题目内容

19.乙醇是重要的化工原料和液体燃料,在恒温恒容的密闭容器中,通入2mol CO2和6mol H2,发生反应为2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g);△H<0,请回答:
(1)下列描述能说明上述反应已达化学平衡状态的是AB(填字母序号).
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间改变而改变
C.混合气体的密度不随时间而变化
D.单位时间内每消耗1.2molH2,同时生成0.6molH2O
  (2)写出上述反应的化学平衡常数的表达式为$\frac{{c}^{3}({H}_{2}O)•c(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{{c}^{2}(C{O}_{2})•{c}^{6}({H}_{2})}$,升高温度时,该反应的化学平衡常数减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)下列措施中能使   $\frac{n(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大的是CD.
A.升高温度                                    B.恒温恒容下充入氦气
C.将H2O(g)从体系分离              D.恒温恒容下再充入2molCO2和6molH2
(4)已知: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,请写出乙醇液体完全燃烧生成液态水的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol.

分析 (1)反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,以及由此衍生的一些物理量为定值,由此结合选项进行判断;
(2)化学平衡常数指一定温度下,可逆反应到达平衡状态各生成浓度的系数次幂的乘积与各反应物浓度的系数次幂的乘积的比值,据此书写;
该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,平衡常数减小,据此判断;
(3)A.升高温度,平衡逆向移动,$\frac{n(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{n(C{O}_{2})}$减小; B.恒温恒容下充入氦气,平衡不移动,比值不变;
C.将H2O(g)从体系分离,平衡正向移动,能使 $\frac{n(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大; D.恒温恒容下再充入2molCO2和6molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,能使$\frac{n(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大;
(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.

解答 解:(1)A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变,说明反应达平衡状态,故正确;
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间改变而改变,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
C.混合气体的密度始终不随时间变化而变化,故错误;
D.只要反应发生就符合单位时间内每消耗1.2molH2,同时生成0.6molH2O,故错误;
故选:AB;
(2)可逆反应2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)的平衡常数k=$\frac{{c}^{3}({H}_{2}O)•c(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{{c}^{2}(C{O}_{2})•{c}^{6}({H}_{2})}$,
该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,平衡常数减小,即温度越高,平衡常数越小,
故答案为:$\frac{{c}^{3}({H}_{2}O)•c(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{{c}^{2}(C{O}_{2})•{c}^{6}({H}_{2})}$;减小;
(3)A.升高温度,平衡逆向移动,$\frac{n(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{n(C{O}_{2})}$减小,故不符合; B.恒温恒容下充入氦气,平衡不移动,比值不变,故符合;
C.将H2O(g)从体系分离,平衡正向移动,能使 $\frac{n(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,故符合; D.恒温恒容下再充入2molCO2和6molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,能使$\frac{n(C{H}_{3}C{H}_{2}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,故符合;故选CD;
(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×$\frac{1mol}{0.5mol}$=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,
所以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,
故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol.

点评 本题考查化学平衡状态判断、平衡常数、化学平衡影响因素、热化学方程式的书写等,难度中等,(4)注意反应热的计算.

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