隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍重視. 目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應原理,現(xiàn)進行如下實驗,在485℃時,在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應合成甲醇.
(1)請完成CO2和3mol H2反應合成甲醇的熱化學方程式:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+
 
 
),△H=-49.0kJ/mol
(2)測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示.
①從反應開始到平衡,氫氣的平均反應速率v(H2)=
 
mol/(L?min).
②該反應的平衡常數(shù)表達式為K=
 

據(jù)圖中提供的數(shù)據(jù)計算在該溫度下的K值.K=
 
.(保留三位有效數(shù)字)
(3)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是
 
(多選扣分).
A.容器中壓強不變的狀態(tài)       
B.混合氣體中 c(CO2)不變的狀態(tài) 
C.v(H2O)=3v(H2)           
D.混合氣體的密度保持不變的狀態(tài)
E.用CO2、H2、CH3OH的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率的比為1:3:1的狀態(tài)
F.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
(4)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
 

A.升高溫度                        B.充入He(g),使體系壓強增大
C.將H2O(g)從體系中分離            D.再充入1mol CO2和3mol H2
考點:化學平衡狀態(tài)的判斷,化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素
專題:化學平衡專題
分析:(1)根據(jù)原子守恒完成方程式;
(2)①根據(jù)v=
△c
△t
結(jié)合反應速率之比等于化學計量數(shù)之比計算反應速率;
②根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積計算;
(3)根據(jù)達到平衡狀態(tài),各組分的濃度不變,正逆反應速率相等進行判斷;
(4)根據(jù)使
n(CH3OH)
n(CO2)
增大應使平衡向正反應方向移動分析.
解答: 解:(1)根據(jù)原子守恒可知,方程式右邊比左邊少2個H原子、1個O原子,組成的物質(zhì)為H2O,該溫度下為氣態(tài),
故答案為:H2O(g);
(2)①v(CO2)=
1.00mol/L-0.25mol/L
10min
=0.075mol/(L?min),
則v(H2)=3×v(CO2)=0.225mol/(L?min),
故答案為:0.225;
②平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積,即k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2c3(H2)
;
達到平衡時,c(CO2)=0.25mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,c(H2O)根據(jù)反應方程式,反應氫氣的消耗難度為二氧化碳的3倍,所以平衡狀態(tài)時氫氣的濃度為:0.75mol/L;c(H2O)=0.75mol/L,
K=
0.75×0.75
0.25×0.753
≈5.33,
故答案為:
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2c3(H2)
;5.33;
(3)A.容器中壓強不變的狀態(tài),反應兩邊氣體的體積不相等,壓強不變,證明正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài),故A正確;
B.混合氣體中 c(CO2)不變的狀態(tài),各組分的濃度不變,正逆反應速率,達到了平衡狀態(tài),故B正確;
C.v(H2O)=3v(H2),逆反應速率大于正逆反應速率,沒有達到平衡狀態(tài),故C錯誤;
D.混合氣體的密度保持不變的狀態(tài),反應兩邊都是氣體,容器的容積不變,氣體的密度始終不變,所以密度無法判斷平衡狀態(tài),故D錯誤;
E.用CO2、H2、CH3OH的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率的比為1:3:1的狀態(tài),反應速率的大小,無法判斷正逆反應速率是否相等,故E錯誤;
F.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài),反應兩邊氣體的體積不相等,質(zhì)量相等,平均相對分子質(zhì)量不再改變,說明達到了平衡狀態(tài),故F正確;
故答案為:A B F              
(4)A.該反應正反應為放熱反應,則升高溫度平衡向逆反應方向移動,故A錯誤;
B.充入He氣,參加反應的物質(zhì)的濃度不變,平衡不移動,故B錯誤;
C.將H2O(g)從體系中分離,生成物濃度減小,平衡向正反應方向移動,故C正確;
D.再充入1molCO2和3molH2,反應物濃度增大,平衡向正反應方向移動,故D正確.
故答案為:CD.
點評:本題考查較為綜合,涉及反應速率、平衡常數(shù)、平衡移動以及電化學等知識,題目難度不大,注意把握影響平衡移動的因素以及平衡移動方向的判斷.
練習冊系列答案
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關(guān)于NaHSO4的分類正確的是( 。
A、酸B、氧化物C、鹽D、堿

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(1)1.5molH2SO4的質(zhì)量是
 
g,其中含有
 
mol H,含有
 
g氧元素.
(2)9.03×1023個氨(NH3)分子含
 
mol氨分子,
 
mol氫原子,
 
mol質(zhì)子,
 
個電子.
(3)硫酸鋁的化學式為
 
,0.2mol硫酸鋁中有
 
molAl3+,
 
個SO42-
(4)0.5mol H2O與
 
g硫酸所含的分子數(shù)相等,它們所含氧原子數(shù)之比是
 
,其中氫原子數(shù)之比是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( 。
A、常溫下,23g NO2含有NA個氧原子
B、標準狀況下,22.4LCCl4含有NA個CCl4分子
C、1molCH4分子中含有2 NA個氫原子
D、0.5mol/L NaCl溶液中含有0.5NA個Na+

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已知相同溫度下的溶解度:Zn(OH)2>ZnS,MgCO3>Mg(OH)2,就溶解或電離出S2-的能力而言:FeS>H2S>CuS,則下列離子方程式錯誤的是( 。
A、Zn2++S2-+2H2O═Zn(OH)2↓+H2S↑
B、Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH-═Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
C、FeS+2H+═Fe2++H2S↑
D、Cu2++H2S═CuS↓+2H+

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科目:高中化學 來源: 題型:

完成下列方程式并指出反應類型
方程式 反應類型
①乙烷生成一氯代物
②丙烯通入溴水中
③丙烯加聚
④實驗室制備乙烯
⑤苯的硝化
⑥苯的溴代
⑦CH3-CH=CH2+Cl2
 
+HCl
高錳酸鉀
⑨CH2=CHCH3
高錳酸鉀
⑩1-溴丙烷與氫氧化鈉水溶液
?2-溴丙烷與氫氧化鈉的乙醇溶液共熱
?乙醇與金屬鈉反應
?乙醇與乙酸
?丙醇的催化氧化
?2-丙醇的催化氧化
?苯酚與氫氧化鈉溶液
?苯酚滴加到溴水中
?乙醛與新制氫氧化銅懸濁液加熱
?乙醛與銀氨溶液水浴加熱
?乙醛與氫氰酸

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科目:高中化學 來源: 題型:

在恒溫條件下,一定體積的容器中放入3L氣體R和2L氣體Q,在一定條件下發(fā)生反應:4R(g)+3Q(g)?2X(g)+nY(g),反應達平衡后,容器內(nèi)溫度不變,混合氣體的壓強比原來減小15%,則反應中方程式的n值是( 。
A、4B、5C、6D、7

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列反應屬于氧化還原反應,但水既不是氧化劑又不是還原劑的是( 。
A、2F2+2H2O=4HF+O2
B、Cl2+H2O=HCl+HClO
C、SO2+O2=H2SO3
D、2Na+H2O=2NaOH+H2

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科目:高中化學 來源: 題型:

用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列敘述不正確的是( 。
A、7.8g由Na2S和Na2O2組成的混合物中,含有的陰離子數(shù)為0.1NA
B、100g46%的乙醇水溶液中,含有的氫原子總數(shù)為6NA
C、在精煉銅或電鍍銅的過程中,當陰極析出32g銅,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA
D、65g鋅與一定量濃硫酸恰好完全反應,生成氣體的分子數(shù)為NA

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