固定和利用CO2,能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正在研究利用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法,該方法的化學方程式是:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)=-49.0kJ·mol
某科學實驗小組將6mol CO2和8mol H2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變),測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖中實線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對應(yīng)的坐標);卮鹣铝袉栴}:

(1)該反應(yīng)在0~8min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是            mol·L-1·min-1
(2)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為               。
(3)僅改變某一條件再進行實驗,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示。
與實線相比,曲線Ⅰ改變的條件可能是       ,曲線Ⅱ改變的條件可能是       。若實線對應(yīng)條件下平衡常數(shù)為,曲線Ⅰ對應(yīng)條件下平衡常數(shù)為,曲線Ⅱ?qū)?yīng)條件下平衡常數(shù)為,則、的大小關(guān)系是              。

(10分)
(1)0.125(2分)
(2)0.5mol-2·L-2 (2分,單位不寫扣分)
(3)升高溫度(2分);增大壓強(2分);K1<K2=K(2分);

解析試題分析:
(1)該反應(yīng)在0~8min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是,根據(jù)速率之比等于計量數(shù)之比CO2的平均反應(yīng)速率是0.125 mol·L-1·min-1
(2)平衡常數(shù)K=;
(3)曲線Ⅰ,結(jié)合反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)=-49.0kJ·mol,改變的條件升高溫度使到達平衡所需時間縮短但氫氣的轉(zhuǎn)化率下降;曲線Ⅱ改變的條件增大壓強使到達平衡所需時間縮短,由于平衡正向移動,與原平衡相比n(H2)減少;K只與溫度有關(guān),<0的反應(yīng)。溫度越高,K越小,所以K1<K2=K。
考點:考查化學反應(yīng)速率、化學平衡及其影響因素,平衡常數(shù)等相關(guān)知識。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:問答題

(14分)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(1)判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號)__________

A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等 B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變 D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
(2)下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)
溫度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
 
①該反應(yīng)化學平衡常數(shù)表達式K=                          
②由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)的△H__________0(填“>”、“=”或“<”);
③某溫度下,將2molCO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達到平衡時測得C(CO)=0.2mol·L-1,此時的溫度為__________
(3)25℃101KPa下,1g液態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出熱量22.68kJ,表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為                                   
(4)據(jù)報道,最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池,電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍,該電池工作時負極電極反應(yīng)式為                  。若反應(yīng)時消耗16g甲醇所產(chǎn)生的電能電解足量的CuSO4溶液,則將產(chǎn)生標準狀況下的O2________升

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

在密閉容器中將NO2加熱到某溫度時,進行如下的反應(yīng):2NO22NO+O2,反應(yīng)5分鐘后達平衡,測得平衡時各組分的濃度分別為:c(NO2)=0.06 mol/L,c(NO)=0.24 mol/L。試求:
(1)NO2的轉(zhuǎn)化率為多少?
(2)反應(yīng)前后的壓強比為多少?
(3)計算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù).
(4)在這5分鐘內(nèi),用O2來表示的平均反應(yīng)速率是多少?

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

某溫度下,在一固定容積的密閉容器中投入一定物質(zhì)的量的N2與H2進行可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) 在2 min時達到平衡狀態(tài),此時c(N2)=5.00 mol/L,c(H2)=10.00mol/L,c(NH3)=5.00 mol/L。試求:(寫出解題過程)
(1)該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)是多少?
(2)H2的起始濃度;
(3)用N2表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率是多少;
(4)N2的轉(zhuǎn)化率(保留三位有效數(shù)字);

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下兩組數(shù)據(jù):

實驗組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
 
①實驗1中以v(CO2)表示的平均反應(yīng)速率為        (第二位小數(shù))。
②該反應(yīng)為      (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
③求實驗2的平常常數(shù)K,要求寫出計算過程,結(jié)果取二位小數(shù)。
(2)已知在常溫常壓下:

寫出甲醇不完全燃燒生成CO和液態(tài)水的熱化學方程式                         
(3)甲醇和氧氣完全燃燒的反應(yīng)可以設(shè)計為燃料電池,裝置如圖,該電池通過K2CO3溶液吸收反應(yīng)生的CO2。則負極的電極反應(yīng)為              。

(4)CaCO3的KSP=2.8×10¯9。將等體積CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10¯4mol/L,則生成沉淀所需該CaCl2溶液的最小濃度為        。

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):

