题目内容
(6分)在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500oC下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0kJ/mol测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。![]()
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)________________
(2)该反应的平衡常数K为____________________(精确到小数点后两位)
(3)下列能说明反应达到平衡状态的是________________
a.容器中压强保持不变 b.混合气体密度保持不变
c.容器内CO2的分子数保持不变 d.每消耗1 mol CO2的同时生成1 mol H2O
(6分)(1)0.225mol/(L·min)(2)5.33 (3)ac(2分)
解析试题分析:(1)根据图像可知,平衡时,甲醇的浓度变化量是0.75mol/L,所以氢气浓度的变化量就是0.75mol/L×3=2.25mol/L,则氢气的反应速率是2.25mol/L÷10min=0.225mol/(L·min)。
(2)反应前氢气的浓度是3mol/L,所以平衡时氢气的浓度是3mol/L-2.25mol/L=0.75mol/L,则该反应的平衡常数K=
。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以c正确;该反应是体积减小的,所以在反应过程中,压强也是减小的,因此a正确;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,b不正确;d中反应速率的方向是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比,因此d中的关系始终是成立,不正确,答案选ac。
考点:考查反应速率、平衡常数的计算以及平衡状态的判断
点评:判断化学平衡状态的标志有:(1)任何情况下均可作为标志的:①υ正=υ逆(同一种物质);②各组分含量(百分含量、物质的量、质量)不随时间变化;③某反应物的消耗(生成)速率、某生成物的消耗(生成)速率=化学计量数之比;(2)在一定条件下可作为标志的是:①对于有色物质参加或生成的可逆反应体系,颜色不再变化;②对于有气态物质参加或生成的可逆反应体系,若反应前后气体的系数和相等,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容);③对于恒温绝热体系,体系的温度不在变化;(3)不能作为判断标志的是:①各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比 (任何情况下均适用);②有气态物质参加或生成的反应,若反应前后气体的系数和相等,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容)。
(10分).随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
⑴目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol 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和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。![]()
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(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。
(2)该条件下的平衡常数为__________________。
(3)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
| A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
| C.将H2O(g)从体系中分离 | D.再充入1mol CO2和3mol H2 |
已知该反应的阳极反应为:4OH――4e―=O2↑+2H2O
则阴极反应式为:________________________________。
有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由:__________________________________________。