甲醇是重要的化工原料和清潔液體燃料.工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)甲醇.甲醇制備的相關(guān)信息如表:
化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù) 平衡常數(shù)數(shù)值
 500℃ 800℃
 ①2H2O(g)+CO(g)?CH3OH(g) K1 2.5 0.15
 ②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g) K2 1.02.50 
 ③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) K3 2.50.375 
(l)反應(yīng)①是
 
反應(yīng)(選填“吸熱”“放熱”).
(2)請寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)表達(dá)式K3=
 
. 500℃時測得反應(yīng)③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol/L)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,此時v
 
v(選填“>”“<”“=”)
(3)若某溫度下反應(yīng)①從開始到平衡CO和CH3OH的濃度變化如圖一所示,則用H2濃度變化表示此段時間內(nèi)該反應(yīng)的平均速v(H2
 
,在3min內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率為多少
 
,若某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(P)的關(guān)系如圖二所示,則平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A
 
K(B)(選填“>”“<”“=”).

(4)一定溫度下,在體積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,可判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是
 
.(用相應(yīng)字母表示)
A.容器中總壓強不變       
B.混臺氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
C.混合氣體的密度不變     
D.CO2(g)或CO(g)的濃度不變.
考點:化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
專題:
分析:(1)分析圖表數(shù)據(jù),反應(yīng)①平衡常數(shù)隨溫度升高減小,平衡逆向進(jìn)行,正反應(yīng)是放熱反應(yīng);
(2)化學(xué)平衡常數(shù)指一定溫度下,可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)各生成濃度的系數(shù)次冪的乘積與各反應(yīng)物濃度的系數(shù)次冪的乘積的比值;
依據(jù)某時刻濃度商計算和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向;
(3)根據(jù)甲醇的濃度變化計算出反應(yīng)速率,利用計量數(shù)之比等于反應(yīng)速率之比,得到答案;在3min內(nèi)CO濃度由1.00mol/L減少到0.50mol/L,;平衡常數(shù)隨溫度變化;
(4)依據(jù)化學(xué)平衡標(biāo)志分析判斷,正逆反應(yīng)速率相同,各組分含量保持不變分析選項.
解答: 解:(1)分析圖表數(shù)據(jù),反應(yīng)①平衡常數(shù)隨溫度升高減小,平衡逆向進(jìn)行,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故答案為:放熱;
(2)反應(yīng)③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K3=
c(CH3OH)?c(H2O)
c3(H2)?c(CO2)
;
在500℃、2L的密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)③,測得反應(yīng)③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的濃度(mol/L)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,Q=
c(CH3OH)?c(H2O)
c3(H2)?c(CO2)
=
0.15×0.3
0.83×0.1
=0.88<K3=2.5,反應(yīng)正向進(jìn)行,V正>V逆,
故答案為:
c(CH3OH)?c(H2O)
c3(H2)?c(CO2)
;>;
(3)甲醇濃度變化為0.75mol/L,反應(yīng)速率為
0.75mol/L
10min
=0.075mol/(L?min),反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比,則氫氣反應(yīng)速率為甲醇反應(yīng)速率的3倍,故氫氣的反應(yīng)速率為:2×0.075mol/(L?min)=0.15mol/(L?min);
在3min內(nèi)CO濃度由1.00mol/L減少到0.50mol/L,其轉(zhuǎn)化率為
1.00mol/L-0.50ml/L
1.00mol/L
×100%=50%;
若某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(P)的關(guān)系如圖二所示,則平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)隨溫度變化,不隨壓強變化,則平衡常數(shù)K(A)=K(B);
故答案為:0.15mol/(L?min);50%;=;
(4)H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g),反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng),
A.反應(yīng)前后氣體體積不變,容器中總壓強不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A錯誤;
B.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,物質(zhì)的量不變,混臺氣體的平均摩爾質(zhì)量始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯誤;
C.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量體積不變,混合氣體的密度不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯誤;
D.CO2(g)或CO(g)的濃度不變是平衡標(biāo)志,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;
故答案為:D.
點評:本題考查了化學(xué)平衡影響因素,平衡常數(shù)計算分析判斷,平衡狀態(tài)的標(biāo)志等,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
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:

鋰原子比鎂原子少1個電子層,最外層電子數(shù)也比鎂原子少1,在周期表中鋰和鎂的位置關(guān)系存在有“對角線”關(guān)系,“對角線”關(guān)系的元素性質(zhì)存在相似性.下列關(guān)于鋰的判斷可能正確的是( 。
A、Li能在空氣中燃燒
B、Li2O熔點較低
C、Li2CO3能溶于水
D、LiOH受熱不易分解

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

現(xiàn)有含NaCl、Na2SO4、NaNO3的混合溶液,選擇適當(dāng)?shù)脑噭⿲⑵滢D(zhuǎn)化為相應(yīng)的沉淀或固體,從而實現(xiàn)Cl-、SO42-、NO3-的相互分離.可以選用的試劑為:稀硝酸、硝酸銀溶液、硝酸鋇溶液、碳酸鈉溶液,相應(yīng)的實驗過程可用如圖表示:

(1)寫出上述實驗過程中所用試劑的名稱:試劑1
 
,試劑2
 
,試劑3
 
,試劑4
 

(2)恰當(dāng)?shù)乜刂圃噭?的加入量的方法是
 

(3)加入過量試劑3的目的是
 

(4)操作①的名稱是
 
,加入適量試劑4后,獲得固體D的實驗操作④是
 
(填操作名稱)
(5)寫出加入適量試劑4后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
 

(6)寫出檢驗原混合溶液中的Cl-的實驗操作:
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等.已知碳酸錳難溶于水.一種運用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳,流程如下:

