题目内容

【题目】在恒压密闭容器中,充入一定量的H2和CO2 发生如下可逆反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH <0,实验测得反应物在不同温度下,反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。

(1)该反应的ΔS______0(填>或<),该反应在_______(填“低温”或“高温”)条件下利于自发进行;

(2)比较T1T2的大小关系:T1__T2(填“<”、“=”或“>”),理由是_______

(3)在T1和P6的条件下,往密闭容器中充入3 mol H2和1 mol CO2,该反应在第5 min时达到平衡,此时容器的体积为1.8 L;则该反应在此温度下的平衡常数为____;若温度不变,压强恒定在P8的条件下重新达到平衡时,容器的体积变为_____L。

【答案】<低温<反应Ⅲ为放热反应,温度降低,反应正向移动,所以T1T24/27或0.1488/15或0.533

【解析】

1)根据方程式可知正反应是体积减小的放热的可逆反应,因此该反应的ΔS0;由于ΔGΔHTΔS0时反应自发进行,所以该反应在低温下自发进行;

2)反应放热反应,温度降低,反应正向移动,二氧化碳的转化率升高,所以T1T2

3)在T1P6的条件下平衡时二氧化碳的转化率是40%,则根据方程式可知

CO2g)+3H2gCH3OHg)+H2Og

初始量:1mol 3mol 0 0

变化量:0.4mol 1.2mol 0.4mol 0.4mol

平衡量:0.6mol 1.8mol 0.4mol 0.4mol

达到平衡时容器的体积为1.8 L,所以CO2H2CH3OHH2Og)的浓度分别是(mol·L11/312/92/9,所以平衡常数K;若温度不变,压强恒定在P8的条件下重新达到平衡时,二氧化碳的转化率是60%。则

CO2g)+3H2gCH3OHg)+H2Og

初始量:1mol 3mol 0 0

变化量:0.6mol 1.8mol 0.6mol 0.6mol

平衡量:0.4mol 1.2mol 0.6mol 0.6mol

温度不变,K不变,则

解得V8/15 L

练习册系列答案
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【题目】甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上采用如下反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

(1)分析该反应并回答下列问题:

①该反应的平衡常数表达式为K=____________

②下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据有__________(填序号)

A.2v(正(H2)= v(逆)(CO)

B.一定条件下,单位时间内消耗2molH2的同时生成 1mol CH3OH

C.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化

D.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化

E.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

(2))下图是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线:

①该反应的H________0(填“>”、“<”“=”)。

T1T2温度下的平衡常数:K1 ________ K2(填“>”、“<”“=”)。

(3)某温度下,将2 mol CO6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为________________

(4)已知在常温常压下:

2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1=-1275.6 kJ/mol

2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ/mol

H2O(g) = H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式________________________

(5)200910月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

①该电池工作时,b口通入的物质为__________(填 化学式,下同),c 口通入的物质为__________②该电池正极的电极反应式为_______________

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