【題目】甲醇是重要的工業(yè)原料.煤化工可以利用煤炭制取水煤氣從而合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).已知常溫常壓下反應(yīng)的能量變化如圖1所示: ②
化學鍵 | H﹣H | H﹣O | O=O |
鍵能kj/mol | 436 | x | 496 |
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=﹣280kJ/mol
H2(g)+ O2(g)=H2O(I)△H=﹣284kJ/mol
H2O(I)=H2O(g)△H=+44kJ/mol
請回答下列問題:
(1)甲醇氣體分解為CO和H2兩種氣體這一反應(yīng)的活化能為kj/mol;
(2)請寫出表示氣態(tài)甲醇燃燒熱的熱化學方程式;
(3)H﹣O的鍵能x值為;
(4)如圖2:在一容積可變的密閉容器中充入10molCO氣體和30molH2氣體,當達到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為20L.如反應(yīng)開始時仍充入10molCO和30molH2 , 則在平衡狀態(tài)B時容器的體積V(B)=L;
(5)在甲、乙、丙三個不同密閉容器中按不同方式投料,一定條件下發(fā)生該反應(yīng)(起始溫度和起始體積相同,反應(yīng)物和生成物反應(yīng)前后均為氣態(tài)).相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
相關(guān)條件 | 恒溫恒容 | 絕熱恒容 | 恒溫恒壓 |
反應(yīng)物投料 | 1molCO、2molH2 | 1molCH3OH | 1molCH3OH |
平衡時容器體積 | V(甲) | V(乙) | V(丙) |
反應(yīng)的平衡常數(shù)K | K(甲) | K(乙) | K(丙) |
平衡時CH3OH的濃度/molL﹣1 | C(甲) | C(乙) | C(丙) |
平衡時CH3OH的反應(yīng)速率/molL﹣1min﹣1 | v(甲) | v(乙) | v(丙) |
則下列說法正確的是 .
A.V(甲)>V(丙)
B.K(乙)>K(丙)
C.c(乙)>c(甲)
D.v(甲)=v(丙)
【答案】
(1)510
(2)CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣757kJ?mol﹣1
(3)462
(4)7
(5)BC
【解析】解:(1)由圖形可知甲醇的活化能為(419+91)kJ/mol=510kJ/mol,所以答案是:510;(2)燃燒熱的熱化學方程式中,可燃物為1mol,反應(yīng)生成穩(wěn)定的氧化物. 由圖1可得熱化學方程式:①CO(g)+2H2(l)=CH3OH(g)△H=﹣91kJ/mol,
又已知:②CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H=﹣280kJ/mol③H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣284 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,③×2+②﹣①可得:CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣757kJmol﹣1 ,
所以答案是:CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣757kJmol﹣1;(3)已知:H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣284 kJ/mol,
H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ/mol
二者相加可得:H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣240 kJ/mol,
反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能﹣生成物總鍵能,則436kJ/mol+ ×496kJ/mol﹣2×x kJ/mol=﹣240kJ/mol,解得x=462,
所以答案是:462;(4)A、B兩容器溫度相同,即化學平衡常數(shù)相等,A點時轉(zhuǎn)化率為50%,則K= =1,且B點時CO的轉(zhuǎn)化率為0.8,則
CO(g)+ | 2H2(g) | CH3OH(g) | |
起始(mol) | 10 | 30 | 0 |
轉(zhuǎn)化(mol) | 8 | 16 | 8 |
平衡(mol) | 2 | 14 | 8 |
設(shè)體積為VL,則有K= =1,V=7L,
所以答案是:7;(5)A.丙為甲醇的分解是氣體體積增大的反應(yīng),所以丙恒溫恒壓,體積變大,甲恒溫恒容,體積不變,所以,V甲<V丙 , 故A錯誤;
B.合成甲醇是放熱反應(yīng),其逆反應(yīng)甲醇分解就是吸熱的,乙絕熱容器,丙恒溫,所以乙反應(yīng)后比丙溫度低,向吸熱方向進行的程度小,平衡時乙中甲醇濃度比丙高,CO和氫氣濃度比丙低,K乙>K丙 , 故B正確;
C.條件相同時,甲與乙是等效平衡.甲與乙容器體積相同,乙分解甲醇吸熱導(dǎo)致乙比甲溫度低,平衡向合成甲醇方向移動,平衡時甲醇濃度乙大于甲,即c乙>c甲 , 故C正確;
D.甲與丙起始溫度和起始體積相同,恒溫條件下反應(yīng),丙在恒壓條件下分解甲醇生成氫氣和CO,平衡時體積比反應(yīng)前大,即平衡時丙體積大于甲,則壓強甲大于丙,所以υ甲>υ丙 , 故D錯誤.
所以答案是:BC.
【考點精析】關(guān)于本題考查的化學平衡的計算,需要了解反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%才能得出正確答案.
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】向50mL NaOH溶液中逐漸通入一定量的CO2(假設(shè)溶液體積不變),隨后取此溶液10mL,將其稀釋至100mL,并向此稀釋后的溶液中逐滴加入0.1molL﹣1的鹽酸,產(chǎn)生CO2氣體的體積(標準狀況下)與所加入的鹽酸的體積關(guān)系如圖所示.
(1)寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: .
(2)NaOH在吸收CO2后,所得溶液的溶質(zhì)為 , 其物質(zhì)的量濃度之比為 .
(3)產(chǎn)生的CO2體積(標準狀況下)為 .
(4)原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為 .
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知相同條件下,下列反應(yīng)的焓變和乎衡常數(shù)分別表示為: ①2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)△H1 K1=x
②Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)△H2 K2=y
③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3 K3=x
則下列關(guān)系正確的是( )
A.△H3=△H1+2△H2 x=xy2
B.H3=△H1+△H2 z=x+y
C.H3=△H1+2△H2 x=x﹣y2
D.H3=△H1+△H2 z=
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】請預(yù)測有機物丙烯酸(CH2=CH-COOH)的發(fā)生的反應(yīng)類型可能有( 。
①加成反應(yīng)②水解反應(yīng)③酯化反應(yīng)④中和反應(yīng)⑤氧化反應(yīng).
A. 只有①③B. 只有①③④C. ①②③④⑤D. 只有①③④⑤
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定條件下可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的變化:
據(jù)此回答下列問題:
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中對于溶液和沉淀的分離采取的方法是_____.
(2)根據(jù)上述框圖反應(yīng)關(guān)系,寫出下列B、C、D、E所含物質(zhì)的化學式
沉淀固體B______;C________;沉淀D_____;溶液E________.
(3)寫出①、②、③、④四個反應(yīng)方程式
①_________________________;
②________________________;
③________________________;
④________________________.
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室需1 mol·L-1的CuSO4溶液750 mL,配制時應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格和稱取CuSO4固體的質(zhì)量分別為
A. 容量瓶:500 mL、250 mL各一個; CuSO4:共120.0 g
B. 容量瓶:750 mL、 CuSO4:120.0 g
C. 容量瓶:1 000 mL、CuSO4晶體:250.0 g
D. 容量瓶:1 000 mL、 CuSO4:160.0 g
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=﹣393.5kJ/mol, 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=﹣566.0kJ/mol,
C(s)+0.5O2(g)=CO(g)△H3=akJ/mol,則a= .
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