题目内容

19．以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取乙醇的反应：2CO2（g）+6H2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（g）△H=QkJ/mol （Q＞0）在密闭容器中，按CO2与H2的物质的量之比为1：3进行投料，在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数（y%）如图所示．
完成下列填空：
（1）表示CH3CH2OH体积分数曲线的是b（选填序号）．
（2）在一定温度下反应达到平衡的标志是BC．
A．平衡常数K不再增大 
B．CO2的转化率不再增大
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 
D．反应物不再转化为生成物
（3）其他条件恒定，达到平衡后，能提高H2转化率的措施是AC（选填编号）． A．升高温度    B．充入更多的H2  C．移去乙醇 D．增大容器体积
（4）图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=37.5%．

分析 （1）该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡时CO2与H2的含量降低，CH3CH2OH与H2O的含量增大．开始CO2 与H2 的物质的量之比1：3进行，平衡时H2的含量是CO2的含量三倍；CH3CH2OH与H2O按1：3生成，平衡时H2O的含量是CH3CH2OH含量的三倍；
（2）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（3）根据外界条件对反应速率的影响分析判断；
（4）R点为a和c的交点，设此时a的H2O体积为V，那么c的H2体积也为V，根据方程式中的关系求出CO2和CH3CH2OH的体积，再求体积分数ya．

解答 解：（1）该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡时CO2与H2的含量降低，CH3CH2OH与H2O的含量增大．开始CO2 与H2 的物质的量之比1：3进行，平衡时H2的含量是CO2的含量三倍；CH3CH2OH与H2O按1：3生成，平衡时H2O的含量是CH3CH2OH含量的三倍；
曲线a、曲线b随温度升高含量增大，且曲线a的含量高，所以曲线a表示H2O、曲线b表示CH3CH2OH；
曲线c、曲线d随温度升高含量减小，且曲线c的含量高，所以曲线c表示H2、曲线d表示CO2．
故答案为：b；
（2）A．平衡常数K只与温度有关，与是否达到平衡状态无关，故A错误；
B．CO2的转化率不再增大，说明达到平衡状态，故B正确；
C．平均分子量=$\frac{总质量}{总物质的量}$，总质量不变，总物质的量会变，故混合气体的平均相对分子质量不再改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故C正确；
D．该反应是可逆反应，不存在反应物不再转化为生成物的状态，故D错误；
故答案为：BC；
（3）A．升高温度，平衡正向移动，氢气的转化率增大；
B．充入更多的H2，平衡正向移动，氢气的转化率降低；
C．移去乙醇，平衡正向移动，氢气的转化率增大；
D．增大容器体积，压强减小，平衡逆向移动，氢气的转化率降低；
故答案为：AC；
（4）2CO2（g）+6H2（g）=CH3CH2OH（g）+3H2O（g）；
R点为a和c的交点，设此时a的H2O体积为6V，那么c的H2体积也为6V，根据方程式可知CO2为$\frac{6V}{6}$=2V，C2H5OH为$\frac{6V}{3}$=2V，
所以R点对应的体积分数ya=$\frac{6V}{6V+6V+2V+2V}$×100%=37.5%，
故答案为：37.5%．

点评 本题考查学生对图象的分析与平衡移动及平衡状态的特征的理解，难度较大，注意判断曲线表示哪一物质的体积分数是关键．

练习册系列答案
相关题目
9．下列说法正确的是（　　）
A．实验室用锌与稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液能加快反应速率，因为硫酸铜是催化剂
B．某温度下，一定体积的密闭容器中进行可逆反应：X（g）+Y（g）=Z（g）+W（g）△H＞0，平衡后加入一定量X，则△H增大
C．温度和压强一定时，对于可逆反应：2NO2（g）?N2O4（g），混合气体的密度不再改变，则反应达到平衡状态
D．将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合后生成白色沉淀，是两种溶液水解相互促进的结果
10．常温下，下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（　　）
A．NH4+，Ag+，NO3-，CO32-，SO42-B．Fe2+，H+，NO3-，Cl-
C．Al3+、NH4+，HCO3-、Cl-D．K+、Na+、NO3-、SO42-
7．已知aX、bY是元素周期表中除稀有气体外的短周期元素，且a-b=3，X，Y能形成化合物M，下列说法不正确的是（　　）
A．若X和Y处于同一周期，则X的原子半径肯定小于Y的原子半径
B．若M属于离子化合物，则该化合物中只存在离子键，且每个原子均达到8电子稳定结构
C．若最外层电子数X＞Y＞2，则X的非金属性一定比Y的非金属性强
D．若X和Y处于同一周期，且M属于共价化合物，则分子中原子个数比可能为1：2
14．分子式为C8H8的两种同分异构体X和Y．X是一种芳香烃，分子中只有一个环；Y俗称立方烷，其核磁共振氢谱显示只有一个吸收峰．下列有关说法错误的是（　　）
A．X、Y均能燃烧，都有大量浓烟产生
B．X既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也能使溴水褪色，还能发生加聚反应
C．Y属于不饱和烃
D．Y的二氯代物有三种
4．如表是短周期的一部分．关于这四种主族元素，下列说法正确的是（　　）
 X 
MYZ
A．原子半径大小为Z＞Y＞M＞X
B．最高价氧化物的水化物的酸性强弱为X＞Z＞Y＞M
C．均形成简单离子，简单离子半径大小为M＞Y＞Z＞X
D．X、M或Y、M不可能同为金属元素
11．下列选项中的反应、现象与结论完全一致的是（夹持、加热装置已略去）（　　）
①中的反应②中的现象结论
AMnO2与浓盐酸加热KI淀粉溶液很快变蓝Cl2有氧化性
BCu与浓硫酸加热溴水褪色SO2有漂白性
CNa2CO3与醋酸溶液苯酚钠溶液变浑浊酸性：碳酸＞苯酚
D电石与饱和食盐水酸性高锰酸钾溶液褪色乙炔有还原性
A．AB．BC．CD．D
8．下列解释事实的方程式不正确的是（　　）
A．测0.01mol/L的醋酸的pH为5：CH3COOH?CH3COO-+H+
B．电解饱和食盐水，产生气体：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cl2↑+2OH-+H2↑
C．铁放在氧气中燃烧，产生黑色固体：4Fe+3O 2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Fe2O3
D．硫酸钙与碳酸钠溶液，产生白色沉淀：CaSO4（S）+CO32-?CaCO3（S）+SO42-
9．某元素X构成的双原子单质分子有三种，其式量分别为70、72、74，在天然单质中，此三种单质的物质的量之比为9：6：1．推断以下结论中正确的是（　　）
A．元素X有三种同位素
B．其中一种同位素质量数为36
C．质量数为35的同位素原子的质量分数为75%
D．元素单质X2的平均式量为71

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网