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【題目】工業(yè)上用CO生產燃料甲醇.一定條件下發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).圖1表示反應中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化.

請回答下列問題:
(1)在“圖1”中,曲線(填:a或b)表示使用了催化劑;該反應屬于反應.
(2)下列說法正確的是
A.起始充入的CO為2mol
B.增加CO濃度,CO的轉化率增大
C.容器中壓強恒定時,反應已達平衡狀態(tài)
D.保持溫度和密閉容器容積不變,再充入1molCO和2molH2 , 再次達到平衡時,n(CH3OH)/n(CO)會減小
(3)從反應開始到建成平衡,v(H2)=;該溫度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化學平衡常數值為 . 若保持其它條件不變,將反應體系升溫,則該反應化學平衡常數(填“增大”、“減小”或“不變”).
(4)請在“圖3”中畫出平衡時甲醇百分含量(縱坐標)隨溫度(橫坐標)變化的曲線,要求畫壓強不同的2條曲線(在曲線上標出P1、P2 , 且P1<P2).
(5)有一類甲醇質子交換膜燃料電池,需將甲醇蒸氣轉化為氫氣,兩種反應原理是
A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);△H=+49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=﹣192.9kJ/mol
又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式

【答案】
(1)b;放熱
(2)AC
(3)0.15mol?L1?min1;12 L2?mol2;減小
(4)
(5)CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O△H=﹣280.9kJ/mol
【解析】解:(1)由圖可知,曲線b降低了反應所需的活化能,則b使用了催化劑,又該反應中反應物的總能量大于生成物的總能量,則該反應為放熱反應,所以答案是:b;放熱;(2)A.由圖2可知生成0.75mol/LCH3OH,則反應了0.75mol/LCO,平衡時有0.25mol/LCO,即CO的起始物質的量為(0.75mol/l+0.25mol/L)×2L=2mol,故A正確; B.增加CO濃度,會促進氫氣的轉化,氫氣的轉化率增大,但CO的轉化率減小,故B錯誤; C.該反應為反應前后壓強不等的反應,則壓強不變時,該反應達到平衡狀態(tài),故C正確; D.再充入1molCO和2molH2 , 體積不變,則壓強增大,平衡正向移動,再次達到平衡時n(CH3OH)/n(CO)會增大,故D錯誤;所以答案是:AC;(3)由圖2可知,反應中減小的CO的濃度為1mol/L﹣0.25mol/L=0.75mol/L,10min時達到平衡,則用CO表示的化學反應速率為 =0.075molL1min1 , 因反應速率之比等于化學計量數之比,則v(H2)=0.075molL1min1×2=0.15molL1min1 ,

CO(g)+

2H2(g)

CH3OH(g)

開始:

1mol/L

2mol/L

0

轉化:

0.75mol/L

1.5mol/L

0.75mol/L

平衡:

0.25mol/L

0.5mol/L

0.75mol/L

則化學平衡常數K= = =12 L2mol2;正反應是放熱反應溫度越高K值越小,所以答案是:0.15molL1min1;12 L2mol2;減小;(4)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,則溫度越高,逆向反應進行的程度越大,甲醇的含量就越低,壓強增大,反應正向進行的程度大,則甲醇的含量高,甲醇百分含量隨溫度T變化如圖為 ,所以答案是: ;(5)32g的CH3OH(g)即為1mol,∵CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣192.9kJ/mol
H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol ②根據蓋斯定律①﹣②×2得 CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣280.9kJ/mol,所以答案是:CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣280.9kJ/mol.

練習冊系列答案
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②當三者c(H+)相同且體積也相同時,分別放入足量的鋅,相同狀況下產生氣體的體積由大到小的順序是 . (用a、b、c表示)
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③根據如表數據,通過標準酸滴定,計算待測燒堿溶液的物質的量濃度是 , 燒堿樣品的純度是 . (本小題計算結果保留4位有效數字)

滴定次數

待測溶液
體積(mL)

標準酸體積

滴定前的刻度(mL)

滴定后的
刻度(mL)

第①次

10.00

0.40

20.50

第②次

10.00

4.10

24.00

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