【題目】甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅱ的△H2=______________________。
(2)反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進行的條件是__________(填“較低溫度”、“ 較高溫度”或“任何溫度”)。
(3)恒溫,恒容密閉容器中,對于反應(yīng)Ⅰ,下列說法中能說明該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是________。
A.混合氣體的密度不再變化B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1:3:1:1D.甲醇的百分含量不再變化
(4)對于反應(yīng)Ⅰ,不同溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑的效率影響如圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是____。
A.其他條件不變,若不使用催化劑,則250℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率仍位于M
B.溫度低于250℃時,隨溫度升高甲醇的產(chǎn)率增大
C.M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大
D.實際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低的溫度下進行,以提高CO2的轉(zhuǎn)化率
(5)若在1L密閉容器中充入3molH2和1molCO2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,則圖中M點時,產(chǎn)物甲醇的體積分數(shù)為_________________;該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______________L2/mol2;若要進一步提高甲醇體積分數(shù),可采取的措施有____________________________________________。
【答案】+41.19kJ·mol-1較低溫度BDBD16.7%0.148(或者)增大壓強(降低溫度)
【解析】
(1)反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJmol-1,反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2,反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=-90.77kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律:Ⅱ=Ⅰ-Ⅲ得反應(yīng)②的△H2=+41.19 kJmol-1;(2)△G=△H-T△S<0時,反應(yīng)能夠自發(fā)進行,該反應(yīng)的△S<0,△H<0,故反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進行的條件是較低溫度;(3)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1為氣體體積縮小的放熱反應(yīng)。A.混合氣體總質(zhì)量不變,容器體積不變,混合氣體的密度始終不變,不能說明到達平衡,選項A錯誤;B.混合氣體的總質(zhì)量不變,隨反應(yīng)進行總物質(zhì)的量增大,故隨反應(yīng)進行平均相對分子質(zhì)量減小,當平均相對分子質(zhì)量不再變化時,說明到達平衡,選項B正確;C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1:3:1:1為特殊值,無法說明正逆反應(yīng)速率相等,不能說明到達平衡,選項C錯誤;D.隨反應(yīng)進行甲醇的濃度減小,當甲醇的百分含量不再變化時,說明到達平衡,選項D正確;答案選BD; (4)A、催化劑不能影響平衡移動,只能改變反應(yīng)速率,故250℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率仍位于M,選項A正確;B、溫度低于250℃時,隨溫度升高平衡逆向進行甲醇的產(chǎn)率減小,選項B不正確;C.升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則升溫平衡逆向移動,所以M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大,選項C正確;D.為提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率,平衡正向進行,反應(yīng)是放熱反應(yīng),低的溫度下進行反應(yīng),平衡正向進行,但催化劑的活性、反應(yīng)速率減小,選項D不正確。答案選BD;(5)若在1L密閉容器中充入3molH2和1molCO2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,則圖中M點時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%, CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始濃度(mol/L) 1 3 0 0
改變濃度(mol/L) 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡濃度(mol/L) 0.5 1.5 0.5 0.5
則產(chǎn)物甲醇的體積分數(shù)為;該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.148L2/mol2;反應(yīng)前后氣體體積減小,若要進一步提高甲醇體積分數(shù),可采取的措施有增大壓強(降低溫度),平衡正向移動。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的有( )個
①20℃,101kPa,22.4LCl2通入足量的NaOH溶液充分反應(yīng),有NA個電子轉(zhuǎn)移
②64g灼熱的銅絲在硫黃蒸氣里完全反應(yīng)后,失去的電子數(shù)為2NA
③標準狀況下,NA個NO分子和0.5NA個O2分子充分反應(yīng)后氣體體積為22.4 L
④7.8g Na2S與Na2O2的混合物中陰離子數(shù)大于0.1NA
⑤0℃,101kPa,含有lmol硫原子的SO2與SO3的混合物,其體積小于22.4L
⑥常溫常壓下,17g甲基(-14CH3)所含的中子數(shù)為9NA
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某實驗過程如圖所示:則圖③的試管中的現(xiàn)象是
A. 無明顯現(xiàn)象,因稀硫酸不與銅反應(yīng)
B. 銅片溶解,產(chǎn)生無色氣體,該氣體遇到空氣不變色
C. 銅片溶解,放出紅棕色有刺激性氣味的氣體
D. 銅片溶解,產(chǎn)生無色氣體,該氣體在試管口變?yōu)榧t棕色
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于大量元素和微量元素的說法合理的是( )
A.大量元素是必需元素,而微量元素不是
B.大量元素不是必需元素,而微量元素是
C.大量元素和微量元素都不是必需元素
D.大量元素和微量元素都是必需元素
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g) 2HI(g) △H=-a kJ/mol.已知:
(a、b、c均大于零)。
下列說法正確的是
A.H2、I2和HI分子中的化學鍵都是非極性共價鍵
B.斷開2 mol HI分子中的化學鍵所需能量約為(c+b+a) kJ
C.相同條件下,1 mol H2 (g)和1mol I2 (g)總能量小于2 mol HI (g)的總能量
D.向密閉容器中加入2 mol H2 (g)和2 mol I2 (g),充分反應(yīng)后放出的熱量為2a kJ
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)氨或銨鹽的說法不正確的是( )
A. 可用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣
B. 用鹽酸滴定氨水,當溶液呈中性時,c(NH4+) = c(Cl-)
C. NH3屬于弱電解質(zhì)
D. 常溫時,0.1mol·L-1NH4Cl溶液加水稀釋,的值不變
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】根據(jù)下面的反應(yīng)路線及所給信息填空:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式是_____________,名稱是_______________________;
(2)①的反應(yīng)類型______________,②的反應(yīng)類型__________________;
(3)反應(yīng)②的化學方程式_______________________________;
反應(yīng)④的化學方程式______________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 葡萄糖、氨基酸在一定條件下都能發(fā)生酯化反應(yīng)
B. 用過濾的方法可以分離乙酸乙酯和乙酸
C. 醫(yī)用酒精是質(zhì)量分數(shù)為95%的乙醇溶液
D. 往蛋白質(zhì)溶液中加入濃的CuSO4溶液,蛋白質(zhì)會發(fā)生鹽析
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)中,都是由極性鍵構(gòu)成的極性分子的一組是
A. NH3和H2O B. CH4和Br2 C. H2S和CCl4 D. CO2和HCl
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com