题目内容
4.25℃时,已知反应:CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol.回答下列问题:(1)该反应属于吸热反应(“放热”或“吸热”),判断依据是△H>0
(2)能判断该反应是否已达平衡状态的依据是ad(填序号).
a.混合气体中n(CO)不变 b.v消耗(CO2)=v生成(CO)
c.混合气的总物质的量不变 d.容器中颜色不变 e.c(CO)=c(H2O)
(3)一定条件下的密闭容器中,反应达到平衡,要提高CO2的转化率,可以采取的措施是bd(填序号).
a.向体系中通入CO2 b.升高温度
c.向体系中通入惰性气体 d.向体系中通入H2 e.加入催化剂
(4)25℃时,已知:2C(石墨)+O2 (g)=2CO(g)△H1=-222kJ/mol
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O (g)△H2=-242kJ/mol
结合题中信息,写出石墨与氧气反应生成1mol CO2的热化学方程式C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-394 kJ/mol.
分析 (1)根据CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,△H>0为吸热反应;
(2)化学平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变,据由此衍生的一些物理量也不变,以此解答;
(3)要提高CO2的转化率,应使平衡向正反应,结合化学平衡移动原理分析;
(4)①2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H1=-222kJ/mol,
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O (g)△H2=-242kJ/mol,
③CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,
根据盖斯定律,①×$\frac{1}{2}$+②-③计算得到.
解答 解:(1)因为CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,△H>0,则该反应属于为吸热反应;故答案为:吸热;△H>0;
(2)a.随反应进行CO的浓度增大,混合气体中n(CO)不变,说明反应到达平衡,故a正确;
b.v消耗(CO2)=v生成(CO),都是指的正反应方向不,不能说明反应到达平衡,故b错误;
c.因为反应前后气体的物质的量不变,所以混合气的总物质的量一直不变,则不能说明反应到达平衡,故c错误;
d.容器中颜色不变,说明各物质浓度不变,说明反应到达平衡,故d正确;
e.c(CO)=c(H2O)时可能处于平衡状态,可能不处于平衡状态,与反应的条件有关,与二氧化碳的转化率有关,故e错误;
故选:ad;
(3)a.向体系中通入CO2,虽然平衡向正反应方向移动,但因为增加的是CO2,所以CO2转化率减小,故错误;
b.由于反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,CO2转化率增大,故正确;
c.因为一定条件下的密闭容器中,向体系中通入惰性气体,平衡不移动,所以CO2转化率不变,故错误;
d.向体系中通入H2,平衡向正反应方向移动,CO2转化率增大,故正确;
e.加入催化剂,平衡不移动,所以CO2转化率不变,故错误;
故答案为:bd;
(4)①2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H1=-222kJ/mol,
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O (g)△H2=-242kJ/mol,
③CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,
根据盖斯定律,①×$\frac{1}{2}$+②-③得C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-222 kJ/mol×$\frac{1}{2}$-242 kJ/mol-41kJ/mol=-394 kJ/mol,
故答案为:C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-394 kJ/mol.
点评 本题考查了盖斯定律的计算应用,化学平衡的影响因素分析及其平衡状态的判断等,题目难度中等.
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)CDE.
A、生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B、混合气体的密度不变
C、混合气体的平均相对分子质量不变
D、CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
E、容器中气体的压强不再改变
(2)表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②由表中数据判断该反应的△H<0(填“>”、“=”或“<”);
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,5min时达到平衡,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%,此时的温度为250℃,在0~5min内,以H2表示的平均反应速率为0.32mol•L-1•min-1,平衡时CH3OH的浓度为0.8mol•L-1•
| A. | 气体A是NH3,气体B是CO2 | |
| B. | 侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 | |
| C. | 第III步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 | |
| D. | 第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶 |
| A. | 研究的是温度对反应的影响,且乙的温度较高 | |
| B. | 研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高 | |
| C. | 研究的是温度对反应的影响,且乙的温度较高 | |
| D. | 研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高 |
| t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c(CO)c({H}_{2})}{c({H}_{2}O)}$.
(2)该反应的逆反应为吸热反应(选填“吸热”或“放热”).
(3)不能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是D.
A.容器内压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(H2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合c(CO)•c(H2)=c(H2O),试判断此时的温度为830℃.
(5)为了提高H2O(g)的转化率,可以采取的措施有:①减小压强②降低温度.
| A. | 0.1molKClO4 | B. | 0.1molKClO3 | C. | 0.1molKClO2 | D. | 0.2molKClO |