由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,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)生如下反應(yīng):

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K= ;已知:K(300℃)>K(350℃),則該反應(yīng)是_______反應(yīng)。(填“吸熱”或“放熱”)

(2)下列情況不能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是

A混合氣體的平均平均相對分子質(zhì)量不變 B混合氣體的壓強(qiáng)不變

C單位時(shí)間內(nèi)生成3mol H—H鍵,同時(shí)生成2 mol C=O鍵

D.混合氣體中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1

(3)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)為 mol·L-1·min-1

(4)下列措施中能使(3)題中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有 。(填字母)

A升高溫度 B加入催化劑 C將H2O(g)從體系中分離

D充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大 E.再充入1molCO2和3molH2

(5)若在另一個(gè)密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,保持壓強(qiáng)不變,并使初始體積與(3)題中容器體積相等,且在相同的溫度下進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)該容器中的CO2的體積百分?jǐn)?shù) ________ (3)題中的CO2的體積百分?jǐn)?shù)。(填“>”或“<”或“=”)

 

(1)K=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2);放熱;(2)CD;(3)0.225;(4)CE;(5)<。

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)和化學(xué)平衡常數(shù)的定義寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2);已知:K(300℃)>K(350℃),則升高溫度,平衡逆向移動(dòng),升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),則該反應(yīng)是放熱反應(yīng);(2)A、根據(jù)M=m/n判斷,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的質(zhì)量不變,物質(zhì)的量發(fā)生變化,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不斷變化,當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;B、根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同體積條件下,氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,隨著反應(yīng)的進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量不斷變化,混合氣體的壓強(qiáng)不斷變化,當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;C、單位時(shí)間內(nèi)生成3mol H—H鍵,同時(shí)生成2 mol C=O鍵 ,二者均為逆反應(yīng)速率,不能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡,正確;D、混合氣體中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1[,不能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡,正確;選CD;(3)根據(jù)題給圖像知,10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),甲醇的濃度變化為0.75mol·L—1,根據(jù)公式v=△c/△t計(jì)算,v(CH3OH)=0.075 mol·L-1·min-1,利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算,v(H2)= 3v(CH3OH)= 0.225 mol·L-1·min-1;(4)A、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)減小,錯(cuò)誤;B、加入催化劑 ,平衡不移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)不變,錯(cuò)誤;C、將H2O(g)從體系中分離,平衡正向移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)增大,正確;D、等溫等容條件下,充入He(g),雖然體系總壓強(qiáng)增大,但與反應(yīng)相關(guān)的物質(zhì)的濃度不變,平衡不移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)不變,錯(cuò)誤;E、等溫等容條件下,再充入1molCO2和3molH2相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)增大,正確,選CE;(5)若一個(gè)密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,保持壓強(qiáng)不變,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量不斷減小,容器的體積不斷減小,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),達(dá)到平衡時(shí)該容器中的CO2的體積百分?jǐn)?shù) < (3)題中的CO2的體積百分?jǐn)?shù)。

考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014河北省保定市第二學(xué)期期中考試高二化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

二氟甲烷是性能優(yōu)異的環(huán)保產(chǎn)品,它可替代某些會(huì)破壞臭氧層的“氟里昂”產(chǎn)品,用作空調(diào)、冰箱和冷凍庫等中的制冷劑。試判斷二氟甲烷的結(jié)構(gòu)簡式 ( 。

A.有4種  B.有3種  C.有2種   D.只有1種

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市高三第二次模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列說法或表達(dá)正確的是( )

①活性炭、SO2和HClO都具有漂白作用,且漂白的化學(xué)原理相同

②向100 mL0.1 mol/L 的溴化亞鐵溶液中通入0.05 mol的氯氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:

2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

③斜長石KAlSi3O8的氧化物形式可表示為:K2O?Al2O3?3SiO2

④酸性條件下KIO3溶液與KI溶液發(fā)生反應(yīng)生成I2時(shí)的離子方程式:

IO3-+5I-+3H2O=I2+6OH-

⑤碳酸氫根離子的電離方程式可表示為:

⑥元素周期表中,從上到下,鹵族元素的非金屬性逐漸減弱,氫鹵酸的酸性依次減弱

⑦500℃、30MPa下,將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放

熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H= -38.6 kJ·mol-1

A.全部 B.②⑤ C.②③④⑦ D.②④⑦

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高二化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,下列描述正確的是 (     )

A.反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L·s)

B.反應(yīng)開始到10s, X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L

C.反應(yīng)開始時(shí)10s, Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%

D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X(g)+ Y(g)Z(g)

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高二化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列各項(xiàng)化學(xué)用語中表示正確的是( )

A.Na2O2的電子式為:

B.丙烷分子的比例模型為:

C.甲醛的結(jié)構(gòu)簡式:HCHO

D.聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為:

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高一化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

反應(yīng)A(g)+B(g)  C(g)+D(g)過程中的能量變化如圖所示,由此可判斷( )

A.1molA與1molB充分反應(yīng)后,能量變化為ΔE

B.加入催化劑后,反應(yīng)加快,ΔE減小

C.反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能

D.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高一化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下圖是元素周期表前四周期的一部分,關(guān)于元素R、W、X、Y、Z的敘述正確的是(  )

A.最高價(jià)氧化物的水化物的酸性:W>Y

B.Z的單質(zhì)常溫下是液體,所在的周期中含有32種元素

C.Z的原子序數(shù)比R大17

D.氫化物的沸點(diǎn):X<Z

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省高三4月聯(lián)考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分物質(zhì)和條件已省去),C、X均是單質(zhì),H溶液呈淺綠色,I溶液呈棕黃色。下列有關(guān)判斷正確的是

A. X固體可能是碘單質(zhì)

B. 圖中所示反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)

C. 1mol C與E溶液完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA(NA為阿伏加德羅常數(shù))

D. E、H、I溶液配制時(shí),均需加酸防止其水解

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省宜春市高三模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

[化學(xué)——選修5:有機(jī)物化學(xué)基礎(chǔ)](15分)

高分子材料E和含撲熱息痛高分子藥物的合成流程如圖所示。

已知:I、含撲熱息痛高分子藥物的結(jié)構(gòu)為

試回答下列問題:

(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為 ,G的分子式為 。

(2)若1molCH( CH3)2可轉(zhuǎn)化為1mol A和1mol B,且A與FeCl3溶液作用顯紫色,寫出A的稀溶液與過量濃溴水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

(3)反應(yīng)②為加成反應(yīng),則B的結(jié)構(gòu)簡式為 ;撲熱息痛的結(jié)構(gòu)簡式為 。

(4)D蒸汽密度是相同狀態(tài)下甲烷密度的6.25倍,D中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為碳60%、氫8%、氧32%。D分子中所含官能團(tuán)為 。

(5)寫出含撲熱息痛高分子藥物與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

(6)D有多種同分異構(gòu)體,其中與D具有相同官能團(tuán)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體有

種(考慮順反異構(gòu))。

 

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