(6分)在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500oC下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0kJ/mol測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
(1)從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)________________
(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為____________________(精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)
(3)下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________
a.容器中壓強(qiáng)保持不變 b.混合氣體密度保持不變
c.容器內(nèi)CO2的分子數(shù)保持不變 d.每消耗1 mol CO2的同時(shí)生成1 mol H2O
(6分)(1)0.225mol/(L·min)(2)5.33 (3)ac(2分)
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)圖像可知,平衡時(shí),甲醇的濃度變化量是0.75mol/L,所以氫氣濃度的變化量就是0.75mol/L×3=2.25mol/L,則氫氣的反應(yīng)速率是2.25mol/L÷10min=0.225mol/(L·min)。
(2)反應(yīng)前氫氣的濃度是3mol/L,所以平衡時(shí)氫氣的濃度是3mol/L-2.25mol/L=0.75mol/L,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。
(3)在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài),所以c正確;該反應(yīng)是體積減小的,所以在反應(yīng)過程中,壓強(qiáng)也是減小的,因此a正確;密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的,b不正確;d中反應(yīng)速率的方向是相同的,速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此d中的關(guān)系始終是成立,不正確,答案選ac。
考點(diǎn):考查反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的計(jì)算以及平衡狀態(tài)的判斷
點(diǎn)評(píng):判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志有:(1)任何情況下均可作為標(biāo)志的:①υ正=υ逆(同一種物質(zhì));②各組分含量(百分含量、物質(zhì)的量、質(zhì)量)不隨時(shí)間變化;③某反應(yīng)物的消耗(生成)速率、某生成物的消耗(生成)速率=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;(2)在一定條件下可作為標(biāo)志的是:①對(duì)于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)體系,顏色不再變化;②對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)體系,若反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和相等,則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M和反應(yīng)總壓P不變(恒溫恒容);③對(duì)于恒溫絕熱體系,體系的溫度不在變化;(3)不能作為判斷標(biāo)志的是:①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或濃度變化或反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 (任何情況下均適用);②有氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的反應(yīng),若反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和相等,則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M和反應(yīng)總壓P不變(恒溫恒容)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍重視。
⑴目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=___________mol/(L·min)。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為__________________。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
A.升高溫度 B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離 D.再充入1mol CO2和3mol H2
⑵在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2,還要求提供充足的O2。某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2 CO2=2 CO+O2,CO可用作燃料。
已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)為:4OH――4e―=O2↑+2H2O
則陰極反應(yīng)式為:________________________________。
有人提出,可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO=2C+O2(△H>0、△S<0)來消除CO的污染。請(qǐng)你判斷是否可行并說出理由:______________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源:2010—2011學(xué)年黑龍江省鶴崗一中高一下學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型:填空題
(10分).隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍重視。
⑴目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
(1)從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=___________mol/(L·min)。
(2)該條件下的平衡常數(shù)為__________________。
(3)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
A.升高溫度 | B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大 |
C.將H2O(g)從體系中分離 | D.再充入1mol CO2和3mol H2 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年陜西省高三第二次模擬考試化學(xué)試卷 題型:填空題
(12分)隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1 L的密閉容器中,充入lmol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0kJ/mo1.
測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
(1)從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)= mol/(L·min)
(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。
(3)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高溫度 B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離 D.再充入lmol CO2和3mol H2
(4)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H= —1275.6kJ/mol
②H2O(g)=H2O(1) △H= —44.0kJ/mol
則甲醇的燃燒熱化學(xué)方程式為: ;
(5)如果燃燒甲醇會(huì)造成大量化學(xué)能損失,如果以甲醇和空氣為原料,以氫氧化鈉為電解質(zhì)溶液設(shè)計(jì)成原電池將有很多優(yōu)點(diǎn),請(qǐng)書寫出該電池的負(fù)極反應(yīng):___________________
(6)常溫下,某水溶液M中存在的離子有:Na+、A—、H+、OH—。若該溶液M由 pH=3的HA溶液mL與pH=11的NaOH溶液mL混合反應(yīng)而得,則下列說法中正確的是 __。
A.若溶液M呈中性,則溶液M中c(H+)+c(OH—)=2×10—7mol·L-1
B.若V1=V2,則溶液M的pH一定等于7
C.若溶液M呈酸性,則V1一定大于V2
D.若溶液M呈堿性,則V1一定小于V2
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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年天津市高三第三次月考三化學(xué)試卷 題型:填空題
(14分)隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍重視。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500oC下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0kJ/mol
測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率
v(H2)=______________________________;
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為__________(精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。若提高溫度到800oC進(jìn)行達(dá)平衡時(shí);K值__________,n(CH3OH)/n(CO2)比值__________(以上兩空填“增大”、“減小”或“不變”);
③平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為__________;
④若在相同條件下,起始時(shí)加入物質(zhì)的量為:a mol CO2、b mol H2和c mol CH3OH、c mol H2O,達(dá)平衡后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)仍為。則a、b、c的關(guān)系為__________。
(2)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2,還要求提供充足的O2。某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)為:4OH―-4e―=O2↑+2H2O,則陰極反應(yīng)式為______________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源:09-10年泰州中學(xué)高二下學(xué)期期末考試化學(xué)卷 題型:選擇題
在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。下列說法正確的是
A.從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率為0.225mol/(L·min)
B.圖中交點(diǎn)表示反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
C.升高溫度,n(CH3OH)/n(CO2)減小
D.10分鐘后向容器再充入1mol CO2和3mol H2,重新達(dá)平衡后,CO2體積分?jǐn)?shù)將增大
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