(11分)研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢的课题。(1)CO可用于合成甲醇。在压强为0.1Mpa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入a
题型:不详难度:来源:
(11分)研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢的课题。 (1)CO可用于合成甲醇。在压强为0.1Mpa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入amolCO和2amolH2,在催化剂作用下合成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度,压强的关系如下图:
(i)该反应属于_____________反应:(填“吸热”或“放热”)。 (ii)100℃时,该反应的平衡常数:K=_____________;(用a、b的代数式表示)。 若一个可逆反应的平衡常数K值很大,对此反应的说法正确的是:_________________填序号)A.该反应使用催化剂意义不大; | B.该反应发生将在很短时间内完成; | C.该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小; | D.该反应一定是放热反应; | (iii)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入amolCO,2amolH2,达到平衡时CO转化率________(填“增大”,“不变”或“减小”,下同)平衡常数:________。 (iv)在某温度下,向一容积不变的密闭容器中充入2.5molCO,7.5molH2,反应生成CH3OH(g),达到平衡时,CO转化率为90%,此时容器内压强为开始时的压强__________倍。 (2)某温度条件下,若将CO2(g)和H2(g)以体积比1:4混合,在适当压强和催化剂作用下可制得甲烷,已知: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) △H=-285.8KJ/mol 则CO2(g)和H2(g)反应生成液态水的热化学方程式为:_________________________。 |
答案
(1)(i)放热 (ii)b2/a2 C (iii)增大 不变 (iv)0.55 (2)CO2(g)+4 H2(g)= CH4(g)+ 2H2O(l)△H="-252.9" KJ/mol |
解析
(i)压强一定时,升温CO的转化率降低,即平衡左移,正反应为放热反应 (ii)0.1Mpa、100℃条件下,在体积为bL的密闭容器中达到平衡时,CO的转化率为0.5: 反应中:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 初n: a 2a 0 △n: 0.5a a 0.5a 平衡n:0.5a a 0.5a 故K= 若一个可逆反应的平衡常数K值很大,只能说明正反应的趋势很大,与其反应历程(是否使用催化剂)、是否放热、反应速率无关;由平衡常数的概念可知,该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小,选C (iii)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入amolCO,2amolH2,相当于加压,达到平衡时,CO的转化率增大,但平衡常数只与温度有关,其值不会改变 (iv)由“三段式”来判定: 反应中:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 初n: 2.5 7.5 0 △n: 2.25 4.5 2.25 平衡n: 0.25 3 2.25 在容积不变的情况下,压强比等物质的量比,故达到平衡时,容器内压强为开始时的压强的=0.55倍 (本小题可通过差量法来计算,更加简洁) (2)由所给两热化学方程式: ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol ②H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) △H=-285.8KJ/mol 根据盖斯定律可知②×4-①,得CO2(g)+4 H2(g)= CH4(g)+ 2H2O(l)△H="-252.9" KJ/mol |
举一反三
(8分)A、B代表不同物质,都是H、N、O、Na中的任意三种元素组成的强电解质,A的水溶液呈碱性,B的水溶液呈酸性,请找出A、B可能的两种组合.要求:相同浓度时,A1溶液中水的电离程度小于A2溶液中水的电离程度;相同浓度时,B1溶液中水的电离程度小于B2溶液中水的电离程度。 (1)写出化学式A1________,A2________,B1________,B2________; (2)相同温度下,当A1、B1的物质的量浓度相等时,两溶液中水电离出的氢离子的物质的量浓度之比为_______________________ _; (3)写出0.1 的溶液中离子浓度大小排序 ________________; (4)B1溶液中水的电离程度小于B2溶液中水的电离程度,原因是 ________________; (5)若B1、B2两溶液的pH=5,则两溶液中水电离出的氢离子的物质的量浓度之比为__________。 |
下列各组离子,一定能大量共存的是:A.常温下,c(H+)/c(OH-)=1×10-12的溶液:I-、Cl-、HCO3-、Na+ | B.含有大量Fe3+的溶液:Na+、HCO3-、NO3-、CO32- | C.加入铝粉能产生氢气的溶液:NH4+、Fe2+、SO42-、Cl- | D.由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol?L-1溶液中:K+、Cl-、NO3-、Na+ |
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向15mL 0.1mol·L-1KOH溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1甲酸(HCOOH,一元弱酸)溶液,溶液pH和加入的甲酸的体积关系曲线如右图所示,有关粒子浓度大小关系正确
A.在A、B间任意一点c(K+) > c(HCOO-) > c(OH-) > c(H+) B.在B点:c(K+) = c(HCOO-) > c(OH-) = c(H+),且a=7.5 C.在C点:c(HCOO-) > c(K+) > c(OH-) > c(H+) D.在D点:c(HCOO-) + c(HCOOH) > 2c(K+) |
20ml 1mol/LCH3COOH溶液跟40ml 0.5mol/LNaOH溶液相混合,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是( )A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) | B.c(Na+)=c(CH3COO-),c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) | C.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(CH3COO-) | D.c(Na+)>c(OH-)>c(H+)>c(CH3COO-) |
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下列有关平衡常数的说法正确的是( )A.已知,则对应的化学反应可以表示为: 2CO2( g) + 6H2(g)CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) | B.将某浓度氢氟酸溶液升高温度,氢氟酸的电离平衡常数Ka将变大 | C.常温下,向纯水中加入碳酸钠,水的电离程程度变大,Kw变大 | D.化学平衡常数K与温度有关,随温度的升高,K可能增大也可能减小,或者不变 |
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