题目内容
倡导“低碳经济”.降低大气中CO2的含量,有利于解决气候变暖的环境问题.

(1)工业上可用CO2来生产燃料甲醇.反应原理为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中,充入2molCO2和6molH2.一定条件下发生反应:测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图1所示.
①达到平衡时,CO2的转化率=
②从反应开始到平衡.氢气的平均反应速率V(H2)= mol/(L?min).
③容器内的平衡压强与起始压强之比为
④保持容器容积不变,下列措施中能使平衡体系中)
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)从体系中分离出来
D.再充入1molCO2和3molH2
⑤某同学依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图2所示的电池装置,a、b均为惰性电极.使用时,空气从 口通入(填“A”或“B”):a极的电极反应式为
(2)将一定量的CO2气体通入NaOH溶液中,再向所得溶液中逐滴加入盐酸,边加边振荡至过量,产生的气体与HCl物质的量关系如图3所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发).请回答:O点溶液中溶质的化学式 ,a点溶液中各离子浓度由大到小的顺序是 .
(1)工业上可用CO2来生产燃料甲醇.反应原理为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中,充入2molCO2和6molH2.一定条件下发生反应:测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图1所示.
①达到平衡时,CO2的转化率=
②从反应开始到平衡.氢气的平均反应速率V(H2)=
③容器内的平衡压强与起始压强之比为
④保持容器容积不变,下列措施中能使平衡体系中)
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再充入1molCO2和3molH2
⑤某同学依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图2所示的电池装置,a、b均为惰性电极.使用时,空气从
(2)将一定量的CO2气体通入NaOH溶液中,再向所得溶液中逐滴加入盐酸,边加边振荡至过量,产生的气体与HCl物质的量关系如图3所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发).请回答:O点溶液中溶质的化学式
考点:化学平衡的计算,原电池和电解池的工作原理,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1 3 0 0
起始量(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75
①转化率=
×100%
②V=
计算
③气体压强之比等于气体物质的量之比计算;
④要使
增大,应使平衡向正反应方向移动;
⑤燃料电池中燃料做负极发生氧化反应,空气在正极发生还原反应;
(2)Na2CO3跟盐酸的反应是分步进行的:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,由图象可知生成二氧化碳消耗的HCl的物质的量小于从反应到开始产生二氧化碳阶段消耗的HCl,故溶液中溶质为NaOH、Na2CO3.
起始量(mol/L) 1 3 0 0
起始量(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75
①转化率=
| 消耗量 |
| 起始量 |
②V=
| △c |
| △t |
③气体压强之比等于气体物质的量之比计算;
④要使
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
⑤燃料电池中燃料做负极发生氧化反应,空气在正极发生还原反应;
(2)Na2CO3跟盐酸的反应是分步进行的:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,由图象可知生成二氧化碳消耗的HCl的物质的量小于从反应到开始产生二氧化碳阶段消耗的HCl,故溶液中溶质为NaOH、Na2CO3.
解答:
解:(1)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1 3 0 0
起始量(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75
①达到平衡时,CO2的转化率=
×100%=75%,故答案为:75%;
②氢气的平均反应速率V(H2)=
=0.225mol?L-1?min-1,故答案为:0.225;
③容器内的平衡压强与起始压强之比=气体物质的量之比=(0.25+0.75+0.75+0.75)×2:8=5:8,故答案为:5:8;
④要使
增大,应使平衡向正反应方向移动,
A.因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则
减小,故A错误;
B.充入He(g),使体系压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,
不变,故D错误.故B错误;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方法移动,
增大,故C正确;
D.再充入1molCO2和3molH2,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,则
增大,故D正确.
故答案为:CD;
⑤图中电子流出的一端为负极,空气应从B口通入,a极为负极,甲醇是电子生成碳酸盐,电极反应为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
故答案为:B;CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(2)分析图乙,3~5的反应为HCO3-+H+=CO2↑+H2O,此时消耗盐酸2mol,1~3肯定发生CO32-+H+=HCO3-,该反应应消耗2molHCl,而此时消耗3molHCl,则肯定含有NaOH,反应至a点溶液为NaHCO3,溶液呈碱性,存在离子浓度:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-),
故答案为:NaOH和Na2CO3;c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-).
起始量(mol/L) 1 3 0 0
起始量(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75
①达到平衡时,CO2的转化率=
| 0.75mol/L |
| 1mol/L |
②氢气的平均反应速率V(H2)=
| △c |
| △t |
| 2.25mol/L |
| 10min |
③容器内的平衡压强与起始压强之比=气体物质的量之比=(0.25+0.75+0.75+0.75)×2:8=5:8,故答案为:5:8;
④要使
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
A.因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
B.充入He(g),使体系压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方法移动,
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
D.再充入1molCO2和3molH2,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,则
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
故答案为:CD;
⑤图中电子流出的一端为负极,空气应从B口通入,a极为负极,甲醇是电子生成碳酸盐,电极反应为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
故答案为:B;CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(2)分析图乙,3~5的反应为HCO3-+H+=CO2↑+H2O,此时消耗盐酸2mol,1~3肯定发生CO32-+H+=HCO3-,该反应应消耗2molHCl,而此时消耗3molHCl,则肯定含有NaOH,反应至a点溶液为NaHCO3,溶液呈碱性,存在离子浓度:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-),
故答案为:NaOH和Na2CO3;c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-).
点评:本题考查了化学平衡的分析应用,主要是平衡常数、反应速率影响因素的理解应用和计算分析,原电池原理,电解质溶液中离子浓度大小比较的知识综合应用,掌握基础是关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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