题目内容

9.T℃时,在1L的密闭容器中充入2mol CO2和6mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1.测得H2和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况如图所示:下列说法不正确的是(  )
A.0~10min内v(H2)=0.3 mol•L-1•min-1
B.T℃时,平衡常数K=$\frac{1}{27}$,CO2与H2的转化率相等
C.T℃时,当有32 g CH3OH生成时,放出49.0 kJ的热量
D.达到平衡后,升高温度或再充入CO2气体,都可以提高H2的转化率

分析 结合图可知浓度的变化,则
        CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
开始    2             6                0                     0
转化    1              3                1                     1
平衡    1              3                1                      1
A.结合v=$\frac{△c}{△t}$计算;
B.K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,起始量之比等于化学计量数之比;
C.n(CH3OH)=$\frac{32g}{32g/mol}$=1mol,物质的量与反应中热量变化成正比;
D.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动;充入CO2气体平衡正向移动.

解答 解:结合图可知浓度的变化,则
        CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
开始    2             6                0                     0
转化    1              3                1                     1
平衡    1              3                1                      1
A.0~10min内v(H2)=$\frac{3mol/L}{10min}$=0.3 mol•L-1•min-1,故A正确;
B.T℃时,平衡常数K=$\frac{1×1}{1×{3}^{3}}$=$\frac{1}{27}$,起始量之比等于化学计量数之比,则CO2与H2的转化率相等,故B正确;
C.n(CH3OH)=$\frac{32g}{32g/mol}$=1mol,物质的量与反应中热量变化成正比,则当有32 g CH3OH生成时,放出49.0 kJ的热量,故C正确;
D.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,H2的转化率减小;充入CO2气体平衡正向移动,H2的转化率增大,故D错误;
故选D.

点评 本题考查化学平衡的计算及平衡移动,为高频考点,把握图中浓度变化、平衡移动的影响因素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意K的计算及平衡移动的应用,题目难度不大.

练习册系列答案
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20.铬是一种银白色金属,化学性质稳定,以+2、+3和+6价为常见价态.工业上以铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na2Cr2O7•2H2O(已知Na2Cr2O7是一种强氧化剂),其主要工艺流程如图1:

查阅资料得知:
①常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-
②常温下,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31
回答下列问题:
(1)工业上常采用热还原法制备金属铬,写出以Cr2O3为原料,利用铝热反应制取金属铬的化学方程式Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cr+Al2O3
(2)酸化滤液D时,不选用盐酸的原因是盐酸中的Cl-会被氧化,产生Cl2
(3)固体E的主要成分是Na2SO4,根据图2分析操作a为蒸发结晶、趁热过滤.
(4)已知含+6价铬的污水会污染环境.电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-,处理该废水常用还原沉淀法,具体流程如下:
含Cr2O72-的废水$→_{加入Na_{2}S_{2}O_{3}溶液}^{调节pH至2-3}$含Cr3+的废水$→_{控制pH}^{加入NaOH溶液}$Cr(OH)3沉淀
①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似.在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,用离子方程式表示其原因Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O;
②下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是D(填选项序号);
A.FeSO4溶液    B.浓H2SO4     C.酸性KMnO4溶液D.Na2SO3溶液
③调整溶液的pH=5时,通过列式计算说明溶液中的Cr3+是否沉淀完全c(Cr3+)•(10-93=6.3×10-31,解之得c(Cr3+)=6.3×10-4>10-5,所以没有沉淀完全;
④上述流程中,每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-,则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O.
17.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一,易被氧化为硫酸钠.某研究小组进行如下实验:采用如图1装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5.装置 II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2═Na2S2O5

(1)装置 I中产生气体的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O.
(2)要从装置 II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是过滤.
(3)装置 III用于处理尾气,可选用的最合理装置如图2(夹持仪器已略去)为d(填序号).
(4)Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3.证明NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,可采用的方法是ae(填序号).
a.测定溶液的pH     b.加入Ba(OH)2溶液   c.加入盐酸
d.加入品红溶液      e.用蓝色石蕊试纸检测
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(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂.测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:

(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI)
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(1)重铬酸铵分解产生的三氧化二铬(Cr2O3难溶于水)需用蒸馏水洗涤,如何用简单方法判断其已洗涤干净?
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②加入Na2O2后要加热煮沸,其主要原因是除去其中溶解的氧气,防止氧气将I-氧化,产生偏高的误差.
③加入KI时发生反应的离子方程式为Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O.
④样品中无水三氯化铬的质量分数为92.5%.

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