【题目】工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇,其反应方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O。请回答下列问题:
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如图1所示:
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式______________________________,该反应的△S_______0(填“>”或“<”或“=”),在________情况下有利于该反应自发进行(填“低温”或“高温”)。
(2)如果上述反应方程式的平衡常数K值变大,则该反应_________(选填编号)。
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)若反应容器的容积为2.0L,CO2和H2的起始浓度分别为0.10 mol·L-1和0.30 mol·L-1。
①若反应时间为4.0min,容器内气体的密度减少了2.0g/L,则在这段时间内CO2的平均反应速率为__________。
②若反应在t1时达到平衡,过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图2所示.保持其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)______________。
【答案】3H2(g) + CO2(g)=CH3OH(l)+ H2O(l) ΔH=-50kJ/mol < 低温 AD 0.01mol/(L·min)
【解析】
(1)根据题意可得热化学方程式:①CO(g)+H2O(l)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ/mol;②CO(g) +H2(g)=CH3OH(l)ΔH=-91kJ/mol;根据盖斯定律,由②-①,整理可得3H2(g) + CO2(g)=CH3OH(l)+ H2O(l)ΔH=-50kJ/mol;由方程式可知,该反应是一个体系的混乱程度减小的反应。所以△S<0;由于该反应的正反应是放热反应,所以反应在低温情况下有利于该反应自发进行;
(2)由于该反应的正反应是放热反应,所以上述反应方程式的平衡常数K值变大,则平衡正向移动。由于K只与温度有关,而与压强、浓度等无关,所以只有温度降低才可以满足条件。当降温时,V正、V逆都减小,V逆减小的多,V正>V逆,平衡正向移动,逆反应速率先减小后又略有增加。答案选AD;
(3)①反应的容器容积为2.0L,容器内气体的密度减少了2.0g/L,则气体的质量减少了2.0g/L×2.0L=4.0g。其中减少的CO2的质量为4×=3.52g;所以Δn(CO2)=
=
=0.08mol,因此V(CO2)=
=
= 0.01mol/(L·min);
②当保持其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,瞬间二氧化碳浓度、氢气增大,为c(CO2)=0.05mol/L,c(H2)=0.15mol/L,平衡向右移动,设消耗c(CO2)=xmol/L,则消耗c(H2)=3xmol/L,平衡时各物质的浓度分别为c(CO2)=(0.05-x)mol/L,c(H2)=(0.15-3x)mol/L,平衡常数不变。即=
,解得x=0.025mol/L,则t2达到新的平衡时c(CO2)=0.025mol/L。故t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线为如图所示
。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在1 L密闭容器中,把1mol A和1 mol B混合发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),当反应达到平衡时,生成0.4 mol D,并测得C的平衡浓度为0.4 mol/L,下列叙述中不正确的是( )
A.x的值为2B.A的转化率为40%
C.B的平衡浓度为0.8 mol/LD.D的体积分数为20%
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的密度不再变化时 ②容器内气体的压强不再变化时 ③混合气体的总物质的量不再变化时 ④B的物质的量浓度不再变化时 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化时 ⑥v正(B)=2v逆(C)时
A. ①④⑤⑥B. ②③⑥C. ②④⑤⑥D. 只有④
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知一些物质之间存在如图所示的三角关系:
①图中每个小三角形的三种物质中至少含有一种相同元素;
②D为固体单质,O为气体单质,其余物质为常见化合物;
③C能使品红溶液褪色,也能使澄清的石灰水变浑浊;
④E为淡黄色化合物,与L反应生成O;
⑤L和J的水溶液可生成K;
⑥H是红棕色气体,可形成酸雨。
请回答下列问题:
(1)E的电子式为__,结构中含有__(填“离子键”、“极性键”、“非极性键”),写出E→F的离子反应方程式___。
(2)K的化学式为__,写出L和J的水溶液生成K的化学方程式___。
(3)I的浓溶液具有强__性(填“氧化”、“还原”),该浓溶液与C反应的化学方程式为__。
(4)A与C具有相同的元素组成,则A的化学式为__,写出C转化为A的化学反应方程式__。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】乙炔、乙烯均是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)1902年,Sabatier首次发现,常压下过渡金属可以催化含有双键或叁键的气态烃的加氢反应。
①已知:C2H2(g)+H2(g)═C2H4(g)△H1=-174.3kJ·mol—1
K1(300K)=3.37×1024
C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g)△H2═-311.0kJ·mol一l
K2(300K)═1.19×1042
则反应C2H4(g)+H2(g)═C2H6(g)的△H=___kJ·mol一1,K(300K)=__(保留三位有效数字)。
②2010年Sheth等得出乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理(如图)。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。
上述吸附反应为____(填“放热”或“吸热”)反应,该历程中最大能垒(活化能)为____kJ·mol-1,该步骤的化学方程式为____。
(2)在恒容密闭容器中充入乙烯,一定条件下发生反应C2H4(g)C2H2(g)+H2(g)。乙烯的离解率为a,平衡时容器内气体总压强为P总,则分压p(C2H4)═___(用p总和a表示)。
(3)用如图装置电解含CO2的某酸性废水溶液,阴极产物中含有乙烯。
该分离膜为___(填“阳”或“阴”)离子选择性交换膜;生成乙烯的电极反应式为___。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】把温度为,浓度为
和
的碱溶液各50mL混合
设溶液的密度均为
,比热容为
,轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下:
反应物 | 起始温度 | 终止温度 |
| 20 |
|
| 20 |
|
则反应的焓变约为(单位:
)
A.B.
C.D.缺少数据,无法计算
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=﹣190kJ/mol。下列说法正确的是
A.CH3OH的燃烧热为190kJ/mol
B.该反应说明CH3OH比H2稳定
C.反应中的能量变化与反应体系的温度和压强无关
D.CO2(g)+2H2(g)=CH3OH(g)+O2(g) ΔH=+190kJ/mol
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:A+3B2C若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V升,其中C气体的体积占10%,下列推断正确的是( )
①原混和气体的体积为1.2V升;
②原混和气体的体积为1.1V升;
③反应达平衡时气体A消耗掉0.05V升;
④反应达平衡时气体B消耗掉0.05V升。
A.②③B.②④C.①③D.①④
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】为探究某难溶性盐X(仅含三种常见元素)的组成,设计并完成以下实验(流程中部分物质已略去):
已知:气体A和气体B所含元素相同,都是无色无味气体,固体C为纯净物且具有磁性,单质D是目前建筑行业应用最广泛的金属。
根据上述信息,回答下列问题:
(1)盐X的化学式为____,B的化学式为____。
(2)无水条件下,少量NaH就能与固体C反应并放出大量的热,写出该反应的化学方程式:____。
(3)将产生的气体A全部被100mL0.35mol·L-1氢氧化钠溶液充分吸收,反应的总离子方程式为____。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com