19.甲醇(CH3OH)是一種優(yōu)質燃料,
(1)已知一定條件下88gCO2和足量氫氣完全反應三可生成氣態(tài)甲醇(CH3OH)和水蒸汽并放出98kJ的熱量.請回答:
①該反應的熱化學方程式:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.
②若生成3mol甲醇放出的熱量為147KJ.
(2)為探究用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理,現(xiàn)進行如下實驗:在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖.請回答:
①從反應開始到平衡,氫氣的反應速率:v(H2)=0.225 mol•L-1•min-1
②下列措施中能使v(CO2)增大的是AD.
A.加入催化劑                   B.充入He(g),使體系壓強增大
C.將H2O(g)從體系中分離      D.升高溫度
③能夠說明該反應已達到平衡的是AC.
A.恒溫、恒容時,容器內的壓強不再變化
B.恒溫、恒容時,容器內混合氣體的密度不再變化
C.一定條件下,CO2、H2和CH3OH的濃度不再變化
D.一定條件下,單位時間內消耗3molH2的同時生成1molCH3OH.
E.有2個C=O鍵斷裂的同時,有3個H-H鍵斷裂.

分析 (1)①根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算88gCO2和氫氣化合生成甲醇和水放出的熱量,結合熱化學方程式書寫方法標注物質聚集狀態(tài)和反應焓變寫出;
②反應熱與化學計量數(shù)成正比,根據(jù)熱化學方程式計算;
(2)在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.二氧化碳是反應物隨反應進行濃度減小,甲醇是生成物,隨反應進行濃度增大;10nim內達到平衡,生成甲醇濃度為0.75mol/L,二氧化碳濃度變化了0.75mol/L;
①依據(jù)化學平衡三段式列式利用V=$\frac{△c}{△t}$計算;
②依據(jù)升溫,增加濃度,加壓,加催化劑等可以加快反應速率判斷;
③可逆反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等(同種物質)或正逆反應速率之比等于系數(shù)之比(不同物質),平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不變,以此分析解答.

解答 解:(1)①88gCO2的物質的量為n=$\frac{m}{M}$=$\frac{88g}{44g/mol}$=2mol,放出98kJ的熱量,每1molCO2和足量氫氣完全反應三可生成1mol氣態(tài)甲醇(CH3OH)和1mol 水蒸汽并放出49kJ的熱量,熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,
故答案為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol;
②每1molCO2和足量氫氣完全反應三可生成1mol氣態(tài)甲醇(CH3OH)和1mol 水蒸汽并放出49kJ的熱量,若生成3mol甲醇放出的熱量為49kJ×3=147KJ,
故答案為:147KJ;
(2)在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.二氧化碳是反應物隨反應進行濃度減小,甲醇是生成物,隨反應進行濃度增大;10nim內達到平衡,生成甲醇濃度為0.75mol/L,二氧化碳濃度變化了0.75mol/L;則①依據(jù)化學平衡列式計算為:
              CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1       3         0         0
變化量(mol/L) 0.75   2.25     0.75      0.75
平衡量(mol/L) 0.25    0.75     0.75      0.75
H2的平均反應速率v(H2)=$\frac{2.25mol/L}{10min}$=0.225mol•L-1•min-1 ;
故答案為:0.225mol•L-1•min-1 ;
②A.加入催化劑,v (CO2)增大,故A正確;
B.充入He(g),使體系壓強增大,但反應物濃度不變,所以v (CO2)不變,故B錯誤;
C.將H2O(g)從體系中分離,則生成物濃度減小,則濃度減小,故C錯誤;
D.升高溫度,v (CO2)增大,故D正確;
故選:AD;
③A.反應前后氣體的體積不等,所以壓強一直在變,則當壓強不變時能說明達到平衡,故A正確;
B.反應前后質量不變,體積也不變,所以密度一直不變,則混合氣體的密度不再變化不能說明達到平衡,故B錯誤;
C.CO2、H2和CH3OH的濃度不再變化,說明達到平衡,故C正確;
D.單位時間內消耗3molH2的同時生成1molCH3OH,都是指正反應方向,不能說明達到平衡,故D錯誤;
E.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,CO2結構簡式為O=C=O,1個分子有2個C=O鍵,當2個C=O鍵斷裂的同時,必有3個H-H鍵斷裂.與是否已達到平衡
無關,故E錯誤;
故選AC.

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫原則,化學反應速率、平衡狀態(tài)的判斷以及化學平衡的計算的應用,圖象分析是關鍵,綜合性較大,難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.布洛芬緩釋膠囊常用于緩解輕至中度疼痛如頭痛、關節(jié)痛、偏頭痛、牙痛、肌肉痛、神經(jīng)痛、痛經(jīng).也用于普通感冒或流行性感冒引起的發(fā)熱,布洛芬結構如圖所示,下列關于布洛芬的說法正確的是( 。
A.其分子式可以表示為C13H20O2
B.1mol該物質最多與4molH2加成
C.其核磁共振氫譜譜圖有8個峰
D.該物質可發(fā)生氧化、還原、加成、消去、取代反應

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.下列反應中,能放出氣體,又屬于非氧化還原反應的是( 。
A.濃鹽酸與二氧化錳共熱B.濃硫酸與銅共熱
C.過氧化鈉與水反應D.石灰石與稀鹽酸反應

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.下列化學用語的使用正確的是( 。
A.氯化氫的電子式為:
B.重氫負離子(${\;}_{1}^{2}$H-)的結構示意圖為  
C.次氯酸的結構式為H-Cl-O
D.氯化鈉的分子式:NaCl

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.在一定溫度下,可逆反應A2(g)+B2(g)═2AB(g)達到化學平衡的標志是 ( 。
A.容器內氣體的總質量不隨時間而變化
B.單位時間內有nmolA2生成的同時就有nmolB2生成
C.2 v(A2=v(AB)
D.A2、B2(g)、AB(g)的濃度之比為1:1:2

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

4.室溫下某溶液中由水電離出的H+濃度為1.0×10-13 mol•L-1,則在此溶液中一定不可能大量存在的離子組是(  )
A.Al3+、K+、NO3-、Cl-B.K+、Na+、HS-、Cl-
C.Na+、AlO2-、SO42-、NO3-D.Ba2+、Na+、Cl-、NO3-

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

11.已知某元素的陽離子R2+的核內中子數(shù)為n,質量數(shù)為A,則mg它的氧化物中所含電子的物質的量是( 。
A.$\frac{m}{A+16}$(A-n+8)molB.$\frac{m}{A+16}$(A-n+10)molC.(A-n+2)molD.$\frac{m}{A}$(A-n+6)mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.4.0g硫粉在O2中完全燃燒生成SO2,放出37kJ熱量,計算S的燃燒熱.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.某密閉容器中,有下列反應發(fā)生:A(g)+3B(g)?2C(g)+D(g).若0-2min時間段內v(A)=1mol/(L•min),則此段時間v(C)為( 。
A.0.5 mol/(L•min)B.1 mol/(L•min)C.2 mol/(L•min)D.3 mol/(L•min)

查看答案和解析>>

同步練習冊答案