【題目】工業(yè)上可以利用廢氣中的CO2為原料制取甲醇,其反應方程式為:CO2+3H2CH3OH+H2O。請回答下列問題:
(1)已知常溫常壓下下列反應的能量變化如圖1所示:
寫出由二氧化碳和氫氣制備甲醇的熱化學方程式______________________________,該反應的△S_______0(填“>”或“<”或“=”),在________情況下有利于該反應自發(fā)進行(填“低溫”或“高溫”)。
(2)如果上述反應方程式的平衡常數(shù)K值變大,則該反應_________(選填編號)。
A.一定向正反應方向移動 B.在平衡移動時正反應速率先增大后減小
C.一定向逆反應方向移動 D.在平衡移動時逆反應速率先減小后增大
(3)若反應容器的容積為2.0L,CO2和H2的起始濃度分別為0.10 mol·L-1和0.30 mol·L-1。
①若反應時間為4.0min,容器內氣體的密度減少了2.0g/L,則在這段時間內CO2的平均反應速率為__________。
②若反應在t1時達到平衡,過程中c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線如圖2所示.保持其他條件不變,t1時將容器體積壓縮到1L,請畫出t1后c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線(t2達到新的平衡)______________。
【答案】3H2(g) + CO2(g)=CH3OH(l)+ H2O(l) ΔH=-50kJ/mol < 低溫 AD 0.01mol/(L·min)
【解析】
(1)根據(jù)題意可得熱化學方程式:①CO(g)+H2O(l)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ/mol;②CO(g) +H2(g)=CH3OH(l)ΔH=-91kJ/mol;根據(jù)蓋斯定律,由②-①,整理可得3H2(g) + CO2(g)=CH3OH(l)+ H2O(l)ΔH=-50kJ/mol;由方程式可知,該反應是一個體系的混亂程度減小的反應。所以△S<0;由于該反應的正反應是放熱反應,所以反應在低溫情況下有利于該反應自發(fā)進行;
(2)由于該反應的正反應是放熱反應,所以上述反應方程式的平衡常數(shù)K值變大,則平衡正向移動。由于K只與溫度有關,而與壓強、濃度等無關,所以只有溫度降低才可以滿足條件。當降溫時,V正、V逆都減小,V逆減小的多,V正>V逆,平衡正向移動,逆反應速率先減小后又略有增加。答案選AD;
(3)①反應的容器容積為2.0L,容器內氣體的密度減少了2.0g/L,則氣體的質量減少了2.0g/L×2.0L=4.0g。其中減少的CO2的質量為4×=3.52g;所以Δn(CO2)=
=
=0.08mol,因此V(CO2)=
=
= 0.01mol/(L·min);
②當保持其他條件不變,t1時將容器體積壓縮到1L,瞬間二氧化碳濃度、氫氣增大,為c(CO2)=0.05mol/L,c(H2)=0.15mol/L,平衡向右移動,設消耗c(CO2)=xmol/L,則消耗c(H2)=3xmol/L,平衡時各物質的濃度分別為c(CO2)=(0.05-x)mol/L,c(H2)=(0.15-3x)mol/L,平衡常數(shù)不變。即=
,解得x=0.025mol/L,則t2達到新的平衡時c(CO2)=0.025mol/L。故t1后c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線為如圖所示
。
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【題目】在1 L密閉容器中,把1mol A和1 mol B混合發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),當反應達到平衡時,生成0.4 mol D,并測得C的平衡濃度為0.4 mol/L,下列敘述中不正確的是( )
A.x的值為2B.A的轉化率為40%
C.B的平衡濃度為0.8 mol/LD.D的體積分數(shù)為20%
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【題目】一定溫度下在容積恒定的密閉容器中,進行如下可逆反應:A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列敘述能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是
①混合氣體的密度不再變化時 ②容器內氣體的壓強不再變化時�、刍旌蠚怏w的總物質的量不再變化時�、�B的物質的量濃度不再變化時�、莼旌蠚怏w的平均相對分子質量不再變化時 ⑥v正(B)=2v逆(C)時
