【題目】溫室效應(yīng)和資源短缺等問題和如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),如圖表示該反應(yīng)進行過程中能量 (單位為kJ·mol-1)的變化。
(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是________。
A.ΔH>0,ΔS>0
B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0
D.ΔH<0,ΔS>0
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進行如下實驗:在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖所示。從反應(yīng)開始到平衡,用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)____________________, CO2轉(zhuǎn)化率為_________。相同溫度下,某一時刻若該容器中含有1mol H2、1.2mol CO2、0.8 mol CH3OH、1.5mol H2O,則此時反應(yīng)所處的狀態(tài)為___________________________ (填“向正反應(yīng)方向進行中”、 “向逆反應(yīng)方向進行中”或“平衡狀態(tài)”),理由______________________________________。
(3)在溫度容積不變的條件下,能說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是________(填寫序號字母):
a.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
b.容器內(nèi)壓強保持不變
c.容器內(nèi)的密度保持不變
d.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1
(4)下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的是________(字母)。
a.及時分離出CH3OH氣體
b.適當(dāng)升高溫度
c.保持容器的容積不變,再充入1 mol CO2和3 mol H2
d.選擇高效的催化劑
【答案】C 0.225 mol·L-1·min-1 75% 向正反應(yīng)方向進行中 QC= =1< K=5.33 bd c
【解析】
(1)由圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,由反應(yīng)方程式可知,該反應(yīng)是一個熵減少的反應(yīng);
(2)由題給數(shù)據(jù),運用反應(yīng)速率公式和轉(zhuǎn)化率公式計算;先計算化學(xué)平衡常數(shù),再計算濃度熵,依據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)的相對大小判斷平衡移動方向;
(3)反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)濃度或百分含量保持不變;
(4)該反應(yīng)是一個氣體體積減小的放熱反應(yīng),依據(jù)化學(xué)平衡移動原理進行分析。
(1)由圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H<0,由反應(yīng)方程式可知,該反應(yīng)是一個熵減少的反應(yīng),即△S<0;故答案為:C;
(2)由圖可知,10min達平衡時甲醇的濃度變化量為0.75mol/L,所以v(CH3OH)==0.075mol/(Lmin),由反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可得v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.075mol/(Lmin)=0.225mol/(Lmin);由圖可知,二氧化碳濃度的變化量為(1 mol/L—0.25mol/L)=0.75mol/L,則CO2轉(zhuǎn)化率為×100%=75%;平衡時甲醇的濃度為0.75mol/L,二氧化碳的濃度為0.25mol/L,氫氣的濃度為(3mol/L—0.75mol/L×3)=0.75mol/L,水蒸氣的濃度為0.75mol/L,化學(xué)平衡常數(shù)K為==5.33,某一時刻,1L該容器中含有1mol H2、1.2mol CO2、0.8 mol CH3OH、1.5mol H2O時,濃度熵QC= =1< K=5.33,則平衡向正反應(yīng)方向進行,故答案為:0.225 mol·L-1·min-1;75%;向正反應(yīng)方向進行中;QC= =1< K=5.33;
(3)a、n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1時,不能判斷各組分的濃度是否不再變化,無法判斷是否達到平衡狀態(tài),故錯誤;
b、該反應(yīng)是一個體積體積減小的反應(yīng),容器內(nèi)壓強不變,說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故正確;
c、由質(zhì)量守恒定律可知,平衡前后氣體質(zhì)量不變,反應(yīng)過程中在溫度容積不變的條件下,密度始終不變,所以容器內(nèi)密度保持不變,無法判斷是否達到平衡狀態(tài),故錯誤;
d、H2的消耗速率為正反應(yīng)速率,CH3OH的消耗速率為逆反應(yīng)速率,兩者之比為3∶1說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故正確;
bd正確,故答案為:bd;
(4)a、及時分離出CH3OH氣體,減小生成物的量,反應(yīng)速率減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,故錯誤;
b、該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動,故錯誤;
c、該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),保持容器的容積不變,再充入1molCO2和3molH2,相當(dāng)于增大壓強,反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,故正確;
d、選擇高效的催化劑,反應(yīng)速率增大,化學(xué)平衡不移動,故錯誤;
c正確,故答案為:c。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是( 。
A. SO3+ H2O= H2SO4 B. NH4Cl NH3+HCl
C. Fe+CuSO4= FeSO4+Cu D. NaOH+HNO3=NaNO3+H2O
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(2017·天津卷)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2×105。已知:Ni(CO)4的沸點為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;
第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純鎳。
下列判斷正確的是
A. 增加c(CO),平衡向正向移動,反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
B. 第二階段,Ni(CO)4分解率較低
C. 第一階段,在30℃和50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50℃
