Question

【題目】請回答下列問題：

(1)在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) △H ＝－49.0kJ/mol 。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①氫氣的轉(zhuǎn)化率＝__________________；

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________（保留小數(shù)點(diǎn)后2位）；

③下列措施中能使平衡體系中n(CH3OH)／n(CO2)增大的是___________。

A．升高溫度 B．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大

C．將H2O(g)從體系中分離出去 D．再充入1mol CO2和3mol H2

④當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，H2的物質(zhì)的量濃度為c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后，H2的物質(zhì)的量濃度為c2。則c1______c2的關(guān)系（填＞、＜、＝）。

(2)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉(zhuǎn)化形式為_______。

(3)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72) 隨c(H+)的變化如圖所示。①離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)_________________。②由圖可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率____(填“增大“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】75% 5.33 C、D ＜ 光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O 增大

【解析】

(1) ① 根據(jù)圖示，達(dá)到平衡時(shí)，甲醇濃度的變化量為0.75 mol·L－1，則氫氣濃度的變化量為2.25 mol·L－1；②利用“三段式”計(jì)算平衡常數(shù)；③平衡正向移動(dòng)，能使平衡體系中增大；④根據(jù)勒夏特列原理分析；

(2) 利用太陽能直接分解水制氫，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來。

(3)根據(jù)圖示，氫離子濃度越大，CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72的越多。

(1) ① 根據(jù)圖示，達(dá)到平衡時(shí)，甲醇濃度的變化量為0.75 mol·L－1，則氫氣濃度的變化量為2.25 mol·L－1，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率＝75% ；

② CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)

開始 1 3 0 0

轉(zhuǎn)化 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡 0.25 0.75 0.75 0.75

5.33；

③A．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)正反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，減小，故不選A；

B．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大，反應(yīng)體系各物質(zhì)濃度不變，平衡不移動(dòng)，不變，故不選B；

C．將H2O(g)從體系中分離出去，水濃度減小，平衡正向移動(dòng)，增大，故選C；

D．再充入1mol CO2和3mol H2，相當(dāng)于加壓，增大，故選D；

④當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，H2的物質(zhì)的量濃度為c1，然后向容器中再加入一定量H2，氫氣濃度增大，平衡正向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，平衡移動(dòng)減弱這種改變，但不消除這種改變，待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后，H2的物質(zhì)的量濃度c2＞c1；

(2) 利用太陽能直接分解水制氫，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，其能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

(3) Na2CrO4在溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O。

根據(jù)圖示，氫離子濃度越大， Cr2O72的濃度越大，所以溶液酸性增大，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率增大。