【題目】.甲醇作為一種較好的可再生能源,具有廣泛的應用前景。
已知在常溫常壓下反應的熱化學方程式:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1=-90kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g) H2=-41kJ·mol-1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學方程式:___________________。
Ⅱ. 已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數(shù)如下表所示:
化學反應 | 平衡 常數(shù) | 溫度 | ||
500℃ | 700℃ | 800℃ | ||
2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g) | K2 | 1 | 1.7 | 2.52 |
3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | K3 |
請回答下列問題:
(1)反應①是__________(填“吸熱”或“放熱“)反應
(2)觀察①②③可推導出K1、K2、K3之間的關系,則K3=_______(用K1、K2表示)
(3)某溫度時,反應①式中各物質(zhì)的平衡濃度符合下式:20×c(CH2OH)=3×c(CO)×c3(H2),試判斷此時的溫度為____________。
(4)500℃時測得反應③在某時刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為0.4 mol· L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、0.4 mol·L-1molL-1,則此時V(正)______V(逆)(填“>”、 “=”或“<”)。
(5)對應反應③,一定條件下將H2(g)和CO2(g)以體積比3:1置于恒溫恒容的密閉容器發(fā)生反應,下列能說明該反應達平衡狀態(tài)的有_____________。
A.體系密度保持不變
B.H2和CO2的體積比保持不變
C.混合氣體的平均相對分子量不變時,反應一定達到平衡狀態(tài)
D.當破壞CO2中2個碳氧雙鍵,同時破壞H2O中的2個氧氫鍵,反應一定達到平衡狀態(tài)
【答案】 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H=-49kJ·mol-1· 放熱 K1×K2 800℃ < CD
【解析】I.本題考查熱化學反應方程式的計算,目標反應方程式為CO2+3H2=CH3OH+H2O,①-②得出CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=(-90+41)kJ·mol-1=-49kJ·mol-1;II.本題考查影響化學平衡移動的因素和化學平衡常數(shù)的計算,化學平衡狀態(tài)的判斷,(1)化學平衡常數(shù)只受溫度的影響,根據(jù)表格數(shù)據(jù),隨著溫度的升高,化學平衡常數(shù)減少,說明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,即正反應方向是放熱反應;(2)根據(jù)化學平衡常數(shù)的表達式,K1=c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)],K2=[c(H2O)×c(CO)]/[c(H2)×c(CO2)],K3=[c(CH3OH)×c(H2O)]/[c3(H2)×c(CO2)],因此有K3=K1×K2;(3)式子變形得到:c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)]=3/20=0.15,即溫度為800℃;(4)此時的Qc=0.4×0.5/(0.43×1)=3.125,此時的平衡常數(shù)為K3=K2×K1=2.5<3.125,說明反應向逆反應方向進行,即v(正)<v(逆);(5)A、組分都是氣體,則氣體質(zhì)量不變,容器為恒容狀態(tài),體積不變,因此密度任何時刻都相同,即密度不變,不能說明反應達到平衡,故A錯誤;B、投入量按照氣體系數(shù)比投入,因此任何時刻兩者的體積比都相等,不能作為達到平衡的標志,故B錯誤;C、氣體質(zhì)量不變,向正反應方向進行,氣體物質(zhì)的量減少,根據(jù)M=m/n,因此當M不再改變說明反應達到平衡,故C正確;D、破壞CO2中2個碳氧雙鍵,說明反應向正反應方向進行,破壞H2O中2個氫氧鍵,說明反應向逆反應方向進行,且兩者比值等于系數(shù)之比,因此說明反應達到平衡,故D正確。
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【題目】在密閉容器中,對于可逆反應A+3B 2C(氣),平衡時C的體積分數(shù)與溫度和壓強的關系如圖所示,下列判斷正確的是( )
A. 若正反應方向ΔH<0,則T 1 >T 2
B. 壓強增大時,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小
C. B一定為氣體
D. A一定為氣體
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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列有關敘述正確的是
A. 在2L0.2mol/L的Na2CO3溶液中,陰離子總數(shù)小于0.4NA
B. 在標準狀況下,3.36LS03含有的電子數(shù)為6NA
C. 將0.5molNH4N03溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中NH4+數(shù)目為0.5NA
D. 密閉容器中l(wèi)molNO和0.5molO2充分反應,產(chǎn)物的分子數(shù)為NA
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【題目】研究人員最近開發(fā)出被稱為第五形態(tài)的固體碳,這種新的碳結(jié)構(gòu)被稱作“納米泡沫”,納米泡沫碳與金剛石的關系是( )
A. 同素異形體 B. 同位素 C. 同系物 D. 同分異構(gòu)體
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【題目】目前世界上60%的鎂是從海水中提取的.主要步驟如下:
下列說法不正確的是( )
A. 為使海水中的MgSO4轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2,試劑①可選擇石灰乳
B. 加入試劑①后,分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是過濾
C. 加入試劑②反應的離子方程式為:OH﹣+H+=H2O
D. 通過電解熔融的無水MgCl2得到48gMg,共轉(zhuǎn)移4mol電子
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【題目】實驗室里利用以下反應制取少量氮氣:NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O。關于該反應的下列說法正確的是( )
A.每生成1 mol N2轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為6 mol
B.N2既是氧化劑,又是還原劑
C.NH4Cl中的氮元素被還原
D.NaNO2是氧化劑
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【題目】下列物質(zhì)的保存方法中,錯誤的是:
A. 氫氟酸要保存在塑料瓶中
B. 新制的氯水要保存在棕色細口瓶中,并放置在陰暗處
C. 少量液溴要保存在帶有橡膠塞的棕色細口瓶中,并在液溴上面加水封
D. 單質(zhì)碘要保存在棕色廣口瓶中,并放置在陰涼處
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【題目】某溫度下,0.200 molL-1的HA溶液與0.200 molL-1的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如下表,下列說法正確的是
微粒 | X | Y | Na+ | A- |
濃度/(mol·L-1) | 8.0010-4 | 2.5010-10 | 0.100 | 9.9210-2 |
A. 0.1mol·L-1HA溶液的pH=1 B. 該溫度下Kw=1.010-14
C. 微粒X表示OH-,Y表示H+ D. 混合溶液中:n(A-)+n(X)=n(Na+)
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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)。下列說法正確的是( )
A. 7.8 g Na2O2中含有的陰離子數(shù)目為0.2NA
B. 標準狀況下,2.24 L CHCl3的分子數(shù)為0.1NA
C. 1 L 0.1 mol/L Al2(SO4)3溶液中,Al3+的數(shù)目為0.2NA
D. 0.1 mol Fe與足量稀HNO3反應,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.3NA
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