【題目】甲醇是重要的化工原料,利用煤化工中生產(chǎn)的COCO2H2可制取甲醇等有機物,發(fā)生的反應(yīng)有:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1=99kJmol-1

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

相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:CH3OH結(jié)構(gòu)式

化學(xué)鍵

C=O(CO2)

H—H

C—O

H—O

C—H

E/(kJ·mol-1)

803

436

343

465

413

(1)該反應(yīng)H2=____________

(2)關(guān)于反應(yīng)①下列說法,正確的是____________

A.該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行

B.升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小

C.使用催化劑,不能提高CO的轉(zhuǎn)化率

D.增大壓強,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變

(3)在某溫度下,將1.0moCO2.0molH2充入2L的空鋼瓶中,發(fā)生反應(yīng)①,在第5min時達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.1。在第10min、20min時分別改變反應(yīng)條件,甲醇的濃度在不同條件下的變化狀況如圖所示:

①從反應(yīng)開始到5min時,生成甲醇的平均速率為____________。

H2的平衡轉(zhuǎn)化率α=____________%,化學(xué)平衡常數(shù)K=____________

1min時,υ____________υ(填“大于”“小于”或“等于”)

1mimυ____________4minυ(填“大于”“小于”或“等于”)

⑤比較甲醇在78min、1213min2527min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以υ(78)、υ(1213)、υ(2527)表示的大小____________。

⑥若將鋼瓶換成同容積的絕熱容器,重復(fù)上述試驗,平衡時甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)____________0.1(填“>”、“<”或“=)

【答案】63kJ·mol-1 CD 0.025mol·L-1·min-1 25 0.59 大于 大于 υ(12~13)>υ(7~8)υ(25~27) <

【解析】

反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;根據(jù)三段式解析,計算求得反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù);反應(yīng)正向進行時,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率;平衡時平均速率為0;絕熱條件,放熱反應(yīng)發(fā)生后體系溫度升高,考慮平衡移動的方向。

(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),該反應(yīng)H2=2×803 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-(3×413+343+465)kJ·mol-1-2×465 kJ·mol-1=63 kJ·mol-1;

(2)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=99 kJ·mol-1

A.H1=99 kJ·mol-1,S<0,G=H-TS,該反應(yīng)在低溫下可能自發(fā)進行,故A錯誤;

B.升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率也增大,故B錯誤;

C.使用催化劑,不改變平衡,不能提高CO的轉(zhuǎn)化率,故C正確;

D.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),增大壓強,溫度不變,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變,故D正確;

故選CD。

(3)根據(jù)題目數(shù)據(jù)計算如下:

甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為=10%,所以 x=0.125mol·L-1

甲醇的速率=0.025 mol·L-1·min-1

②由上述計算,反應(yīng)的氫氣為2×0.125 mol·L-1=0.25 mol·L-1,轉(zhuǎn)化率為×100%=25%;達(dá)平衡時COH2CH3OH的物質(zhì)的量濃度分別為:0.375 mol·L-1、0.75 mol·L-10.125 mol·L-1,所以平衡常數(shù)K0.59

1min時,沒有達(dá)到平衡,甲醇的濃度增大,反應(yīng)正向進行,υ;

④反應(yīng)達(dá)平衡的速率圖象如下圖:

所以,在達(dá)平衡前任意點的正反應(yīng)速率大于任意點的逆反應(yīng)速率,即1min時的υ(CH3OH)4min υ(CH3OH );

1213min處于非平衡狀態(tài),反應(yīng)速度大,甲醇在78min、2527min處于平衡狀態(tài),平均反應(yīng)速率為0,甲醇在78min、1213min2527min時平均反應(yīng)速率的大。υ(12~13)>υ(7~8)υ((25~27)

⑥若將鋼瓶換成同容積的絕熱鋼瓶,重復(fù)上述實驗,則反應(yīng)放出的熱量不能散發(fā),會使體系溫度上升,正反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡逆向移動,甲醇體積分?jǐn)?shù)將減小,所以小于0.1。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵有兩種氯化物,都是重要的化工試劑,它們的一些性質(zhì)及制備方法如下所示:

.氯化鐵:熔點為306℃,沸點為315℃,易吸收空氣中的水分而潮解。工業(yè)上采用向500600 ℃的鐵粉中通入氯氣來生產(chǎn)無水氯化鐵。

.氯化亞鐵:熔點為670 ℃,易升華。工業(yè)上采用向熾熱鐵粉中通入氯化氫來生產(chǎn)無水氯化亞鐵。

實驗室可用如圖所示的裝置模擬工業(yè)生產(chǎn)無水氯化鐵,請回答相關(guān)問題:

(1)裝置A用于KMnO4固體與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣,反應(yīng)的離子方程式為_______

(2)導(dǎo)管b口應(yīng)與_______(從虛線框內(nèi)裝置中選擇裝置后用字母代號填空)連接,這樣可避免反應(yīng)系統(tǒng)與環(huán)境間的相互影響。

