隨著能源與環(huán)境問題越來越被人們關注,碳一化學成為研究的熱點.“碳一化學”即以單質碳及CO、CO2、CH4、CH3OH等含一個碳原子的物質為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學與工藝.

Ⅰ、熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol,在溫度和容積相同的A、B、C三個容器中(容器的體積為2L),按不同方式投入反應物,保持恒溫恒容,經(jīng)10秒鐘后達到平衡,達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表:

容器

A

B

C

反應物投入量

1molCO2(g)和

3molH2(g)

1molCH3OH(g)和

1molH2O(g)

2molCO2(g)和6mol H2(g)

CH3OH(g)濃度(mol/L)

c1

c2

c3

反應能量變化

放出29.4kJ

吸收a kJ

放出b kJ

①從反應開始到達平衡時,A中用CO2來表示的平均反應速率為 0.03 mol/(L•s)(用具體數(shù)值表示)

②a= 19.6 .c1 = c2。肌1/2c3(填“>”“<”或“=”).

Ⅱ、CO可用于合成甲醇.在壓強0.1MPa條件下,向體積為bL的密閉容器中充入amolCO和2amolH2,在催化劑作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).平衡時CO的轉化率與溫度、壓強的關系如圖1所示

(1)該反應屬于反應 放熱。ㄌ睢拔鼰帷被颉胺艧帷保;P2。尽0.1MPa(填“>”“<”或“=”)

(2)100℃時,該反應的平衡常數(shù)K= 。ㄓ煤琣、b的代數(shù)式表示)

Ⅲ、碳一化合物在治理汽車尾氣方面也大有可為,如CO、CH4等在一定條件下均可以與氮氧化物生成無污染的物質.CO與NO在催化劑的條件下反應如下:2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0,在絕熱、恒容的密閉容器中加入一定量的NO和CO發(fā)生上述反應,圖2的示意圖不能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是 c。ㄌ钭帜感蛱枺


考點:  化學平衡的計算;化學平衡狀態(tài)的判斷;等效平衡.

專題:  化學平衡專題.

分析:  Ⅰ、①根據(jù)A中達到平衡時放熱熱量計算出消耗二氧化碳的物質的量,再根據(jù)c=、v=計算出反應速率;

②恒溫恒容下,容器A與容器B為等效平衡,平衡時對應組分的物質的量、濃度相等,二者起始物質的量等于各物質的化學計量數(shù),放出熱量與吸收熱量之和等于反應熱數(shù)值;而C中初始反應物為A的2倍,相當于增大了壓強,平衡向著正向移動,據(jù)此判斷達到平衡時甲醇的濃度;

Ⅱ、(1)根據(jù)圖象中曲線變化及溫度、壓強對化學平衡的影響判斷;

(2)利用三段式計算出平衡時各組分的物質的量,進而求出平衡時各組分的濃度,代入平衡常數(shù)表達式計算;

Ⅲ、可逆反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各組分濃度不再變化,據(jù)此進行判斷.

解答:  Ⅰ、①1mol二氧化碳完全反應放出49.0kJ熱量,當放出29.4kJ熱量時,則參加反應的二氧化碳為:n(CO2)==0.6mol,CO2的濃度變化為:△c==0.3mol/L,二氧化碳的平均反應速率為:v(CO2)==0.03mol/(L•s),

故答案為:0.03;

②恒溫恒容下,容器A與容器B為等效平衡,平衡時對應組分的物質的量、濃度相等,則c1=c2,二者起始物質的量等于各物質的化學計量數(shù),放出熱量與吸收熱量之和等于反應熱數(shù)值,則吸收的熱量=反應熱﹣放出的熱量=49.0kJ﹣29.4kJ=19.6kJ;由于C中初始反應物為A的2倍,則與A相比相當于增大壓強,平衡向著正向移動,則C中甲醇濃度增大,即:C中甲醇的濃度大于A的2倍:c1=c2<c3,

故答案為:19.6;=;<;

Ⅱ、(1)由圖可知,壓強一定時,隨溫度升高,CO的轉化率降低,故升高溫度平衡向逆反應移動,則正反應為放熱反應;

當溫度相同時,壓強為P2時CO的轉化率增大,該反應是氣體體積縮小的反應,增大壓強平衡向著正向移動,CO轉化率增大,則P2>0.1MPa,

故答案為:放熱;>;

(2)根據(jù)圖象可知100℃時平衡時CO的轉化率為0.5,所以參加反應的CO的物質的量為0.5amol.

            CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);

開始(mol):a       2a         0

變化(mol):0.5a    a         0.5a

平衡(mol):0.5a    a         0.5a

平衡(mol)0.5a      a         0.5a

則達到平衡時各組分濃度為:c(CO)=mol/L、c(H2)=mol/L、c(CH3OH)=mol/L,

100℃時該反應的平衡常數(shù)為:K==

故答案為:;

Ⅲ、當反應前后改變的物理量不變時,該可逆反應達到平衡狀態(tài),

a中為平衡常數(shù),平衡常數(shù)與溫度有關,溫度不變,則平衡常數(shù)始終不變,所以平衡常數(shù)不能判斷是否達到平衡狀態(tài),故a錯誤;

b為物質的量隨時間的變化,一氧化氮與二氧化碳濃度相等時,各組分濃度仍然繼續(xù)變化,說明沒有達到平衡狀態(tài),故b錯誤;

c為CO質量分數(shù)隨時間變化,反應恰好總質量不變,則反應過程中CO質量分數(shù)會發(fā)生變化,當達到平衡狀態(tài)時,CO的質量分數(shù)不再變化,故c正確;

故答案為:c.

