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精英家教网为减小CO2对环境的影响,在倡导“低碳”的同时,还需加强对CO2创新利用的研究.已知:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.T1℃时,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,且平衡时体系压强为P1.下列叙述中不正确的是(  )
A、0~3min内,v(CO2=v (CH3OH)B、其他条件不变,若向平衡后的体系中充入1mol氦气,体系压强增大平衡将向正方向移动C、在T1℃时,若起始时向容器中充入2molCO2和6mol H2,测得平衡时容器内压强为P2,则 P2<2P1D、T2℃时,上述反应平衡常数为4.2,则T2>T1
分析:A.根据任意状态同一方向各物质的速率之比等于系数比;
B.根据恒温恒容条件下,充入He(g),反应混合物中各物质的浓度不变,平衡不移动;
C.该反应是一个反应后气体体积减小的可逆反应,增大反应气体的压强能使平衡向正反应方向移动,压强又减小;
D.根据温度和平衡常数的关系判断,计算可知T2℃比T1℃时平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,因为正反应放热,所以T2>T1
解答:解:A.已知:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g);因为方程式中已知:CO2和CH3OH的系数相等,故任意状态下满足v(CO2=v (CH3OH),故A正确;
B.恒温恒容条件下,充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,故B错误;
C.若起始时向容器中充入2molCO2和6mol H2,压强变为原来的二倍,但该反应是一个反应后气体体积减小的可逆反应,增大反应气体的压强能使平衡向正反应方向移动,压强又减小,则 P2<2P1,故C正确;
D.T1℃时,各物质的平衡浓度分别为:c(CH3OH)=c(H2O)=0.75mol/L,c(CO2)=0.25mol/L,c(H2)=0.75mol/L,则T1℃时平衡常数K=c(CO2)=
0.75×0.75
0.25×0.753
=
16
3
>0.42,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,因为正反应放热,所以T2>T1,故D正确;
故选B.
点评:本题考查了图象分析题,难度不大,注意外界条件对化学平衡的影响、化学反应速率的计算等问题.
练习册系列答案
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(2013?红桥区二模)为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究.
(1)①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液.
②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体.
写出②中反应的化学方程式
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+H2O+CO2
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+H2O+CO2

(2)如将CO2与H2 以1:3的体积比混合.
①适当条件下合成某烃和水,该烃是
B
B
(填序号).
A.烷烃     B.烯烃     C.炔烃    D.苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水.在体积为2L的密闭容器中,充入 2mol CO2和6mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.
测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
从反应开始到平衡,v(H2)=
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)
;氢气的转化率=
75%
75%
;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有
降低温度(或加压或增大H2的量等)
降低温度(或加压或增大H2的量等)

(3)如将CO2与H2 以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.已知:
CH4 (g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是
CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ/mol
CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ/mol

(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表.
溶解度(S)/g 溶度积(Ksp
Ca(OH)2 Ba(OH)2 CaCO3 BaCO3
0.16 3.89 2.9×10-9 2.6×10-9
(说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是
Ba(OH)2
Ba(OH)2
(填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定
BaCO3的质量
BaCO3的质量
精英家教网为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究.
(1)①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液.②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体.写出②中反应的化学方程式
 

(2)如将CO2与H2 以1:3的体积比混合.
①适当条件下合成某烃和水,该烃可能是
 
(填序号).
A.烷烃      B.烯烃     C.炔烃    D.苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水.在体积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和6mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.从反应开始到平衡,氢气的反应速率v(H2)=
 
;氢气的转化率=
 
;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有
 
.(任写两种即可)
(3)如将CO2与H2 以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4
已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是
 

(4)最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇.甲醇可制作燃料电池.写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式
 
.当电子转移的物质的量为
 
时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下).
(5)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表.
溶解度(S)/g 溶度积(Ksp
Ca(OH)2 Ba(OH)2 CaCO3 BaCO3
0.16 3.89 2.9×10-9 2.6×10-9
吸收CO2最合适的试剂是
 
[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定
 

为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究。
(1)① 把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。
② 在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。
写出②中反应的化学方程式________。
(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃是_______(填序号)。

A.烷烃B.烯烃C.炔烃D.苯的同系物
② 适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol。
测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡,v(H2)=______;氢气的转化率=_______;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有______。
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4
已知:
CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1=― 890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)  H2O(l)           ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________。
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。
溶解度(S)/g
溶度积(Ksp)
Ca(OH)2
Ba(OH)2
CaCO3
BaCO3
0.16
3.89
2.9×10-9
2.6×10-9
 (说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是_________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定__________。

为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究。

(1)① 把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。

② 在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。

写出②中反应的化学方程式________。

(2)如将CO2与H2 以1:3的体积比混合。

①适当条件下合成某烃和水,该烃是_______(填序号)。

A.烷烃     B.烯烃      C.炔烃      D.苯的同系物

② 适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol。

测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡,v(H2)=______;氢气的转化率=_______;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有______。

(3)如将CO2与H2 以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4

已知:

CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1=― 890.3 kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g)  H2O(l)            ΔH2=-285.8 kJ/mol

则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________。

(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。

溶解度(S)/g

溶度积(Ksp)

Ca(OH)2

Ba(OH)2

CaCO3

BaCO3

0.16

3.89

2.9×10-9

2.6×10-9

 (说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)

吸收CO2最合适的试剂是_________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定__________。

 

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