题目内容
一定条件下,向容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,发生如下反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),5 min后反应达到平衡时c(CH3OH)为0.2 mol·L-1。CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度关系如图所示。下列说法错误的是( )。
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A.0~5 min,CO2的平均反应速率为0.04 mol·(L·min)-1
B.反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH<0
C.在T2 ℃时,若反应处于状态D,则一定有v正<v逆
D.若T1 ℃、T2 ℃时的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
C
【解析】 由反应方程式可知,5 min后CO2转化了0.4 mol,则0~5 min,CO2的平均反应速率为0.04 mol·(L·min)-1,A正确。从图像可以看出,温度升高,c(CO2)增大,说明正反应是放热反应,B正确。在T2 ℃时,若反应处于状态B,则是平衡状态,由D→B反应正向进行,一定有v正>v逆,C错误。因为该正反应的ΔH<0,所以温度升高时平衡逆向移动,平衡常数减小,故K1>K2,D正确。
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ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 |
由表中数据判断,ΔH1______0(填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol·L-1,则CO的转化率为________,此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:______________________________________。