點評:  本題考查了化學平衡、化學反應速率的計算、化學平衡狀態(tài)的判斷,題目難度較大,注意掌握化學平衡常數(shù)、化學反應速率的能夠及計算方法,明確化學平衡狀態(tài)的判斷方法,試題知識點較多、綜合性較強,充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力.


練習冊系列答案
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以下食品中的有機成分屬于高分子化合物的是

A.谷類中含有的淀粉            B.植物油、動物脂肪中含有的油脂

C.食醋中含有的醋酸            D.酒中含有的酒精

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某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應來探究“條件對化學反應速率的影響”。實驗時,先分別量取兩種溶液,然后倒入試管中迅速振蕩,混合均勻,開始計時,通過測定褪色所需時間來判斷反應的快慢。該小組設計了如下方案:

編號

H2C2O4溶液

酸性KMnO4溶液

溫度/℃

濃度/mol•L-1

體積/mL

濃度/mol•L-1

體積/mL

0.10

2.0

0.010

4.0

25

0.20

2.0

0.010

4.0

25

0.20

2.0

0.010

4.0

50

(1)該反應的離子方程式為                      ;

(2)探究溫度對化學反應速率影響的實驗編號是         (填編號,下同),可探究反應物濃度對化學反應速率影響的實驗編號是             

(3)實驗①測得KMn04溶液的褪色時間為40 s,忽略混合前后溶液體積的微小變化,這段時間內平均反應速率v(KMn04)=        mol·L-1·min-1

(4)已知50℃時c(MnO4-)~反應時間t的變化曲線如圖。若保持其他條件不變,請在坐標圖中,畫出25℃時c(Mn04-)~t的變化曲線示意圖。

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列圖示與對應的敘述相符的是(  )

 

A.

圖甲可以判斷出反應A(g)+B(g)⇌若2C(g)的△H<0,T2>T1

 

B.

圖乙表示壓強對可逆反應2A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)的影響.乙的壓強比甲的壓強大

 

C.

依據(jù)圖丙,若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入適量CuO,調節(jié)pH≈4

 

D.

圖丁表示25℃時,用0.1 mol/L叫鹽酸滴定20 mL 0.1 mol/L NaOH溶液,溶液的pH隨加入鹽酸體積的變化

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在一定溫度條件下,甲、乙兩個容積相等的恒容密閉容器中均發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+D(s),向甲中通入6mol A和2mol B,向乙中通入1.5mol A、0.5mol B和3mol C和2mol D,反應一段時間后都達到平衡,此時測得甲、乙兩容器中C的體積分數(shù)都為0.2,下列敘述中正確的是( 。

 

A.

若平衡時,甲、乙兩容器中A的物質的量不相等,則x=4

 

B.

平衡時,甲、乙兩容器中A、B的物質的量之比不相等

 

C.

平衡時甲中A的體積分數(shù)為40%

 

D.

若平衡時兩容器中的壓強不相等,則兩容器中壓強之比為8:5

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列熱化學方程式書寫正確的是( 。

 

A.

2SO2+O22SO3△H=﹣196.6 kJ/mol

 

B.

C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=+393.5 kJ/mol

 

C.

500℃、30MPa下,將0.5mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣38.6kJ/mol

 

D.

2.00gC2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳氣體,放出99.6kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為:2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣2589.6kJ/moL

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對下列實驗的描述正確的是( 。

 

A.

圖1所示的實驗:根據(jù)電流計(G)中指針是否偏轉即可比較Zn、Cu的金屬活潑性

 

B.

圖2所示的實驗:根據(jù)小試管中液面的變化判斷鐵釘發(fā)生析氫腐蝕

 

C.

圖3所示的實驗:根據(jù)溫度計讀數(shù)的變化測定稀硫酸和NaOH溶液反應的反應熱

 

D.

圖4所示的實驗:根據(jù)兩燒瓶中氣體顏色的變化(熱水中變深、冰水中變淺)判斷2NO2(g)⇌N2O4(g)是吸熱反應

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W、X,Y,Z均為短周期元素,X,Y處于同一周期,X,Z的最低價離子分別為X2和Z,Y+和Z具有相同的電子層結構.下列說法正確的是( 。

 

A.

原子最外層電子數(shù):X>Y>Z

B.

單質沸點:X>Y>Z

 

C.

離子半徑:X2>Y+>Z

D.

原子序數(shù):X>Y>Z

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體育競技中服用興奮劑既有失公平,也敗壞了體育道德。某種興奮劑的結構簡式如圖所示,

有關該物質的說法中正確的是(    )

A.該物質與苯酚屬于同系物,遇FeCl3溶液呈紫色

B.滴入酸性KMnO4溶液振蕩,紫色褪去,能證明其結構中存在碳碳雙鍵

C.1mol該物質分別與濃溴水和H2反應時最多消耗Br2和H2分別為4mol和7mol 

D.該分子中的所有碳原子不可能共平面

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