哥本哈根會議雖未能就減排問題達(dá)成有約束力的協(xié)議,但各國對于CO2對氣候的影響達(dá)成了共識,都在積極研究方法循環(huán)利用CO2.CO2(g)與H2(g)反應(yīng)可生成CH3OH(g)和H2O(g).某實驗小組為研究該反應(yīng)進(jìn)行了如下實驗.在某溫度下,向容積為10L的恒溫恒容容器中充入a mol CO2和a mol H2,測得不同時刻的c(H2)如右表.
時間/min C(H2)/mol.L-1
0 0.40
2 0.28
4 0.19
6 0.13
8 0.08
10 0.04
12 0.04
(1)寫出生成CH3OH反應(yīng)的化學(xué)方程式:______.若達(dá)平衡狀態(tài)時,放出的熱量為58.8kJ,則上述反應(yīng)的△H=______.0~10min內(nèi),CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=______.
(2)下列措施能使平衡體系中
c(CH3OH)
c(CO2)
增大的是______(填字母).
A、升高溫度                          B、充入Ar使壓強增大
C、再充入0.5a mol CO2和0.5a mol H2D、將水從平衡體系中分離出來
(3)a=______,該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______(精確到0.1).
(4)在如圖所示的坐標(biāo)系中,畫出CO2和H2的濃度隨時間變化的圖象.
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(1)CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)和H2O(g).由表中數(shù)據(jù)可知10min起氫氣的濃度不再變化,且不為0,所以為可逆反應(yīng).反應(yīng)方程式為CO2+3H2




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CH3OH+H2O.
由表中數(shù)據(jù)可知氫氣的起始濃度為0.40mol/L,平衡濃度為0.04mol/L,所以參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為
(0.40mol/L-0.04mol/L)×10L=3.6mol,所以3mol氫氣反應(yīng)放出的熱量為
3mol
3.6mol
×58.8kJ=49kJ,所以則上述反應(yīng)的CO2+3H2




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CH3OH+H2O的反應(yīng)熱△H=-49kJ/mol.
由表中數(shù)據(jù)可知10min內(nèi)△c(H2)=0.40mol/L-0.04mol/L=0.36mol/L,所以v(H2)=
0.36mol/L
10min
=0.036mol/(L?min).
速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,所以v(CH3OH)=
1
3
v(H2)=
1
3
×0.036mol/(L?min)=0.012mol/(L?min),
故答案為:CO2+3H2




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CH3OH+H2O;-49kJ/mol;0.012mol/(L?min);
(2)A、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,c(CH3OH)減小,c(CO2)增大,所以
c(CH3OH)
c(CO2)
減小,故A錯誤;
B、充入Ar使壓強增大,體積不變,反應(yīng)混合氣體濃度不變,平衡不移動.所以
c(CH3OH)
c(CO2)
不變,故B錯誤;
C、等效為開始充入1.5a mol CO2和1.5a mol H2,體積變?yōu)樵瓉?.5倍,平衡后再將體積壓縮為原來體積.增大壓強平衡向體積減小的方向移動,即向正反應(yīng)移動,c(CH3OH)增大,c(CO2)減小,所以
c(CH3OH)
c(CO2)
增大,故C正確;
D、將水從平衡體系中分離出來,生成物的濃度降低,平衡向正反應(yīng)移動.c(CH3OH)增大,c(CO2)減小,所以
c(CH3OH)
c(CO2)
增大,故D正確.
故選:CD;
(3)由表中數(shù)據(jù)可知氫氣的起始濃度為0.40mol/L,所以a=0.40mol/L×10L=4mol.
根據(jù)三段式求出各組分的濃度變化量、平衡時各組分的濃度,
由表中數(shù)據(jù)可知氫氣的起始濃度為0.40mol/L,所以二氧化碳的起始濃度也為0.40mol/L,平衡時氫氣濃度為0.04mol/L,
    對于反應(yīng)    CO2(g)+3H2(g)




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CH3OH(g)+H2O(g)
開始(mol/L):0.4      0.4             0         0
變化(mol/L):0.12   0.4-0.04=0.36     0.12      0.12
平衡(mol/L):0.28     0.04            0.12      0.12
所以平衡常數(shù)k=
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
=
0.12×0.12
0.28×0.043
=803.6,
故答案為:4mol;803.6;
(4)由(3)計算可知,二氧化碳、氫氣的起始濃度為0.40mol/L.氫氣的平衡濃度為0.04mol/L,二氧化碳的平衡濃度為0.28mol/L.
由方程式 CO2(g)+3H2(g)




