题目内容
【题目】新华社报道:全国农村应当在“绿色生态·美丽多彩·低碳节能·循环发展”的理念引导下,更快更好地发展“中国绿色村庄”,参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视,试回答下列问题:
(1)煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃、101kPa时:
①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-126.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ/mol
则在25℃、101kPa时:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=_____。
(2)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH>0
已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,则在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态?____(填“是”或“否”),其判断依据是___。
(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol。
现向体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=____。
②下列措施能使增大的是____(填字母)。
A.升高温度
B.再充入H2
C.再充入CO2
D.将H2O(g)从体系中分离
E.充入He(g),使体系压强增大
【答案】+115.4 kJ/mol 增大 否 浓度商Q小于平衡常数K 0.225mol/(L·min) BD
【解析】
(1)①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-126.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ/mol
将①+③-×②得:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+115.4 kJ/mol
答案为:+115.4 kJ/mol
(2)①因为正反应为吸热反应,所以温度升高,化学平衡正向移动,移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值增大。答案为:增大
②1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,则在这种情况下,该反应没有处于化学平衡状态。答案为:否
其判断依据是Q=,平衡正向移动。
答案为:浓度商Q小于平衡常数K
(3) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量 1.00 3.00 0 0
变化量 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量 0.25 0.75 0.75 0.75
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=mol/(L·min)
答案为:0.225mol/(L·min)
②A.升高温度,平衡逆向移动,c(CH3OH)减小,c(CO2)增大,减小,不合题意;
B.再充入H2,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,c(CO2) 减小,增大,符合题意;
C.再充入CO2,虽然平衡正向移动,c(CH3OH)增大,c(CO2)增大,但c(CO2)增大的更多,减小,不合题意;
D.将H2O(g)从体系中分离,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,c(CO2) 减小,增大,符合题意;
E.充入He(g),使体系压强增大,c(CH3OH)不变,c(CO2)不变,不变,不合题意。
故选BD。