A. ①④⑤⑥B. ②③⑥C. ②④⑤⑥D. 只有④
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【題目】已知一些物質之間存在如圖所示的三角關系:
①圖中每個小三角形的三種物質中至少含有一種相同元素;
②D為固體單質,O為氣體單質,其余物質為常見化合物;
③C能使品紅溶液褪色,也能使澄清的石灰水變渾濁;
④E為淡黃色化合物,與L反應生成O;
⑤L和J的水溶液可生成K;
⑥H是紅棕色氣體,可形成酸雨。
請回答下列問題:
(1)E的電子式為__,結構中含有__(填“離子鍵”、“極性鍵”、“非極性鍵”),寫出E→F的離子反應方程式___。
(2)K的化學式為__,寫出L和J的水溶液生成K的化學方程式___。
(3)I的濃溶液具有強__性(填“氧化”、“還原”),該濃溶液與C反應的化學方程式為__。
(4)A與C具有相同的元素組成,則A的化學式為__,寫出C轉化為A的化學反應方程式__。
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【題目】乙炔、乙烯均是重要的化工原料�;卮鹣铝袉栴}:
(1)1902年,Sabatier首次發(fā)現(xiàn),常壓下過渡金屬可以催化含有雙鍵或叁鍵的氣態(tài)烴的加氫反應。
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
則反應C2H4(g)+H2(g)═C2H6(g)的△H=___kJ·mol一1,K(300K)=__(保留三位有效數(shù)字)。
②2010年Sheth等得出乙炔在Pd表面選擇加氫的反應機理(如圖)。其中吸附在Pd表面上的物種用*標注。
上述吸附反應為____(填“放熱”或“吸熱”)反應,該歷程中最大能壘(活化能)為____kJ·mol-1,該步驟的化學方程式為____。
(2)在恒容密閉容器中充入乙烯,一定條件下發(fā)生反應C2H4(g)C2H2(g)+H2(g)。乙烯的離解率為a,平衡時容器內氣體總壓強為P總,則分壓p(C2H4)═___(用p總和a表示)。
(3)用如圖裝置電解含CO2的某酸性廢水溶液,陰極產物中含有乙烯。
該分離膜為___(填“陽”或“陰”)離子選擇性交換膜;生成乙烯的電極反應式為___。
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【題目】把溫度為,濃度為
和
的堿溶液各50mL混合
設溶液的密度均為
,比熱容為
,輕輕攪動。測得酸堿混合液的溫度變化數(shù)據(jù)如下:
反應物 | 起始溫度 | 終止溫度 |
| 20 |
|
| 20 |
|
則反應的焓變約為(單位:
)
A.B.
C.D.缺少數(shù)據(jù),無法計算
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【題目】已知:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=﹣190kJ/mol。下列說法正確的是
A.CH3OH的燃燒熱為190kJ/mol
B.該反應說明CH3OH比H2穩(wěn)定
C.反應中的能量變化與反應體系的溫度和壓強無關
D.CO2(g)+2H2(g)=CH3OH(g)+O2(g) ΔH=+190kJ/mol
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【題目】某體積可變的密閉容器,盛有適量的A和B的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應:A+3B2C若維持溫度和壓強不變,當達到平衡時,容器的體積為V升,其中C氣體的體積占10%,下列推斷正確的是( )
①原混和氣體的體積為1.2V升;
②原混和氣體的體積為1.1V升;
③反應達平衡時氣體A消耗掉0.05V升;
④反應達平衡時氣體B消耗掉0.05V升。
A.②③B.②④C.①③D.①④
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【題目】為探究某難溶性鹽X(僅含三種常見元素)的組成,設計并完成以下實驗(流程中部分物質已略去):
已知:氣體A和氣體B所含元素相同,都是無色無味氣體,固體C為純凈物且具有磁性,單質D是目前建筑行業(yè)應用最廣泛的金屬。
根據(jù)上述信息,回答下列問題:
(1)鹽X的化學式為____,B的化學式為____。
(2)無水條件下,少量NaH就能與固體C反應并放出大量的熱,寫出該反應的化學方程式:____。
(3)將產生的氣體A全部被100mL0.35mol·L-1氫氧化鈉溶液充分吸收,反應的總離子方程式為____。
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