题目内容
【题目】某温度,将2molCO与5 mol H2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。经过5min后,反应达到平衡,此时转移电子6mol。
(1)0~5min内,v(CH3OH)=____
(2)若保持体积不变,再充入2molCO和1.5molCH3OH,此时v(正)__v(逆)(填“>”“<”或“=”),平衡常数为____。
(3)在题干其他条件不变的情况下,再增加2molCO与5molH2,达到新平衡时,H2的体积分数与原平衡对比:____。
(4)已知CO与H2在一定条件下也能合成乙醇,0.5mol乙醇液体燃烧生成二氧化碳和水蒸气,放出的热量为617.1kJ/mol,又知H2O(l)═H2O(g);△H=+44.2kJ/mol,请写出乙醇燃烧热的热化学方程式____。
【答案】0.15mol·L-1·min-1 > 3 减小 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=﹣1366.8kJ/mol
【解析】
(1)某温度,将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中,经过5min后,反应达到平衡,依据化学方程式可知转移电子4mol消耗CO物质的量为1mol,则此时转移电子6mol,消耗CO物质的量=×1mol=1.5mol,结合化学平衡三段式列式计算;
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol) 2 5 0
变化量(mol) 1.5 3 1.5
平衡量(mol) 0.5 2 1.5
平衡浓度c(CO)==0.25mol/L,c(H2)==1mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,结合甲醇表示的反应速率v(CH3OH)=;
(2)平衡常数K=;结合浓度商Qc与K的关系判断平衡移动的方向,由此推断v(正)与v(逆)的关系;
(3)在其它条件不变的情况下,再增加2molCO与5molH2,相当于增大压强,平衡正向进行;
(4)先求出1mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量,再根据书写热化学方程式的方法书写。
(1)某温度,将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中,经过5min后,反应达到平衡,依据化学方程式可知转移电子4mol消耗CO物质的量为1mol,则此时转移电子6mol,消耗CO物质的量=×1mol=1.5mol,结合化学平衡三段式列式计算;
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol) 2 5 0
变化量(mol) 1.5 3 1.5
平衡量(mol) 0.5 2 1.5
平衡浓度c(CO)==0.25mol/L,c(H2)==1mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,结合甲醇表示的反应速率v(CH3OH)===0.15mol·L-1·min-1;
(2)平衡常数K===3;若保持体积不变,再充入2molCO和1.5molCH3OH,计算此时浓度商Qc===1.2<3,说明平衡正向进行,此时v(正) >v(逆);
(3)在其它条件不变的情况下,再增加2molCO与5molH2,相当于增大压强,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应是气体体积减小的反应,平衡正向进行,达到新平衡时,H2的体积分数与原平衡对比减小;
(4)1mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和气态水放出热量为617.1kJ×=1234.2kJ,1mol液态乙醇完全燃烧生成3mol水,3mol气态水转化为液态水放出的热量44.2kJ×3=132.6kJ,所以1mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为1234.2kJ+132.6kJ=1366.8kJkJ,则乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol。