器的容積
C.升高溫度
D.降低溫度
E.使用合適的催化劑
F.從平衡體系中及時分離出CH3OH
(4)500°C時,測得反應(yīng)③在某時刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為0.1molL﹣1、0.3molL﹣1、0.3molL﹣1、0.15molL﹣1 , 則此時v正v逆(填“>”、“=”或“<”).
(5)根據(jù)表格測得焓變,下列能量關(guān)系圖合理的是 .
(6)某興趣小組研究反應(yīng)②的逆反應(yīng)速率在下列不同條件下隨時間的變化曲線,開始時升溫,t1時平衡,t2時降壓,t3時增加CO濃度,t4時又達到平衡.請畫出t2至t4的曲線.
【答案】
(1)吸熱
(2)K1×K2;△H1+△H2;<;較低
(3)ADF
(4)<
(5)AD
(6)解:
【解析】解:(1)反應(yīng)②平衡常數(shù)隨溫度升高增大,說明升高溫度平衡正向進行,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),
所以答案是:吸熱;(2)反應(yīng)①+②可得反應(yīng)③,則平衡常數(shù)K3=K1×K2 , 反應(yīng)③是氣體體積減小的反應(yīng)△S<0,反應(yīng)③3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)是氣體體積減小的反應(yīng)△S<0,分析反應(yīng)特征可知平衡常數(shù)K3=K1×K2 , 計算不同溫度下反應(yīng)③的平衡常數(shù),500°C時,K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5,800°C時,K3=K1×K2=2.52×0.15=0.375,結(jié)合溫度變化分析,隨溫度升高,平衡常數(shù)減小,平衡逆向進行,所以判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng),焓變△H<0,所以反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行,依據(jù)反應(yīng)①+②得到反應(yīng)③,所以平衡常數(shù)K3=K1×K2;所以△H3═△H1+△H2;
所以答案是:K1×K2;△H3═△H1+△H2;<;較低;(3)A.縮小反應(yīng)容器的容積,縮小反應(yīng)容器的容積,壓強增大,平衡向正向移動,故正確;
B.?dāng)U大反應(yīng)容器的容積,擴大反應(yīng)容器的容積,壓強減小,平衡逆向移動,故錯誤;
C.由于K3=K1×K2 , 由表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度平衡常數(shù)減小,平衡逆向移動,故錯誤;
D.由于K3=K1×K2 , 由表中數(shù)據(jù)可知,降低溫度平衡常數(shù)增大,平衡正向移動,故正確;
E.使用合適的催化劑,可以加快反應(yīng)速率,但不影響平衡移動,故錯誤;
F.從平衡體系中及時分離出CH3OH,生成物濃度減小,平衡正向移動,故正確,
故選:ADF;(4)500℃時K3=K1×K2=2.5,濃度商Qc= =16>K=2.5,反應(yīng)向逆反應(yīng)進行,故v(正)<v(逆),
所以答案是:<;(5)A、反應(yīng)②已經(jīng)平衡常數(shù)隨溫度變化分析為吸熱反應(yīng),反應(yīng)物能量低于生成物,圖象符合,故A正確;
B、催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡,平衡狀態(tài)不變,圖象不符合,故B錯誤;
C、①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),依據(jù)數(shù)據(jù)分析,平衡常數(shù)隨溫度 升高減小,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物能量高于生成物,圖象不符合,故C錯誤;
D、反應(yīng)③3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)是放熱鹽,反應(yīng)物能量高于生成物,圖象符合,故D正確;
所以答案是:AD;(6)反應(yīng)②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng),反應(yīng)的逆反應(yīng)速率在下列不同條件隨時間的變化曲線,開始時升溫,逆反應(yīng)速率增大,t1時平衡,t2時降壓,逆反應(yīng)速率減小,平衡不變,t3時增加CO濃度,此時刻逆反應(yīng)速率增大,隨反應(yīng)進行減小,大平衡狀態(tài)大于t2﹣t3平衡狀態(tài)的逆反應(yīng)速率,t4時又達到平衡,依據(jù)反應(yīng)速率影響分析繪制出去下變化;畫出t2至t4的曲線為如圖所示
;
所以答案是: .
【考點精析】通過靈活運用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征,掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動”即是動態(tài)平衡,平衡時反應(yīng)仍在進行;“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;與途徑無關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效)即可以解答此題.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列“試劑”和“試管中的物質(zhì)”不能完成“實驗?zāi)康摹钡氖牵?/span> )
實驗?zāi)康?/span> | 試劑 | 試管中的物質(zhì) | |
A | 羥基對苯環(huán)的活性有影響 | 飽和溴水 | ①苯②苯酚溶液 |
B | 甲基對苯環(huán)的活性有影響 | 酸性KMnO4溶液 | ①苯②甲苯 |
C | 苯分子中沒有碳碳雙鍵 | Br2的CCl2溶液 | ①苯②乙烯 |
D | 碳酸的酸性比苯酚強 | 石蕊溶液 | ①苯酚溶液②碳酸溶液 |
A.A
B.B
C.C
D.D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖中所涉及的A、B、C、D、E、F和G等都是中學(xué)化學(xué)教材中常見物質(zhì)。其中B、E為金屬單質(zhì),D為氣體。反應(yīng)① ②是置換反應(yīng),反應(yīng)① ② ③均在高溫下進行。A為常溫下最常見的液體,C有磁性,E、F既能溶于NaOH又能溶于HCl。
(1)C的化學(xué)式_____________, E與足量鹽酸反應(yīng)的離子方程式_________________;
(2)反應(yīng)③ 化學(xué)方程式_______________________;E加入過量的NaOH溶液對應(yīng)離子反應(yīng)方程式_______________________;
(3)G溶液中加入酸性的H2O2溶液后變黃色,對應(yīng)離子反應(yīng)方程式_________________;
(4)F與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法不正確的是 ( )
A.工業(yè)制取硫酸過程中生成的SO2可循環(huán)利用
B.鋼鐵因含雜質(zhì)而容易生銹,所以合金一定不耐腐蝕
C.沙子、石英、水晶、硅藻土都是天然存在的二氧化硅
D.在醫(yī)療上硫酸亞鐵可用作生產(chǎn)防治缺鐵性貧血的藥劑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對于ⅣA族元素,下列敘述中不正確的是( )
A. SiO2和CO2中Si和O,C和O之間都是共價鍵
B. C、Si、Ge的最外層電子數(shù)都是4,次外層電子數(shù)都是8
C. CO2和SiO2都是酸性氧化物,在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)
D. 該族元素的主要化合價是+4和+2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某科學(xué)實驗小組將6mol A和 8mol B 充入2L的密閉容器中,某溫度下,發(fā)生的反應(yīng)為A(g)+3B(g)C(g)+D(g)△H=﹣49.0 kJmol﹣1 . 測得B的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖所示(實線).
(1)下列時間段A的平均反應(yīng)速率最大的是(填選項字母,下同),最小的是 .
A.0~1min B.1~3min C.3~8min D.8~11min
(2)b點的正反應(yīng)速率(填“大于”“等于”或“小于”)逆反應(yīng)速率.
(3)平衡時B的轉(zhuǎn)化率為 , 該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K= .
(4)僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗,測得B的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示.則曲線Ⅰ改變的條件是 , 曲線Ⅱ改變的條件是 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖中能表示將Ba(OH)2溶液逐滴加入到硫酸鋁溶液中,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量(W)與加入Ba(OH)2溶液的體積(V)關(guān)系的是( )
A.
B.
C.
D.
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