D. 該反應(yīng)達到平衡時,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某興趣小組為探究溫度、壓強對可逆反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)+D(s)的影響,進行了如下實驗:恒溫條件下,往一個容積為10 L的密閉容器中充入1 mol A和1 mol B,反應(yīng)達平衡時測得容器中各物質(zhì)的量濃度為[濃度1]。然后改變外界條件又做了兩組實驗:①只升高溫度;②只改變體系壓強;分別測得新平衡時容器中各物質(zhì)的量濃度為[濃度2]、[濃度3]。請找出實驗操作①②與實驗數(shù)據(jù)[濃度2]、[濃度3]的對應(yīng)關(guān)系,并分析下列結(jié)論,其中錯誤的是
A | B | C | |
濃度1 | 0.05 mol·L-1 | a mol·L-1 | 0.05 mol·L-1 |
濃度2 | 0.078 mol·L-1 | 0.078 mol·L-1 | 0.022 mol·L-1 |
濃度3 | 0.06 mol·L-1 | 0.06 mol·L-1 | 0.04 mol·L-1 |
濃度4 | 0.07 mol·L-1 | 0.07 mol·L-1 | 0.098 mol·L-1 |
A. 由[濃度3]與[濃度1]的比較,可判斷平衡移動的原因是增大了體系的壓強
B. 由[濃度2]與[濃度1]的比較,可判斷正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C. [濃度1]中a=0.05
D. 該組某學(xué)生在實驗①過程中,測得各物質(zhì)在某一時刻的濃度為[濃度4]。與[濃度1]比較,可發(fā)現(xiàn)該同學(xué)在測定[濃度4]這組數(shù)據(jù)時出現(xiàn)了很大的誤差
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知水溶液中CrO42-(黃色)和 Cr2O72-(橙色)間存在如下平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O △H<0
(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式為_______________________
(2)下列說法正確的是_________
A、V正(CrO42—)=2V逆(Cr2O72—)說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)
B、溶液顏色不變說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)
C、溶液中c(CrO42—):c(Cr2O72—)=2:1時該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)
D、升溫該反應(yīng)平衡常數(shù)變大
E、向平衡后的體系中加入一定量的水,平衡不移動
(3)根據(jù)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O設(shè)計圖示裝置(兩極均為惰性電極)電解Na2CrO4 溶液制取Na2Cr2O7圖中右側(cè)電極連接電源的______極,其電極反應(yīng)式為______________
(4)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);ΔH= -a KJ/mol
3Cl2(g)+2Cr3+(aq)+16OH-(aq)=2CrO42-(aq)+6Cl-(aq)+8H2O(l);ΔH= -b KJ/mol
2CrO42-(aq)+2H+(aq)Cr2O72-(aq)+H2O(l);ΔH= -c KJ/mol
已知酸性條件下Cr2O72—將Cl-氧化為Cl2,本身被還原為Cr3+,試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______________________________________________________________
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】亞硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、醫(yī)藥等工業(yè)。實驗室用如圖裝置(夾持裝置略)制備少量NOSO4H,并測定產(chǎn)品的純度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于濃硫酸而不分解。
(1)裝置A制取SO2
①A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
②導(dǎo)管b的作用是___。
(2)裝置B中濃HNO3與SO2在濃H2SO4作用下反應(yīng)制得NOSO4H。
①該反應(yīng)必須維持體系溫度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,還可以是___(只寫1種)。
②開始反應(yīng)緩慢,待生成少量NOSO4H后,溫度變化不大,但反應(yīng)速度明顯加快,其原因是___。
(3)裝置C的主要作用是___(用離子方程式表示)。
(4)該實驗裝置存在可能導(dǎo)致NOSO4H產(chǎn)量降低的缺陷是___。
(5)測定亞硝酰硫酸NOSO4H的純度
準(zhǔn)確稱取1.380g產(chǎn)品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后搖勻。用0.2500mol·L-1草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗草酸鈉溶液的體積為20.00mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4
①配平:__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O
②滴定終點時的現(xiàn)象為___。
③亞硝酰硫酸的純度=___。(精確到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol-1]
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述不正確的是( )
①平衡時,υ正(O2)=υ逆(O2)必成立
②關(guān)系式5υ正(O2)=4υ逆(NO)總成立
③用上述四種物質(zhì)NH3、O2、NO、H2O表示正反應(yīng)速率的數(shù)值中,υ正(H2O)最大
④若投入4molNH3和5molO2,通過控制外界條件,必能生成4molNO
A.①②B.②③C.①③D.②④
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實驗結(jié)果如圖所示(實驗中始終保持V1+V2=50mL)。請按要求填空:
該實驗表明此反應(yīng)__(填“吸收”或“釋放”)能量,即:__能可以轉(zhuǎn)化為__能,通過示意圖分析可以得出:做該實驗時,環(huán)境溫度__(填“高于”“低于”或“等于”)22℃。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的反應(yīng)裝置及部分反應(yīng)現(xiàn)象如下,由此可判斷這四種金屬的活動性順序是 ( )
a極質(zhì)量減小,b極質(zhì)量增加 | b極有氣體產(chǎn)生,c極無變化 | d極溶解,c極有氣體產(chǎn)生 | 電流從a極流向d極 |
A.B.C.D.
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com