温室效应和资源短缺等问题和如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各国的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(

温室效应和资源短缺等问题和如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各国的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(

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温室效应和资源短缺等问题和如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各国的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),如图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化.

魔方格

(1)关于该反应的下列说法中,正确的是______.
A.△H>0,△S>0
B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0
D.△H<0,△S>0
(2)该反应平衡常数K的表达式为______.
(3)温度降低,平衡常数K______(填“增大”、“不变”或“减小”).
(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol   H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)______mol•L-1•min-1
(5)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有______.
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.再充入1mol CO2和3mol H2
E.充入He(g),使体系总压强增大.
答案
(1)由图1可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即△H<0,由方程式可知,该反应正反应是气体的物质的量减小的反应,故正反应为熵减过程,即△S<0;
故选C;
(2)可逆反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的化学平衡常数k=
c(CH3OH)•c(H2O)
c(CO2)•c3(H2)

故答案为:
c(CH3OH)•c(H2O)
c(CO2)•c3(H2)

(3)该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应移动,平衡常数增大;
故答案为:增大;
(4)由图2可知,10min达平衡时甲醇的浓度变化量为0.75mol/L,所以v(CH3OH)=
0.75mol/L
10min
=0.075mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.075mol/(L•min)=0.225mol/(L•min);
故答案为:0.225;
(5)使n(CH3OH)/n(CO2)增大,改变条件使平衡向正反应移动,但只增大二氧化碳的浓度会使该比值减小.
A.升高温度,平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误;
B.加入催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故B错误;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确;
D.再充入1mol CO2和3mol H2,等效为增大压强,平衡正反应移动,平衡时n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确;
E.充入He(g),反应混合物的浓度不变,变化不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故E错误;
故选CD.
举一反三
在一定条件下化学反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-197kJ/mol.现有容积相同且不变的甲、乙、丙三个容器,在上述条件下分别充入的气体和达到平衡时反应放出的热量(Q)如下表所列:
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容   器SO2(mol)O2(mol)N2(mol)Q(kJ)
210Q1
10.50Q2
10.51Q3
下列表示变化的用语中正确的一项是(  )
A.NaHCO3的水HCO3-+H2O=H3O++CO32-
B.1 L 0.5mol•L-1稀硫酸与1L 1mol•L-1氢氧化钠溶液反应放出57.3kJ 热量:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO 4(aq)+2H2O(l)△H=-57.3kJ•mol -1
C.氢氧燃料电池的负极反应式为:O2+2H2O+2e=4OH-
D.以惰性电极电解KCl溶液:2Cl十2H2O
 电解 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
(1)(4分)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的△H=-99kJ/mol.
请回答下列问题:
①图中A点表示:______
C点表示:______
E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响.
②图中△H=______kJ/mol.
(2)(4分)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气,放出241.8kJ热量(25℃、101kPa下测得)
①写出该反应的热化学方程式:______
②若1mol水蒸气转化为液态水放热45kJ,则反应H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)的△H=______kJ/mol.氢气的燃烧热为△H=______kJ/mol.魔方格
(1)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义.有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定.现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ•mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.4kJ•mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ•mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:______.
(2)在压强为0.1MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);CO的转化率与温度、压强的关系如图所示.①该反应的△H______0(填“<”、“>”或“=”).
②在温度容积不变的情况下,向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)实验室中配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入______,目的是______; AgCl在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)═Ag+(aq)+Cl-(aq).25℃时,现将足量AgCl分别放入:①100mL蒸馏水;②100mL 0.2mol•L-1AgNO3溶液;③100mL 0.1mol•L-1氯化镁溶液;④100mL 0.1mol•L-1氯化钠溶液.充分搅拌后,相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是______ (填写序号).魔方格
超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:2NO(g)+2CO(g)
催化剂



2CO2(g)+N2(g).
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得密闭容器中不同时间的NO和CO浓度如表:
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时间(s)012345
c(NO)
(mol/L)
1.00×10-34.50×10-42.50×10-41.50×10-41.00×10-41.00×10-4
c(CO)
(mol/L)
3.60×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3