【題目】甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料,工業(yè)上用CO和H2在一定條件下制備CH3OH的反應(yīng)為: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH

(1)T℃時,在體積為1L的恒容密閉容器中,充入2molCO和4molH2,一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),測得CO(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖一所示。

①反應(yīng)2min到5min,用氫氣表示的平均反應(yīng)速率v(H2)=___________。

②下列說法正確的是______________(填字母序號)。

A.達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為50%

B.5min后容器中壓強不再改變

C.達到平衡后,再充入氬氣,反應(yīng)速率增大

D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)

E.加入催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,同時提高 CO和H2平衡的轉(zhuǎn)化率

③下列敘述可以說明該反應(yīng)在該條件下已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是:______(填字母序號)。

A.混合氣體密度不發(fā)生改變 B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變

C.v(CO)=2v(H2)D.n(CO)與n(H2)的比值不變

(2)某溫度下,在一容積可變的恒壓密閉容器中分別充入1molCO和1.2molH2,達到平衡時容器體積為2L,且含有0.5molCH3OH(g),則該反應(yīng)平衡常數(shù)的值為_______,此時向容器中再通入0.3molCO和0.3molCH3OH(g),則此平衡將______________移動。(填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“向逆反應(yīng)方向”)

(3)若壓強、投料比x=n(CO)/n(H2)對反應(yīng)的影響如圖二所示,則圖中曲線所示的壓強關(guān)系:p1_____p2(填“=”“>”或“<”)。

(4)工業(yè)上另一種合成甲醇的方法是利用CO2和H2,己知:CH3OH、H2的燃燒熱(ΔH)分別為-726.9kJ/mol、-285.8kJ/mol,則常溫下CO2和H2反應(yīng)生成CH3OH(l)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式______________________________________________

【答案】1/3mol/(Lmin) B B 100 向逆反應(yīng)方向 < CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-130.5kJ/mol

【解析】

(1)① 反應(yīng)2min到5min,甲醇的濃度變化量為1.5-1=0.5mol/L,v(CH3OH)=0.5/(5-2)=1/6 mol/(Lmin),根據(jù)速率之比和系數(shù)成正比關(guān)系可知,v(H2)=2 v(CH3OH)=1/3mol/(Lmin);綜上所述,本題答案是:1/3mol/(Lmin)。

②A.結(jié)合三段式可知:設(shè)CO的消耗量為xmol,

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始量 2 4 0

變化量 x 2x x

平衡量 2-x 4-2x x

根據(jù)圖像可知:2-x=0.5,x=1.5 mol;達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為1.5/2×100%=75% ,錯誤;

B.5min后反應(yīng)達到平衡,該反應(yīng)是一個氣體體積減小的反應(yīng),當(dāng)容器中壓強不再改變時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),正確;

C.恒溫恒容條件下,達到平衡后,再充入氬氣,總壓增大分壓不變,速率不變,錯誤;
D.2min前后,反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進行,v(正)(逆),故D錯誤
E.加入催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,但是平衡不移動,不能提高 CO和H2平衡的轉(zhuǎn)化率,錯誤;

綜上所述,本題選B。

③A.反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變,容器的體積不變,所以混合氣體的密度不發(fā)生改變 ,恒為定值,不能判定反應(yīng)達到平衡狀態(tài),錯誤

B. 反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變,反應(yīng)向右混合氣體的總量減小,因此混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),正確;

C. 正逆反應(yīng)的速率比等于系數(shù)比一定達到平衡狀態(tài),所以v(CO)=2v(H2)不一定平衡,錯誤;

D. 根據(jù)(A)可知n(CO):n(H2)=(2-x):(4-2x)=1:2,所以n(CO)與n(H2)比值是定量,定量不變不一定平衡,錯誤;

綜上所述本題選B。

(2) CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

開始 1 1.2 0

轉(zhuǎn)化 0.5 1 0.5

平衡 0.5 0.2 0.5

平衡時各物質(zhì)濃度為:c(CO)=0.5/2=0.25mol/L c(H2)= 0.2/2=0.1 mol/L, c(CH3OH )=0.5/2=0.25mol/L, 則該反應(yīng)平衡常數(shù)的值為0.25/(0.25×0.12)=100;此時向容器中再通入0.3molCO和0.3mo1CH3OH(g),容器的體積變?yōu)?.8×2/1.2=3L,Q=(0.8/3)/[(0.8/3)×(0.2/3)2]>100,所以此平衡將逆向移動;綜上所述,本題答案是:100,向逆反應(yīng)方向。

(3)增大壓強平衡正向移動,氫氣的百分含量降低,所以p1<p2;綜上所述,本題答案是:<。

(4)CH3OH、H2的燃燒熱(△H)分別為-726.9kJ/mol、-285.8kJ/mol,則①CH3OH(l)+3/2 O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=--726.9kJ/mol;②H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律②×3-① ,得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-130.5kJ/mol;綜上所述,本題答案是CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-130.5kJ/mol。

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】金屬及其化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。

1三氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酸乙酯時,會生成紫色配合物,其配離子結(jié)構(gòu)如圖所示:

