【題目】(1)參考合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù),回答下列問題:

溫度/℃

0

50

100

200

300

400

平衡常數(shù)

667

100

13

1.9×10-2

2.4×10-4

1×10-5

①該反應(yīng)正反應(yīng)是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng);

②在T℃時,1L密閉容器中,投入0.1molCO0.2molH2,達(dá)到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率為50%,則T=__________℃。

(2)CH3OH也可由CO2H2合成。在體積為1L的密閉容器中,充入lmolCO23molH2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol,測得CO2CH3OH(g)濃度隨時間變化如圖所示。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________;從反應(yīng)開始到10min,v(H2)=______mol·L-1·min-1;

②下列情況能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)

A.v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成

B.氣體的密度不再隨時間改變

C.CO2CH3OH的濃度之比不再隨時間改變

D.氣體的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間改變

③為了加快化學(xué)反應(yīng)速率且使體系中氣體的物質(zhì)的量增大,只改變下列某一條件,可采取的措施有___________ (填字母)

A.升高溫度 B.縮小容器體積 C.再充入CO2氣體 D.使用合適的催化劑

④相同溫度下,在另一個容積為1 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)和2molH2O(g),達(dá)到平衡時CO2的濃度____________(填“>”、“<”或“=”)0.25mol·L-1。

【答案】放熱 50 0.225 CD AC

【解析】

(1)①根據(jù)溫度與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系,結(jié)合平衡移動原理分析;

②根據(jù)CO的平衡轉(zhuǎn)化率計算該反應(yīng)的平衡常數(shù),結(jié)合表格數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的溫度;

(2)①根據(jù)平衡常數(shù)的含義書寫表達(dá)式,先根據(jù)圖象計算v(CO2),然后根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)關(guān)系計算從反應(yīng)開始到10minv(H2);

②根據(jù)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時各種物質(zhì)的濃度不變,含量不變,正逆反應(yīng)速率不變分析;

③根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素和化學(xué)平衡影響因素分析判斷;

④根據(jù)等效平衡分析判斷。

(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:升高溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)降低,說明:升高溫度化學(xué)平衡逆向移動,由于升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng);

②在T℃時,在1L密閉容器中,投入0.1molCO0.2molH2,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),達(dá)到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率為50%,則反應(yīng)的CO物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L,則同時反應(yīng)消耗H2的濃度為0.1mol/L,反應(yīng)產(chǎn)生的CH3OH(g)濃度為0.05mol/L,則平衡時c(CO)=0.05mol/L,c(H2)=0.1mol/L,則該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K==100,根據(jù)溫度與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系可知:反應(yīng)溫度為50℃;

(2)①化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,各種生成物濃度冪之積與各種反應(yīng)物濃度冪之積的比,對于反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;從反應(yīng)開始到10min,v(CO2)==0.075mol/(L·min),由于反應(yīng)用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率,速率比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)的比,所以從反應(yīng)開始到10min,v(H2)=3v(CO2)=0.225mol/(L·min);

A.v(CO2)消耗 =v(CH3OH)生成表示的是反應(yīng)正向進(jìn)行,不能說明為平衡狀態(tài),A錯誤;

B.容器的容積不變,反應(yīng)混合物都是氣體,在任何條件下氣體的密度都不變,因此不能根據(jù)氣體的密度不再隨時間改變判斷反應(yīng)處于平衡狀態(tài),B錯誤;

C.CO2CH3OH的濃度之比不再隨時間改變,說明反應(yīng)混合物中任何物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),C正確;

D.反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變,而氣體的物質(zhì)的量改變,若反應(yīng)混合物中,氣體的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間改變,說明氣體的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確;

故合理選項(xiàng)是CD;

A.升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率增大,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,氣體的物質(zhì)的量增大,A符合題意;

B.縮小容器體積物質(zhì)的濃度增大,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)體系壓強(qiáng)也隨之增大,增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動,氣體的物質(zhì)的量減小,B不符合題意;

C.再充入CO2氣體,即增大了反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大,化學(xué)平衡正向移動,總的來說氣體的物質(zhì)的量比原來增大,C符合題意;

D.使用合適的催化劑,化學(xué)反應(yīng)速率加快,但化學(xué)平衡不發(fā)生移動,因此氣體的物質(zhì)的量不變,D不符合題意;

故合理選項(xiàng)是AC;

④對于反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在體積為1L的密閉容器中,充入lmolCO23molH2,由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng),所以其等效起始狀態(tài)為向該容器中加入1mol CH3OH(g)和1molH2O(g),而現(xiàn)在是在另一個容積為1 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)和2molH2O(g),相當(dāng)于在1L密閉容器中加入1mol CH3OH(g)和1molH2O(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后再加入1mol CH3OH(g)和1molH2O(g),所以達(dá)到新的平衡時CO2的濃度大于原平衡時的濃度0.25mol/L。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖,在左試管中先加入2 mL 95%的乙醇,并在搖動下緩緩加入3 mL濃硫酸,再加入2 mL乙酸,充分搖勻。在右試管中加入5 mL飽和Na2CO3溶液。按圖連接好裝置,用酒精燈對左試管小火加熱35 min后,改用大火加熱,當(dāng)觀察到右試管中有明顯現(xiàn)象時停止實(shí)驗(yàn)。

