题目内容
【题目】碳及其化合物有广泛的用途
(1)甲醇常作燃料,已知在常温常压下甲醇完全燃烧的热化学方程式如下:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1。则2mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和气态水时反应的ΔH______ΔH1(填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)煤的综合利用煤气化是将水蒸气通过红热的碳产生水煤气:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·molˉ1,达到平衡后,下列能提高水煤气生成速率的措施是______。
A.升高温度 B.增加碳的用量 C.缩小体积 D.用CO吸收剂除去CO
(3)一定温度下,将一定量的C(s)和H2O(g)放入某恒容密闭容器中发生上述反应,得到如下数据:
达到平衡所需时间/s | 起始浓度/ mol·Lˉ1 | 平衡浓度/ mol·Lˉ1 |
H2O(g) | H2(g) | |
10 | 2.0 | 0.6 |
计算该反应从开始到平衡时,以CO表示的反应速率为______;H2O(g)的转化率为______。
(4)下列可以说明反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)已经达到平衡状态的是____。
A.单位时间内生成nmolH2的同时,生成nmolCO
B.反应速率: (H2)= (CO)= (H2O)
C.c(H2O):c(CO):c(H2)=1:1:1
D.温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化
E.温度和体积一定时,容器内的压强不再变化
【答案】大于 AC 0.06mol·Lˉ1·sˉ1 30% DE
【解析】
(1)水由气态转化为液态会发出热量,放出的热量越大,焓变ΔH越小;
(2)依据影响化学反应速率的因素分析解答;
(3)建立三段式,由三段式数据计算可得;
(4)根据化学平衡状态的特征解答。
(1)水由气态转化为液态会发出热量,放出的热量越大,焓变ΔH越小,根据盖斯定律可知,2mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和气态水时反应的ΔH大于ΔH1,故答案为:大于;
(2)A.升高温度可以加快反应速率,故正确;
B.碳是固体,增加碳的用量不会引起反应速率的变化,故错误;
C.缩小体积即增加压强,可以加快反应速率,故正确;
D.用CO吸收剂除去CO可以减慢反应速率,故D错误;
AC正确,故答案为:AC;
(3)由题意建立如下三段式:
由三段式数据计算以CO表示的反应速率为=0.06mol·Lˉ1·sˉ1,H2O(g)的转化率为
×100%=30%,故答案为:0.06mol·Lˉ1·sˉ1;30%;
(4)A.单位时间内生成nmolH2代表正反应速率,生成nmolCO也代表正反应速率,不能表示正逆反应速率相等,不能说明反应已经达到平衡状态,故错误;
B.反应速率 (H2)= (CO)= (H2O) 不能表示正逆反应速率相等,不能说明反应已经达到平衡状态,故错误;
C. 当体系达平衡状态时,c(H2O):c(CO):c(H2)可能是1:1:1,也可能不是1:1:1,是否为1:1:1与各物质的初始浓度及转化率有关,不能说明反应已经达到平衡状态,故错误;
D.该反应是前后气体质量和气体体积发生变化的反应,恒容容器中发生密度变化,则温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化能表示正逆反应速率相等,说明反应已经达到平衡状态,故正确;
E. 该反应是前后气体体积发生变化的反应,温度和体积一定时,容器内的压强不再变化能表示正逆反应速率相等,说明反应已经达到平衡状态,故正确;
DE正确,故答案为:DE。
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