【題目】甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過(guò)程可能涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=49.58 kJ·mol1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=90.77 kJ·mol1
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=。
(2)反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是(填“較低溫度”、“較高溫度”或“任何溫度”)。
(3)恒溫,恒容密閉容器中,對(duì)于反應(yīng)Ⅰ,下列說(shuō)法中能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是。
A.混合氣體的密度不再變化
B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1∶3∶1∶1
D.甲醇的百分含量不再變化
(4)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ,不同溫度對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑的效率影響如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是______。

A.不同條件下反應(yīng),N點(diǎn)的速率最大
B.溫度低于250 ℃時(shí),隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大
C.M點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)比N點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)大
D.實(shí)際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行,以提高CO2的轉(zhuǎn)化率
(5)若在1 L密閉容器中充入 3mol H2 和1molCO2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,則圖中M點(diǎn)時(shí),產(chǎn)物甲醇的體積分?jǐn)?shù)為;該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=;若要進(jìn)一步提高甲醇的體積分?jǐn)?shù),可采取的措施有

【答案】
(1)+41.19 kJ·mol?1
(2)較低溫度
(3)B,D
(4)A,B,D
(5)16.7%;0.148(或者 );增大壓強(qiáng)(降低溫度)
【解析】解:(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)II=反應(yīng)I一反應(yīng)Ⅲ,故: ΔH2H1H3=(49.58 kJ·mol1)-(90.77 kJ·mol1)=+41.19kJ·mol1;(2)反應(yīng)Ⅲ為熵減的反應(yīng)ΔS<0,,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,則ΔG=ΔH-TΔS<0,故要自發(fā)進(jìn)行需要在較低溫度下進(jìn)行;(3)A、密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和容積始終是不變的,所以混合氣體的密度不再變化不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤,B、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣體的總的物質(zhì)的量的比值,質(zhì)量不變,物質(zhì)的量減小,所以混合氣體的平均分子量不再變化能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;C、CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1:3:1:1不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤;D、甲醇的百分合量不再變化說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確,答案選BD。 (4)A、化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快,催化劑的催化效率降低,所以V(M)有可能小于V(N),故A不正確;B、溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行乙烯的產(chǎn)率減小,故B不正確;C,升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減低,則升溫平衡逆向移動(dòng),所以M化學(xué)平衡常數(shù)大于N,故C正確,D、為提高CO2的轉(zhuǎn)化率,平衡正向進(jìn)行,反應(yīng)是放熱反應(yīng),低的溫度下進(jìn)行反應(yīng),平衡正向進(jìn)行,但催化劑的活性會(huì)降低,導(dǎo)致反應(yīng)速率減小,故D不正確;所以答案是:ABD;(5)若在1L密閉容器中充入體積比為3:1的H2和CO2 , 設(shè)為3 mol,1mol,據(jù)圖可知M點(diǎn)時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率為50%,

CO2(g)+

3 H2(g)

CH3OH(g)+

H2O(g)

起始量(mol)

1

3

0

0

變化量(mol)

0.5

1.5

0.5

0.5

平衡量(mol)

0.5

1.5

0.5

0.5

產(chǎn)物甲醇的體積分?jǐn)?shù)=0.5/(0.5+1.5+0.5+0.5)×100%=16.7%;
平衡常數(shù)K= =0.148;
反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)減少,若要進(jìn)一步提高甲醇的體積分?jǐn)?shù),可采取的措施有增大壓強(qiáng),平衡正向進(jìn)行。
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡移動(dòng)原理以及影響因素的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案,需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡,平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行;“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;與途徑無(wú)關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)開(kāi)始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效);影響因素:①濃度:增大反應(yīng)物(或減小生成物)濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);②壓強(qiáng):增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng).減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng);③溫度:升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng).降低溫度,平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng);④催化劑:不能影響平衡移動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為短周期一部分.A,C兩元素原子核外分別有兩個(gè)、一個(gè)未成對(duì)電子.試回答:

(1)B,C兩種原子的電子排布式、
(2)短周期元素D與A同主族,則A,B,D三種元素形成的氫化物的分子構(gòu)型分別是、;已知?dú)浠锓肿又,A,B,D原子的孤電子對(duì)均在雜化軌道內(nèi),則A,B,D原子的雜化類型分別是、;A,B,C,D四種元素氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>
(3)短周期元素E原子核外也有兩個(gè)未成對(duì)電子,且E是形成化合物最多的元素,其常見(jiàn)的同素異形體的名稱是、

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】丁烷在一定條件下裂解可按兩種方式進(jìn)行:C4H10 C2H6+C2H4 , C4H10 CH4+C3H6
如圖是某化學(xué)興趣小組進(jìn)行丁烷裂解的實(shí)驗(yàn)流程.(注:CuO能將烴氧化成CO2和H2O,G后面裝置與答題無(wú)關(guān),省略)