陰離子膜法電解裝置如圖所示:

(1)寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式:
 

(2)已知Ksp (Fe(OH)3)=4×10-38,假設(shè)溶液中Fe3+離子濃度為0.1mol?L-1,則開始生成Fe(OH)3 沉淀的pH是
 
,沉淀完全的pH是
 
.(可能用到的數(shù)據(jù):lg
30.4
=-0.1  lg
34
=0.2)
(3)已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表:
離子Fe3+A13+Fe2+Mn2+Mg2+
開始沉淀的pH1.23.77.07.89.3
沉淀完全的pH3.74.79.69.810.8
加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6,則“濾渣(待處理)”的成分是
 
 (寫化學(xué)式),濾液中含有的陽離子有H+
 
(寫符號).
(4)在浸出液里錳元素只以Mn2+的形式存在,且濾渣A中也無MnO2,請用離子方程式解釋原因:
 

(5)電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向,則A電極是直流電源的
 
極.實際生產(chǎn)中,陽極以稀硫酸為電解液,陽極的電極反應(yīng)式為
 

(6)該工藝之所以采用陰離子交換膜,是為了防止Mn2+進(jìn)入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資源浪費,寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

在相同溫度下,可逆反應(yīng)X(g)+Y(g)?2Z(g),在四個體積相等的密閉容器內(nèi)按下列配比進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時,Y的含量最低的是( 。
A、a mol X+a mol Y
B、2a mol Z
C、a mol X+a mol Z
D、a mol Y+a mol Z

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

共沉淀法制備磁性納米Fe3O4微粒的工藝流程如下:

(1)“共沉”制備Fe3O4粒子的離子方程式為
 

(2)
n(Fe3+)
n(Fe 2+)
對Fe3O4 粒子制備有較大的影響.
①若Fe3+過量,過量的Fe3+會生成副產(chǎn)物FeO(OH).生成副產(chǎn)物FeO(OH) 的離子方程式為
 

②實際投料時,
n(Fe 3+)
n(Fe 2+)
略小于理論反應(yīng)的比值,這是因為部分Fe2+會直接生成Fe3O4粒子,該反應(yīng)的離子方程式為
 

(3)檢驗“水基Fe3O4粒子”是否符合產(chǎn)品要求的方法是
 

(4)要使“水基Fe3O4粒子”符合產(chǎn)品要求,“共沉”時需不斷地強烈攪拌,主要原因是
 
,另一原因是使反應(yīng)充分進(jìn)行..
(5)檢驗Fe3O4中不同價態(tài)的鐵元素.選用的試劑是
 
(填字母代號).
a.濃鹽酸   b.稀硫酸   c.硫氰化鉀溶液   d.高錳酸鉀溶液   e.溴水.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

石墨能與熔融金屬鉀作用,形成石墨間隙化合物,鉀原子填充在石墨各層碳原子中.比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物,其化學(xué)式可寫作CnK,其平面圖形見圖,則n值為( 。
A、4B、6C、8D、12

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某同學(xué)欲用中和滴定的方法來測定某品牌的食用醋中的醋酸的物質(zhì)的量濃度.實驗具體步驟如下:①配制500mL濃度約為0.1mol?L-1的NaOH溶液;②用物質(zhì)X的標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確測定該NaOH溶液的濃度(X與氫氧化鈉按物質(zhì)的量比1:1完全反應(yīng));③用已知準(zhǔn)確濃度的NaOH溶液測定醋酸的濃度.
(1)稱量所需的NaOH固體置于大燒杯中,加入500mL蒸餾水,攪拌溶解.該配制步驟
 
(填“可行”或“不可行”).
(2)稱量時,因為NaOH在空氣中極易吸水,配制所得的NaOH溶液濃度通常比預(yù)期
 
(填“小”或“大”),這是不能直接配制其標(biāo)準(zhǔn)溶液的原因.
(3)查閱該食用醋的包裝說明如下:醋酸含量約為6g/100mL,換算成物質(zhì)的量濃度約為
 
 mol?L-1(已知醋酸的相對分子質(zhì)量為60)
(4)滴定前,滴定管需用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗,其操作方法是
 

(5)某同學(xué)在實驗前,將錐形瓶進(jìn)行了清洗后,水未倒盡,則造成滴定結(jié)果會
 
 (偏大、偏小或無影響)
(6)滴定時邊滴邊搖動錐形瓶,眼睛應(yīng)重點觀察
 

A.滴定管內(nèi)液面的變化
B.錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化
(7)滴定過程中,所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為
 

(8)若實驗過程如下:準(zhǔn)確量取該食用醋20.00mL,置于250mL錐形瓶中,再滴加酚酞指示劑,滴定達(dá)到終點時,酚酞指示劑由
 
色變成
 
色且30秒內(nèi)不變色即為終點.重復(fù)滴定兩次,平均消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL(NaOH溶液濃度為c mol?L-1).該食用醋中醋酸的物質(zhì)的量濃度=
 
 mol?L-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列關(guān)于氯水的敘述,正確的是( 。
A、新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子
B、新制的氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變藍(lán)后褪色
C、光照氯水有氣泡逸出,該氣體是Cl2
D、氯水放置數(shù)天后,pH值變小,漂白能力變?nèi)?/span>

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同步練習(xí)冊答案