题目内容

【题目】甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-58 kJ/mol

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H=+41 kJ/mol

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C-O

C O

H-O

C-H

E/(kJ.mol-1

436

343

1076

465

x

x=_________

(2)T℃时将6molCO28molH2充入2L密闭容器中发生反应②,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示。图中数据A(1,6)代表在1minH2的物质的量是6mol。

T℃时状态条件下,0~3minCH3OH的平均反应速率v=_____________mol/(L·min),平衡常数K=____

②其他条件不变时,仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则改变的条件可能是_______

③其他条件不变,仅改变温度时,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则状态对应的温度________(“>”“<”“=”)T℃;

④若状态的平衡常数为K2,状态的平衡常数为K3,则K2____(“>”“<”“=”)K3

⑤一定温度下,此反应在恒容容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_____

a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2C=O断裂的同时有6H—H断裂

【答案】 413 0.28 0.5 增大压强 a c

【解析】试题分析:(1)根据盖斯定律:反应③+反应①=反应,故△H=△H2-△H3=-58kJmol-1-(+41kJmol-1)=-99kJmol-1,反应热=反应物总键能-生成物总键能,故

△H1=1076kJmol-1+2×436kJmol-1-(3×x+343+465)kJmol-1=-99kJmol-1,解得:x=413

2有图表可知,3minH2的物质的量为3mol,则H2变化物质的量为5molCH3OH的变化物质的量为0~3minCH3OH的平均反应速率v==0.28mol/(L·min)8min后反应达到平衡状态,此时H2的物质的量为2mol,变化物质的量为6mol,此时平衡状态中CO2的物质的量为4molCH3OH的物质的量为2molH2O(g)的物质的量为2mol,此时平衡常数K==0.5

状态反应速率增大,转化的氢气的物质的量多,因增大压强平衡正向移动,故应是增大压强;

状态反应速率增大,但转化的氢气的物质的量少,应是升高温度,因该反应放热,升高温度平衡逆向移动,不利于氢气的转化,故状态对应的温度>T℃

状态与状态I相同温度下发生的反应;状态是升高温度,温度升高平衡逆向移动,平衡常数减小,则K2K3

5a.因气态反应物与气态生成物的系数和不等,则容器中压强不变时,是平衡状态,故a正确;b.随着反应的进行,甲醇和水蒸汽的体积比可能始终保持不变,则不一定是平衡状态,故b错误;c.当v(H2)=3vCH3OH) 时,反应达到平衡状态,故b正确;dC=O断裂和H—H断裂都说明反应正向进行,不能说明是平衡状态,故d错误;答案为ac

练习册系列答案
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.改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气。

(1)煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为

(已知:H2S:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)

(2)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH,得到两组数据

实验组

温度

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡

所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

该反应的H 0(填“<”或“>”);若在7500C时,另做一组实验,在2L的恒容密闭容器中加入lmol CO,3mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,则此时 (填“<”,“>”,“=”)

(3)一定条件下,某密闭容器中已建立A(g)+B(g) C(g)+D(g)/span> H>0的化学平衡,其时间速率图像如图,下列选项中对于t1时刻采取的可能操作及其平衡移动情况判断正确的是

A.减小压强,同时升高温度,平衡正向移动

B.增加A(g)浓度,同时降低温度,平衡不移动

C.保持容器温度压强不变通入稀有气体,平衡不移动

压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术将NOx转变成无毒的CO2和N2

CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1<0

CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) H2<0

(4)收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V (NO)︰V (NO2)=

(5)在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO(即X)在40下分解生成两种化合物(即Y、Z),体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示。写出Y和Z的化学式:

(6) 某研究性学习小组,为研究光化学烟雾消长规律,在一烟雾实验箱中,测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),各种物质的相对浓度随时间的消失,记录于右图,根据图中数据,下列推论,最不合理的是

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B.NO生成NO2

C.RH及NO2可以生成PAN及O3

D.O3生成PAN

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①Ti的基态原子价电子排布式为________________

②Fe的基态原子共有________种不同能级的电子。

2制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O73CCl4===2KCl2CrO2Cl23COCl2

上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是__________(用元素符号表示)

②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中σ键和π键的个数比为_____,中心原子的杂化方式为________

3NiOFeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2Fe2的离子半径分别为690pm780pm。则熔点:NiO________(“>”“<””)FeO

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该晶体的化学式为________________

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