①此配合物中,鐵離子價電子排布圖為_____

②此配離子中碳原子的雜化軌道類型為_____;

③此配離子中含有的化學(xué)鍵為_____。

A離子鍵 B金屬鍵 C極性鍵 D非極性鍵 E配位鍵 F氫鍵 Gσ Hπ

2NO2-與鈷鹽形成的配離子[Co(NO2)6]3-可用于檢驗K+的存在。NO2-離子的VSEPR模型名稱為_____K3[Co(NO2)6]是黃色沉淀,該物質(zhì)中四種元素的電負性由大到小的順序是_____。

3研究物質(zhì)磁性表明:金屬陽離子含未成對電子越多,則磁性越大,磁記錄性能越好。離子型氧化物V2O5CrO2其中適合作錄音帶磁粉原料的是_____。

4錳的一種配合物的化學(xué)式為Mn(BH4)2(THF)3寫出兩種與BH4-互為等電子體的微粒_____(請寫一個分子和一個離子)。

5ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛,立方ZnS晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,a的配位數(shù)為_____,已知晶胞密度為ρ g/cm3,則相鄰2b微粒之間的距離為_____nm(列計算式)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具。如圖是元素周期表中的一格,從中獲取的信息不正確的是(

A. 該元素的元素符號為Te

B. 該元素屬于金屬元素

C. 該元素的原子核外有52個電子

D. 該元素的相對原子質(zhì)量為127.6

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖是采用新能源儲能器件將CO2轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物,實現(xiàn)CO2的固定和儲能靈活應(yīng)用的裝置。儲能器件使用Li-CO2電池,組成為:釕電極/CO2飽和的LiClO4-DMSO電解液/鋰片。下列說法不正確的是

A. Li-CO2電池的電解液由LiClO4DMSO溶于水得到

B. CO2的固定中,每轉(zhuǎn)移8 mol e-,生成6 mol氣體

C. 過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

D. 過程的釕電極的電極反應(yīng)式為2Li2CO3+C-4e-═4Li++3CO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,將其平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶解9.6 g銅粉;向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示(假設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物為NO氣體)。下列分析或結(jié)果正確的是

A. 原混合溶液中NO3-的物質(zhì)的量為0.2 mol

B. OA段產(chǎn)生的是氫氣

C. BC段產(chǎn)生NO

D. 原混合溶液中H2SO4的濃度為1.25mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】許多非金屬元素是重要的化工原料,某學(xué)習(xí)小組對某些非金屬的化合物性質(zhì)和制備進行如下實驗探究:

.探究實驗一:將一定量的濃H2SO4與足量Zn置于裝置A中充分反應(yīng),對反應(yīng)后的氣體X進行氣體成分分析

回答下列問題:

(1)氣體X可能是________。(水蒸氣除外)

(2)酸性高錳酸鉀溶液的作用是________

(3)D、E裝置用于證明氣體X中的另一種組分,按照D、E裝置順序觀察到的實驗現(xiàn)象分別是____、______。

.下圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置(夾持設(shè)備及A中酒精燈已略)。

(1)實驗室制氯氣的離子方程式為________

(2)裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性,為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入物質(zhì)的組合是_______(填編號)

編號

a

b

c

d

干燥的有色布條

干燥的有色布條

濕潤的有色布條

濕潤的有色布條

堿石灰

硅膠

濃硫酸

無水氯化鈣

濕潤的有色布條

濕潤的有色布條

干燥的有色布條

干燥的有色布條

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是用于干燥、收集并吸收多余氣體的裝置,下列方案正確的是(  )

選項

X

收集氣體

Y

A

堿石灰

氯氣

氫氧化鈉

B

堿石灰

氯化氫

氫氧化鈉

C

氯化鈣

二氧化硫

氫氧化鈉

D

氯化鈣

一氧化氮

氫氧化鈉

A. AB. BC. CD. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸是用途廣泛的化工原料,可作脫水劑、吸水劑、氧化劑和催化劑等。

(1)工業(yè)制硫酸銅的方法很多。

①方法一、用濃硫酸和銅制取硫酸銅。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________

②方法二、用稀硫酸、銅和氧化鐵制取硫酸銅,生產(chǎn)的主要過程如上圖所示:稀硫酸和氧化鐵反應(yīng)的離子方程式是_________________________;銅和上述反應(yīng)得到的物質(zhì)反應(yīng)的離子方程式是_______________;向混合溶液中通入熱空氣的反應(yīng)的離子方程式是____________________;分離藍色濾液和紅褐色沉淀的實驗操作是_____________________

(2)氨法脫硫技術(shù)可吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,同時制得硫酸銨。主要的工藝流程如下圖所示:

①吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。

②檢驗硫酸銨中的NH4+的操作是__________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)在我們把無污染、無公害的食品叫做綠色食品,而最初,專家把綠色植物通過光合作用轉(zhuǎn)化的食品叫做綠色食品,海洋提供的食品叫做藍色食品,通過微生物發(fā)酵制得的食品叫做白色食品,根據(jù)最初的說法,下列屬于藍色食品的是(  )

A.大米B.海帶C.食醋D.西紅柿

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