题目内容

(14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
⑴  在一定体积的密闭容器中,进行化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

①该反应正向反应是          反应。(填“放热”或“吸热”)
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是            
A.容器压强不变B.混合气体中c(CO2)不变
C.υ(H2)=υ(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
③当其他条件不变时,若缩小容器的体积,该反应平衡      移动。(选填“正向”、“逆向”或“不”)
⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行:
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)   △H=-49.0 kJ·mol-1
①该反应的平衡常数表达式K                     
②某实验将1molCO2和3molH2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应(只有一种条件不同)。测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示:

曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K       K(选填“>”、“=”或“<”)。
③一定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器


反应物投入量
1molCO2、3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡时CO2的转化率为50%,甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)=              mol·L-1·min-1
要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为                    
(14分)
⑴吸热  BC 不  
 >   0.15    0.5<c≤1 (每空2分)

试题分析:化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
由以上表格看到:随着温度升高,k值增大;即平衡向正向移动,即正向是吸热方向;
①该反应正向反应是吸热反应。
反应前后化学计量数不变,所以整个过程压强始终不变,所以能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 :混合气体中c(CO2)不变υ(H2)=υ(H2O) ;当其他条件不变时,若缩小容器的体积,该反应平衡不移动。
⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行:
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)   △H=-49.0 kJ·mol-1
①该反应的平衡常数表达式K
②某实验将1molCO2和3molH2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应(只有一种条件不同),曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K>K
③一定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器


反应物投入量
1molCO2、3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡时CO2的转化率为50%,甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)=0.15mol·L-1·min-1
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)   △H=-49.0 kJ·mol-1
甲:        1mol   3mol            0        0
乙:       a mol   b mol          c mol    c mol
要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,起始时维持化学反应向逆反应方向进行,所以c的最大值是1,平衡时CO2的转化率为50%,,所以最小值是0.5则c的取值范围为0.5<c≤1
点评:等效平衡 化学反应速率
点评:对于化学平衡的计算学生必须要掌握的知识有:三行式; 化学反应速率的计算公式:v=Δc/Δt ;等效平衡的三种情况:
I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
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