题目内容
【题目】用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是( )。
A. 温度:T1>T2>T3
B. 正反应速率:v(b)>v(d) v(a)>v(c)
C. 平衡常数:K(a)>K(c) K(b)=K(d)
D. 平均摩尔质量:M(b)>M(d) M(a)<M(c)
【答案】C
【解析】
试题反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 是气体体积减小的放热反应。A.在其它条件不变时,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,使反应物CO的平衡转化率降低,故温度:T1<T2<T3,错误;B.温度升高,化学反应速率加快,由于温度c>a;:υ(a)<υ(c),在温度不变时,增大压强,化学反应速率加快,由于温度b=d,压强b>d所以正反应速率υ(b)>υ(d),错误;C.升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,温度不变,化学平衡常数就不变。由于温度:c>a,b=d,所以平衡常数:K(a)>K(c) ,[K(b)=K(d),正确;D.该反应是反应前后气体的质量不变,气体的物质的量减小的反应。升高温度,平衡逆向移动,气体的物质的量增大,所以气体的平均摩尔质量减小。由于温度:c>a;所以M(a)>M(c);在温度不变时,增大压强,平衡向气体体积减小的正反应方向移动,气体的物质的量减小,所以气体的平均摩尔质量增大。由于压强:b>d,所以M(b)>M(d),错误。
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【题目】甲醇是重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=-99kJmol-1中的相关化学键键能如下:
则x=___________。
化学键 | H-H | C-O | C三O | H-O | C-H |
E/(kJmol-1) | 436 | 343 | x | 465 | 413 |
(2)在一容积可变的密闭容器中,1molCO与2molH2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1<0,CO在不同温度下的平衡转化率(α)与压强的关系如下图所示。
①T1_________T2(填“>”、“<”、“=”);a、b两点的反应速率:v(a)_____v(b)(填“>”、“<”、“=”);
在c点条件下,下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_____(填字母);
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
②计算图中a点的平衡常数KP=_____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇,发生的主要反应如下:
a:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1
b:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2
c:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H3
①述反应对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如下图所示。
则H1__________H3(填“>”、“<”、“=”),理由是_______。
②一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应b,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是________;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_________。
③反应c的 △H___0, △S____0(填“>”“=”或“<”)。
【题目】学习中经常应用类推法。下列表格左边正确,类推法应用于右边也正确的是( )
A | 向FeCl2溶液中滴入氯水 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl— | 向FeCl2溶液中滴入碘水 2Fe2++I2=2Fe3++2I— |
B | 向澄清石灰水中通入少量CO2气体 Ca2++2OH—+CO2 =CaCO3↓+H2O | 向澄清石灰水中通入少量SO2 气体 Ca2++2OH—+SO2=CaSO3↓+H2O |
C | 向Na2CO3溶液中滴入稀HNO3
| 向Na2SO3溶液中滴入稀HNO3
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D | 锌粒放入硫酸亚铁溶液中 Zn+Fe2+=Zn2++Fe | 钠投入硫酸铜溶液中 2Na+Cu2+=2Na++Cu |
A. A B. B C. C D. D