Question

【題目】I.將CO2轉(zhuǎn)化成甲醇燃料是減排、環(huán)保的一種科學(xué)方法。

已知：2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)；△H=－483.6kJ·mol-1 ①

2CO2(g)+4H2O(g) 2CH3OH(g)＋3O2(g)；ΔH＝＋1352.8kJ·mol-1②

則用CO2與H2反應(yīng)制備 CH3OH(g)，同時(shí)生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式為___________________

II.在容積為2L的密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)+2B(g) C(g)+D(g)，最初加入1.0molA和2.2molB，在不同溫度下，D的物質(zhì)的量n(D)和時(shí)間t的關(guān)系如圖。

試回答下列問題：

(1)800℃時(shí),0—5min內(nèi)，以B表示的平均反應(yīng)速率為____________。

(2)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______________。

a．容器中壓強(qiáng)不變 b．混合氣體中c(A)不變

c．2v正(B)=v逆(D) d．c(A)=c(C)

(3)若最初加入1.0molA和2.2molB，利用圖中數(shù)據(jù)計(jì)算800℃時(shí)的平衡常數(shù)K=________，該反應(yīng)為_______反應(yīng)(填吸熱或放熱),判斷理由是______________________________。

(4)800℃時(shí)，某時(shí)刻測(cè)得體系中各物質(zhì)的量如下：n(A)=0.9mol，n(B)=2.0mol，n(C)=0.9mol，n(D)=0.9mol，則此時(shí)該反應(yīng)________進(jìn)行(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“處于平衡狀態(tài)”)。

Answer 1

【答案】CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49 kJ·mol－1 0.12mol·L-1·min-1 ab 1.8 L/mol 吸熱 隨著溫度的升高，D的含量增多，依據(jù)勒夏特列原理，溫度升高有利于向吸熱方向進(jìn)行 向正反應(yīng)方向

【解析】

I.根據(jù)蓋斯定律書寫CO2與H2反應(yīng)制備 CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式；

II. (1)根據(jù) 計(jì)算v(B)；

(2)根據(jù)平衡標(biāo)志分析該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)；

(3)根據(jù) 計(jì)算平衡常數(shù)； 根據(jù)圖象，降低溫度，D的的含量減少，說明降溫平衡逆向移動(dòng)；

(4)根據(jù)Q與K的關(guān)系判斷n(A)=0.9mol、n(B)=2.0mol、n(C)=0.9mol、n(D)=0.9mol時(shí)該反應(yīng)的方向。

I.2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)；△H=－483.6kJ·mol-1 ①

2CO2(g)+4H2O(g) 2CH3OH(g)＋3O2(g)；ΔH＝＋1352.8kJ·mol-1②

根據(jù)蓋斯定律②÷2＋①得 CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49 kJ·mol－1；

II. (1) 800℃時(shí),0—5min內(nèi)，生成D 0.6mol，則消耗B 1.2mol， v(B)= = 0.12mol·L—1·min—1；

(2) a．A(g)+2B(g)C(g)+D(g)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量是變量，壓強(qiáng)是變量，容器中壓強(qiáng)不變一定達(dá)到平衡狀態(tài)； b．根據(jù)化學(xué)平衡定義，某物質(zhì)濃度不變達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體中c(A)不變一定達(dá)到平衡狀態(tài)； c．2v正(B)=v逆(D) ，正逆反應(yīng)速率比不等于系數(shù)比，反應(yīng)沒有平衡 ； d．c(A)=c(C)，濃度不一定不變，反應(yīng)不一定平衡，故選ab；

(3)

A(g)+2B(g) C(g)+D(g)

開始 0.5 1.1 0 0

轉(zhuǎn)化 0.3 0.6 0.3 0.3

平衡 0.2 0.5 0.3 0.3

K=1.8 L/mol；

根據(jù)圖象，降低溫度， D的含量減少，說明降溫平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)吸熱；

(4) c(A)=0.45mol/L，c(B)=1.0mol/L，c(C)=0.45mol/L，c(D)=0.45mol/L，Q=0.45＜1.8，所以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。