物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol•L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
分析 (1)煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應(yīng),生成CO和H2;
(2)利用蓋斯定律結(jié)合已知反應(yīng)的熱方程式計(jì)算;
(3)①根據(jù)Qc=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})×c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$計(jì)算,然后比較與k的大小,再判斷反應(yīng)方向;
②根據(jù)方程式計(jì)算平衡常數(shù),然后利用三段式法解答;
③當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,根據(jù)密度和平均相對(duì)分子質(zhì)量的公式進(jìn)行分析解答該題.
解答 解:(1)煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應(yīng),生成CO和H2的過(guò)程:C+H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H2,
故答案為:C+H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H2;
(2)由蓋斯定律可知,通過(guò)①×2+②+③可得所求反應(yīng)方程式,則△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol,一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可減少CO2的濃度或分離出二甲醚,由于反應(yīng)放熱,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率減小,催化劑不影響平衡移動(dòng),而增加CO的濃度,CO的轉(zhuǎn)化率反而減;
故答案為:-246.4 kJ•mol-1;c、e;
(3)①Q(mào)c=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})×c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$=$\frac{0.6×0.6}{0.4{4}^{2}}$=1.86<400,故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,
故答案為:>;
②2CH3OH(g)≒CH3OCH3(g)+H2O(g)
某時(shí)刻濃度(mol•L-1):0.44 0.6 0.6
轉(zhuǎn)化濃度(mol•L-1):2x x x
平衡濃度(mol•L-1):0.44-2x 0.6+x 0.6+x
K=$\frac{(0.6+x)^{2}}{(0.44-2x)^{2}}$,解得x=0.2mol/L,
故平衡時(shí)c(CH3OH)=0.44mol/L-0.2mol/L×2=0.04mol/L,
起始時(shí)在密閉容器中加入CH3OH,
則起始時(shí)甲醇的濃度為0.44moL/L+0.6mol/L×2=1.64mol/L,平衡時(shí)c(CH3OH)=0.04mol/L,
則10min轉(zhuǎn)化甲醇1.64moL/L-0.04moL/L=1.6mol/L,
所以甲醇的反應(yīng)速率為v(CH3OH)=$\frac{1.6mol/L}{10min}$=0.16 mol/(L•min),
故答案為:0.04 mol•L-1; 0.16 mol/(L•min);
③A.反應(yīng)物和生成物中氣體的計(jì)量數(shù)之和相等,容器中壓強(qiáng)不變,不能證明達(dá)到了平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)前后氣體的體積和質(zhì)量均不變,所以密度始終不會(huì)變化,所以混合氣體的密度不再變化不能說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.CH3OH與H2O的濃度之比為1:2,不能說(shuō)明反應(yīng)物的濃度保持不變,所以不能說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D.單位時(shí)間內(nèi),消耗2mol CH3OH表示正反應(yīng)速率,同時(shí)消耗1molH2O表示逆反應(yīng)速率,而且正逆速率之比等于計(jì)量數(shù)之比,所以能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;
故答案為:D.
點(diǎn)評(píng) 本題考查綜合考查了化學(xué)平衡的有關(guān)知識(shí),題目難度中等,注意“始、轉(zhuǎn)、平”是解決有關(guān)化學(xué)平衡的“三段論”解題法,當(dāng)三組量一旦確定,可以解答有關(guān)平衡的平衡常數(shù)計(jì)算、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率、平衡時(shí)成分的體積分?jǐn)?shù)等的關(guān)鍵.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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A. | 4,5,3 | B. | 4,6,3 | C. | 6,3,4 | D. | 4,4,6 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | HCl和MgCl2 | B. | H2O和CO2 | C. | Ar和CCl4 | D. | NH4Cl和Na2O |
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