题目内容

【题目】运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义.
(1)用CO可以合成甲醇.已知:
①CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣764.5 kJmol﹣1
②CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0 kJmol﹣1
③H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8 kJmol﹣1
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=kJmol﹣1
下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是(填写序号).
a.使用高效催化剂 b.降低反应温度
c.增大体系压强 d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
(2)在一定压强下,容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2 , 在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示.

①p1p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100℃时,该反应的化学平衡常数K=
③100℃时,达到平衡后,保持压强P1不变的情况下,向容器中通入CO、H2号 CH3OH各0.5amol,则平衡(填“向右”、“向左”或“不”移动)
④在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a molH2 , 达到新平衡时,CO的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)在容积均为1L的密闭容器(a、b、c、d、e)中,分别充入1molCO和2molH2等量混合气体,在不同的温度下(温度分别为T1、T2、T3、T4、T5),经相同的时间,在t时刻,测得容器甲醇的体积分数如图所示.在T1﹣T2及T4﹣T5两个温度区间,容器内甲醇的体积分数的变化趋势如图2所示,其原因是

【答案】
(1)﹣90.1;a、c
(2)小于;;向左;增大
(3)T1﹣T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3﹣T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少
【解析】解:(1)①CH3OH(g)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣764.5kJmol﹣1②CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H=﹣283.0kJmol﹣1
③H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8kJmol﹣1
依据盖斯定律②+③×2﹣①得:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H,则△H=△H2+2△H3﹣△H1=﹣90.1KJ/mol;
反应为气体体积减小的放热反应,能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是,
a.使用高效催化剂,降低反应的活化能,可以加快反应速率,故a正确;
b.降低反应温度减慢反应速率,故b错误;
c.增大体系压强反应速率增大,故c正确;
d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来,生成物难度减小,反应速率减小,故d错误;
故选ac,
所以答案是:﹣90.1; a、c;(2)①由图1可知,温度相同时,在压强为P2时平衡时CO的转化率高,由反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知压强越大,
越有利于平衡向正反应进行,故压强P1<P2
所以答案是:小于;
②由于平衡常数与压强没有关系,所以根据图像可知,在100℃P1时,CO的转化率是0.5,则

CO(g)+

2H2(g)

=

CH3OH(g)

起始浓度(mol/L)

0

转化浓度(mol/L)

平衡浓度(mol/L)

所以平衡常数K= =
所以答案是: ;③在其它条件不变的情况下,向容器中通入CO、H2、CH3OH各0.5amol,等效减小氢气的浓度,平衡向逆反应移动,
所以答案是:向左;④在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a molH2 , 相当于压强增大,平衡正向进行达到新平衡时,CO的转化率增大,
所以答案是:增大;(3)反应进行到t时刻时,a、b没有达到平衡状态,c、d、e达到平衡状态,故T1﹣T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3﹣T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少,
所以答案是:T1﹣T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3﹣T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少;
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识,掌握在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫反应热,以及对化学平衡的计算的理解,了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.

练习册系列答案
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完成下列填空:
(1)装置②中产生ClO2的化学方程式为;装置④中发生反应的离子方程式为
(2)装置③的作用是;装置①和⑤在本实验中的作用
(3)装置④反应后的溶液中还含有少量NaOH杂质,从该溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤为:①减压,55℃左右蒸发结晶;②趁热过滤;③用50℃左右的温水洗涤;④低于60℃干燥,得到成品.步骤③中用50℃左右的温水洗涤的原因是
(4)亚氯酸钠纯度测定:①准确称取所得亚氯酸钠样品10.0g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应.将所得混合液配成250mL待测溶液.②取25.00mL待测液,用2.0 molL1Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32=2I+S4O62),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为 . 重复滴定3次,测得数据如表所示,则该样品中NaClO2的质量分数为

实验序号

滴定前读数/mL

滴定后读数/mL

1

0.00

19.96

2

3.26

23.30

3

1.10

23.40


(5)实验过程中若NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl.取等质量NaClO2 , 其中一份加热高于60℃使之变质,另一份严格保存,均配成溶液,并分别与足量FeSO4溶液反应时,消耗Fe2+的物质的量(填“相同”“不相同”或“无法判断”).

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