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CH3OH(g)+H2O(g)可知,相同時間內(nèi)H2的濃度變化是CO2濃度變化的3倍,再根據(jù)表中氫氣各時刻的濃度,計算二氧化碳的各時刻濃度.
作圖如圖所示:


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,故答案為:

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練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

哥本哈根會議雖未能就減排問題達(dá)成有約束力的協(xié)議,但各國對于CO2對氣候的影響達(dá)成了共識,都在積極研究方法循環(huán)利用CO2.CO2(g)與H2(g)反應(yīng)可生成CH3OH(g)和H2O(g).某實驗小組為研究該反應(yīng)進(jìn)行了如下實驗.在某溫度下,向容積為10L的恒溫恒容容器中充入a mol CO2和a mol H2,測得不同時刻的c(H2)如右表.
時間/min C(H2)/mol.L-1
0 0.40
2 0.28
4 0.19
6 0.13
8 0.08
10 0.04
12 0.04
(1)寫出生成CH3OH反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CO2+3H2CH3OH+H2O
CO2+3H2CH3OH+H2O
.若達(dá)平衡狀態(tài)時,放出的熱量為58.8kJ,則上述反應(yīng)的△H=
-49kJ/mol
-49kJ/mol
.0~10min內(nèi),CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=
0.012mol/(L?min)
0.012mol/(L?min)

(2)下列措施能使平衡體系中
c(CH3OH)
c(CO2)
增大的是
CD
CD
(填字母).
A、升高溫度                          B、充入Ar使壓強增大
C、再充入0.5a mol CO2和0.5a mol H2D、將水從平衡體系中分離出來
(3)a=
4.0mol
4.0mol
,該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
803.6
803.6
(精確到0.1).
(4)在如圖所示的坐標(biāo)系中,畫出CO2和H2的濃度隨時間變化的圖象.

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科目:高中化學(xué) 來源:0118 模擬題 題型:填空題

哥本哈根會議雖未能就減排問題達(dá)成有約束力的協(xié)議,但各國對于CO2對氣候的影響達(dá)成了共識,都在積極研究方法循環(huán)利用CO2。CO2(g)與H2(g)反應(yīng)可生成CH3OH(g)和H2O(g)。某實驗小組為研究該反應(yīng)進(jìn)行了如下實驗。在某溫度下,向容積為10L的恒溫恒容容器中充入amol CO2和amol H2,測得不同時刻的c(H2)如下表。
(1)寫出生成CH3OH反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________。若達(dá)平衡狀態(tài)時,放出的熱量為
58.8kJ,則上述反應(yīng)的△H=_______________。0~10 min內(nèi),CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=_______。
(2)下列措施能使平衡體系中增大的是_______(填字母)。
A、升高溫度 B、充入Ar使壓強增大
C、再充入0.5amol CO2和0.5amol H2 D、將水從平衡體系中分離出來
(3)a=____________,該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________(精確到0.1)。
(4)在如圖所示的坐標(biāo)系中,畫出CO2和H2的濃度隨時間變化的圖像。

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科目:高中化學(xué) 來源:2010年湖南省長沙市瀏陽一中高考化學(xué)模擬試卷(5月份)(解析版) 題型:填空題

哥本哈根會議雖未能就減排問題達(dá)成有約束力的協(xié)議,但各國對于CO2對氣候的影響達(dá)成了共識,都在積極研究方法循環(huán)利用CO2.CO2(g)與H2(g)反應(yīng)可生成CH3OH(g)和H2O(g).某實驗小組為研究該反應(yīng)進(jìn)行了如下實驗.在某溫度下,向容積為10L的恒溫恒容容器中充入a mol CO2和a mol H2,測得不同時刻的c(H2)如右表.
時間/minC(H2)/mol.L-1
0.40
20.28
40.19
60.13
80.08
100.04
120.04
(1)寫出生成CH3OH反應(yīng)的化學(xué)方程式:    .若達(dá)平衡狀態(tài)時,放出的熱量為58.8kJ,則上述反應(yīng)的△H=    .0~10min內(nèi),CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=   
(2)下列措施能使平衡體系中增大的是    (填字母).
A、升高溫度                          B、充入Ar使壓強增大
C、再充入0.5a mol CO2和0.5a mol H2D、將水從平衡體系中分離出來
(3)a=    ,該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    (精確到0.1).
(4)在如圖所示的坐標(biāo)系中,畫出CO2和H2的濃度隨時間變化的圖象.

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