按上圖連好裝置后,需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作有:①給D、G裝置加熱; ②檢查整套裝置的氣密性; ③排出裝置中的空氣等…
(1)這三步操作的先后順序依次是
(2)氧化鋁的作用是 , 寫(xiě)出甲烷與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式
(3)B裝置所起的作用是
(4)若對(duì)E裝置中的混合物(溴水足量),再按以下流程實(shí)驗(yàn):
①操作I、操作II分別是、
②已知D的氫核磁共振譜圖上只有一種峰,則D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
③Na2SO3溶液的作用是
(5)假定丁烷完全裂解,當(dāng)(E+F)裝置的總質(zhì)量比反應(yīng)前增加了0.7g,G裝置的質(zhì)量減少了1.76g,則丁烷的裂解產(chǎn)物中甲烷和乙烷的物質(zhì)的量之比n (CH4):n (C2H6)=(假定流經(jīng)D、G裝置中的氣體能完全反應(yīng))

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)物質(zhì)分類或歸類正確的一組是(

①氫氣、干冰、氯化銀均為化合物 ②空氣、鹽酸、碘酒均為混合物

③硝酸鉀、醋酸、水均為電解質(zhì) ④食鹽水、牛奶、豆?jié){均為膠體

A. ①和②B. ②和③C. ③和④D. ①和③

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知HClO的酸性比H2CO3弱,下列反應(yīng)Cl2+H2OHCl+HClO達(dá)到平衡后,要使平衡體系中HClO的濃度增大,應(yīng)采取的方法是(
A.加入石灰石
B.光照
C.加入固體NaOH
D.加水

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于物質(zhì)分類的組合正確的是

分類

組合

堿性氧化物

酸性氧化物

A

純堿

H3PO4

CaCO3

CaO

SO2

B

苛性鈉

HClO

NaCl

Na2O

CO

C

熟石灰

H2SO4

CuSO45H2O

Na2O2

CO2

D

燒堿

HCl

NaHCO3

Fe2O3

SO3

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑,在一定條件下能與很多無(wú)機(jī)物和有機(jī)物反應(yīng),生成多種多樣的含氯化合物。

1查閱文獻(xiàn):重鉻酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)可以制備氯氣。反應(yīng)原理如下:K2Cr2O7+14HCl═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O

請(qǐng)?jiān)谏鲜龇磻?yīng)中標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。__________________

2)圖1是某同學(xué)制備氯水的裝置圖。

①裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________。

②檢驗(yàn)一瓶氯水是否已經(jīng)完全變質(zhì),可選用的試劑是______________(填序號(hào))。

A.硝酸銀溶液B.酚酞溶液 C.碳酸鈉溶液 D.紫色石蕊溶液

3漂白粉或漂白精的有效成分為Ca(ClO)2,Ca(ClO)2能與空氣中的CO2和水蒸氣發(fā)生如下反應(yīng):Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO分析以上反應(yīng),你認(rèn)為存放漂白粉時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題有_________________________________________________

4實(shí)驗(yàn)室欲用12 mol·L1的濃鹽酸配制成250mL1.0 mol·L1的稀鹽酸溶液?晒┻x擇的儀器有:a.玻璃棒 b.燒瓶 c.燒杯 d.膠頭滴管 e.量筒 f.托盤(pán)天平。

①上述儀器中,在配制稀鹽酸溶液時(shí)不需要使用的有___________,還缺少的儀器是_____________。

下列有關(guān)容量瓶的使用方法正確的是_____________填代號(hào))。

A.量筒量取濃鹽酸試樣后直接倒入容量瓶中,緩慢加水至接近刻度線1-2cm處,用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線

B配制一定體積、濃度的溶液時(shí),容量瓶未干燥,對(duì)所配溶液濃度無(wú)影響

C.容量瓶用水洗凈后,再用1.0 mol·L1的稀鹽酸溶液潤(rùn)洗

D.使用容量瓶前檢查它是否漏水

③根據(jù)計(jì)算,本實(shí)驗(yàn)需要量取濃鹽酸的體積為______mL(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。

④對(duì)所配制的稀鹽酸進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)濃度大于1.0mol/L。請(qǐng)你分析配制過(guò)程中可能引起濃度偏高的原因答出兩點(diǎn)___________________、________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是(

A. 苯與液溴在鐵粉存在下反應(yīng)

B. 在鎳做催化劑的條件下,苯與氫氣反應(yīng)

C. 乙烯的燃燒

D. 乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液中

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】用括號(hào)內(nèi)試劑除去下列各物質(zhì)中的少量雜質(zhì),正確的是(
A.溴苯中的溴(KI溶液)
B.乙烷中的乙烯(酸性高錳酸鉀)
C.乙酸乙酯中的乙酸(飽和Na2CO3溶液)
D.苯中的甲苯(Br2水)

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