(3)實驗完成后,取廣口瓶C中收集到的產(chǎn)物進行如下測定①稱取4.52 g樣品溶于過量的稀鹽酸中;②加入足量H2O2;③再加入足量NaOH溶液;④過濾、洗滌后灼燒沉淀;⑤稱量所得紅棕色固體為2.40 g。則該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________%(結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位)

(4)由以上數(shù)據(jù)分析和計算得出結(jié)論:

①用此裝置制得的無水氯化鐵含鐵量______(偏高偏低”),顯然其中含有較多的__________(填化學(xué)式)雜質(zhì)。

②若要得到較純凈的無水氯化鐵,可采取的裝置改進措施是_________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CH4是一種重要的化工原料,工業(yè)上以CH4為原料制備H2的原理為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在一定條件下向a、b兩個恒溫恒容的密閉容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g),測得兩容器中CO的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線分別為a和b。已知容器a的體積為10L,溫度為Ta。下列說法正確的是( )

A.a、b兩容器的溫度不可能相同

B.在達(dá)到平衡前,容器a的壓強保持不變

C.該反應(yīng)在Ta溫度下的平衡常數(shù)為2700(mol·L-1)2

D.容器a中CH4從反應(yīng)開始到恰好平衡時的平均反應(yīng)速率為0.25mol·L-1·min-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在恒溫恒容的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)B(g)xC(g)。

Ⅰ.3molA2molB在一定條件下反應(yīng),達(dá)平衡時C的體積分?jǐn)?shù)為a。

Ⅱ.若起始時AB、C投入的物質(zhì)的量分別為n(A)n(B)、n(C),平衡時C的體積分?jǐn)?shù)也為a。下列說法正確的是

A.達(dá)平衡時,加入3molA,則重新達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)一定減小

B.若向平衡體系中再加入3molA2molB,C的體積分?jǐn)?shù)若大于a,可斷定x>4

C.x2,則體系起始物質(zhì)的量應(yīng)滿足3n(B)>n(A)3

D.體系起始物質(zhì)的量滿足3n(C)8n(A)12n(B),則可判斷x4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,向溶液中滴加溶液,滴加過程中溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )

A.該溫度下,

B.abc三點對應(yīng)的溶液中,水的電離程度最小的為a

C.若改用溶液,b點應(yīng)該水平左移

D.若改用溶液,b點移向右下方

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上處理含苯酚廢水的過程如下;卮鹣铝袉栴}:

.測定廢水中苯酚的含量。

測定原理:+3Br2↓+3HBr

測定步驟:

步驟1:準(zhǔn)確量取待測廢水于錐形瓶中。

步驟2:將濃溴水()迅速加入到錐形瓶中,塞緊瓶塞,振蕩。

步驟3:打開瓶塞,向錐形瓶中迅速加入溶液(過量),塞緊瓶塞,振蕩。

步驟4:滴入2~3滴指示劑,再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗溶液(反應(yīng)原理:)。待測廢水換為蒸餾水,重復(fù)上述步驟(即進行空白實驗),消耗溶液。

(1)“步驟1”量取待測廢水所用儀器是________

(2)為了防止溴的揮發(fā),上述步驟中采取的措施包括迅速加入試劑和________。

(3)“步驟4”滴定終點的現(xiàn)象為________。

(4)該廢水中苯酚的含量為________(用含、的代數(shù)式表示)。如果空白實驗中步驟2”忘記塞緊瓶塞,則測得的廢水中苯酚的含量________(偏高”“偏低無影響,下同);如果空白實驗中步驟4”滴定至終點時俯視讀數(shù),則測得的廢水中苯酚的含量________。

.處理廢水。采用為陽極,不銹鋼為陰極,含苯酚的廢水為電解液,通過電解,陽極上產(chǎn)生羥基),陰極上產(chǎn)生。通過交排列的陰陽兩極的協(xié)同作用,在各自區(qū)域?qū)⒈椒由疃妊趸癁?/span>

(5)寫出陽極的電極反應(yīng)式:________。

(6)寫出苯酚在陰極附近被深度氧化的化學(xué)方程式:________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)和能量變化的說法正確的是( )

A. 圖a表示的是吸熱反應(yīng)的能量變化

B. 圖a一定需要加熱才能發(fā)生,圖b不加熱也能發(fā)生

C. 圖b中反應(yīng)物比生成物穩(wěn)定

D. 圖b可以表示氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應(yīng)的能量變化

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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℃50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50℃

D. 該反應(yīng)達(dá)到平衡時,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一種以石墨和過渡金屬氧化物做電極材料、以固態(tài)有機高聚物做電解質(zhì)溶劑的鋰離子電池,其工作原理如圖1所示,圖2是合成有機高聚物的單體的結(jié)構(gòu)簡式。下列說法中,正確的是

A.放電時,外電路電子由金屬氧化物電極流向石墨電極

B.充電時,石墨電極作陽極,過渡金屬氧化物作陰極

C.2所示的兩種單體可通過縮聚反應(yīng)生成有機高聚物溶劑

D.有機高聚物溶劑分子中含醚鍵和酯基

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