實驗組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
 
① 實驗1條件下平衡常數(shù)K=     (保留小數(shù)點后二位數(shù)字)。
② 實驗3中,若平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則a/b 的值    (填具體值或取值范圍)。
③ 實驗4,若900℃時,在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2,則此時v(正)     v(逆)(填“<”、“>”、“=”)。
(2)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10—4mo1/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為   。
(3)已知BaSO4(s) + 4C(s) ="4CO(g)" + BaS(s)  △H1 =+571.2kJ/mol,
BaSO4(s) + 2C(s) = 2CO2(g) + BaS(s)  △H2="+226.2" kJ/mol。
則反應(yīng)C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的△H3=      kJ/mol。
(4)尋找新能源是解決溫室效應(yīng)的一條重要思路。磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰離子電池,總反應(yīng)為:FePO4+Li        LiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導Li+,則該電池放電時的正極和負極反應(yīng)式分別為:                                 。若用該電池電解蒸餾水(電解池電極均為惰性電極),當電解池兩極共有3360mL氣體(標準狀況)產(chǎn)生時,該電池消耗鋰的質(zhì)量為       。(Li的相對原子質(zhì)量約為7.0)

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-94.4kJ·mol-1。恒容時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如圖示。

①在1L容器中發(fā)生反應(yīng),前20min內(nèi),v(NH3)=         ,放出的熱量為        ;
②25min時采取的措施是                                     ;
③時段III條件下,反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為                (用具體數(shù)據(jù)表示)。
(2)電廠煙氣脫氮的主反應(yīng)①:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)   △H<0,副反應(yīng)②:2NH3(g)+8NO(g)5N2O(g)+3H2O(g) △H>0。平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關(guān)系如右圖。請回答:在400K~600K時,平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規(guī)律是                                                          ,導致這種規(guī)律的原因是                                                 (任答合理的一條原因)。

(3)直接供氨式燃料電池是以NaOH溶液為電解質(zhì)的。電池反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O,則負極電極反應(yīng)式為                                   。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

(18分)銨鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的用途,請根據(jù)要求完成下列各題。
Ⅰ.某化學興趣小組欲從下列裝置中選取必要的裝置制取(NH4)2SO4溶液。

(1)儀器連接的順序(用接口序號字母表示)是:a                
(2)試從電離平衡角度分析該實驗裝置A中能產(chǎn)生氨氣的原因:                         
                                                      
(3)將裝置C中兩種液體分離開的操作名稱是               。
(4)(NH4)2SO4“低毒,有刺激性,有吸濕性、吸濕后固結(jié)成塊”。儲存應(yīng)注意                
Ⅱ.為提高氯化銨的經(jīng)濟價值,我國化學家設(shè)計了利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]的工藝。某同學根據(jù)該原理設(shè)計的實驗裝置如圖:
 
請回答下列問題:
(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)生成堿式氯化鎂的化學方程式為                          。
(2)反應(yīng)過程中持續(xù)通入N2的作用有兩點:一是使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣完全導出并被稀硫酸充分吸收,
二是                                             
(3)由MgCl2溶液蒸發(fā)得到MgCl2·6H2O晶體,蒸發(fā)的目的是_________。
a.得到熱飽和溶液      b.析出晶體
(4)鎂是一種用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂從海水中提取。
①若要驗證所得無水MgCl2中不含NaCl,最簡單的操作方法是:                           
                                            。
②由MgCl2·6H2O制備無水MgCl2的操作在             氛圍中進行,若在空氣中加熱,則會生成Mg(OH)Cl。

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

已知:常溫下濃度為0.1 mol·L-1的下列溶液的pH如表:

溶質(zhì)
 
NaF
 
NaClO
 
Na2CO3
 
pH
 
7.5
 
9.7
 
11.6
 
下列有關(guān)說法正確的是( )。
A.在相同溫度下,同濃度的三種酸溶液的導電能力順序:H2CO3<HClO<HF
B.若將CO2通入0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中至溶液中性,則溶液中
2 c (CO32ˉ)+ c (HCO3ˉ)=" 0.1" mol·L-1
C.根據(jù)上表,水解方程式ClOˉ+ H2OHClO + OHˉ的平衡常數(shù)K≈10ˉ7.6
D.向上述NaClO 溶液中通HF氣體至恰好完全反應(yīng)時:
c(Na+)>c(Fˉ)>c(H+)>c(HClO)>c(OHˉ)

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