(1)寫出左試管中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________。

(2)加入濃硫酸的作用:_________________。

(3)反應(yīng)開始時用酒精燈對左試管小火加熱的原因是____________________________(已知乙酸乙酯的沸點(diǎn)為77 ℃;乙醇的沸點(diǎn)為78.5 ℃;乙酸的沸點(diǎn)為117.9 );后改用大火加熱的目的是______

(4)分離右試管中所得乙酸乙酯和飽和Na2CO3溶液的操作為________(只填名稱),所需主要儀器為__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是( )

A.與過量濃硝酸反應(yīng),收集到氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則被還原的硝酸的數(shù)目是0.06NA

B.常溫常壓下,的乙二酸溶液中,總的離子數(shù)目大于0.15NA

C.常溫常壓下,與足量反應(yīng),共生成轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA

D.的溶液中,N()+N)+N(H2CO3)=NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),下列有關(guān)說法正確的是( )

A. 100mL12mol/L濃鹽酸與足量的MnO2加熱充分反應(yīng)生成Cl2分子數(shù)為0. 3 NA

B. 80gSO3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占體積約為22.4L

C. 向FeI2溶液中通入適量Cl2,當(dāng)有1 mol Fe2被氧化時,轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目為NA

D. 5.4g鋁粉與足量的氫氧化鈉溶液充分反應(yīng)生成H2分子數(shù)為0. 3 NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】作為加碘劑的食鹽在保存過程中,由于空氣中氧氣的作用,容易引起碘的損失。溶于溶液能發(fā)生的反應(yīng),在低溫條件下,可制得。下列說法不正確的是( )

A.其他條件相同的情況下,溶液中的溶解度大于在水中的溶解度

B.溶液中加入淀粉溶液,溶液變藍(lán)色

C.代替作為加碘劑,可以減少碘的損失

D.由于還原性,加入可以提高加碘鹽(添加)的穩(wěn)定性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下方法來合成甲醇:

(1)用CO2生產(chǎn)甲醇。

已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l) △H=﹣akJmol﹣1;

2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=﹣b kJmol﹣1

則表示CH3OH(g)燃燒的熱化學(xué)方程式為:____________________。

(2)用CO生產(chǎn)甲醇。

已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),下圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。

①該反應(yīng)的焓變ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。

②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_______K2 (填 “>”、“<”或“=”)。

③若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是______________。

A.升高溫度 B. 將CH3OH(g)從體系中分離

C.使用合適的催化劑 D. 充入He,使體系總壓強(qiáng)增大

(3)甲醇(CH3OH)可以用作燃料電池,該電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑,在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇,同時向一個電極通入空氣。負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是________________________,正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是_______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室制備的部分裝置如圖所示。請回答:

(1)裝置I中反應(yīng)生成的化學(xué)方程式為___________。

(2)已知在飽和溶液中溫度低于38℃時析出的晶體是,溫度高于38℃時析出的晶體是,溫度高于60℃分解生成。請補(bǔ)充從裝置反應(yīng)后的溶液中獲得晶體的操作步驟:①減壓,55℃蒸發(fā)結(jié)晶;②_________;③__________;④___________;得到成品。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】250mL同樣的NaOH的溶液,分別向其中逐漸通入一定量的CO2,得到甲和乙 兩種溶液,在甲和乙溶液中分別逐漸加入1mol/LHCl的鹽酸溶液,產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與所加入鹽酸的體積之間的關(guān)系如圖所示的關(guān)系。

請回答下列問題:

1)甲溶液中的溶質(zhì)是____,其物質(zhì)的量的比值是____

2)乙溶液中的溶質(zhì)是____,其物質(zhì)的量的比值是____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)室溫下,2g苯(C6H6)完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出83.6kJ的熱量,寫出1molC6H6完全燃燒的熱化學(xué)方程式:______。

2)已知:Fe2O3s)+Cs)=CO2g)+2Fes)△H=+akJmol-1;Cs)+O2g)=CO2g)△H=-bkJmol-1,則2Fes)+O2g)=Fe2O3s)的△H=________。

3)已知幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示:

化學(xué)鍵

ClCl

FF

ClF

鍵能/ kJ·mol1

242

159

172

則反應(yīng)Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)的△H=_____________ kJ·mol-1。

4)如圖是乙烷、二甲醚燃燒過程中的能量變化圖。

請回答下列問題:

①乙烷的燃燒熱ΔH=_______kJ·mol-1。

②根據(jù)題圖寫出二甲醚完全燃燒時的熱化學(xué)方程式__________

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