工业上用CO来生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).图1表示反应过程中能量的变化

工业上用CO来生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).图1表示反应过程中能量的变化情况;图2表示一定温度下,向固定体积为2L的容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO(g)和CH3OH(g)的物质的量

请回答下列问题:
(1)在图1中,曲线______(填“a”或“b”)表示反应使用了催化剂;该反应属于______(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)根据图2判断下列说法中正确的是______(填序号).
a.起始充入的CO的物质的量为2molb.增大CO的浓度,CO的转化率增大
c.容器中压强恒定时,说明反应已达平衡状态
d.保持温度和密闭容器的容积不变,再充入1mol CO和2mol H2,再次达到平衡时,n(CH3OH)/n(CO)的值会变小.
(3)从反应开始至达到平衡,v(H2)=______.该温度下CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的化学平衡常数为______;若保持其他条件不变,将反应体系升温,则该反应的化学平衡常数将______(填“增大”“减小”或“不变”).
(4)已知CH3OH(g)+[3/2]O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ•mol-1,H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ•mol-1,请写出32g CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式:
CH3OH(g)+[3/2]O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9 kJ•mol-1
CH3OH(g)+[3/2]O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9 kJ•mol-1
二月藤 1年前 已收到1个回答 举报

访问上帝 幼苗

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解题思路:(1)根据图中反应的活化能的大小来分析是否使用催化剂,利用反应前后的总能量来分析反应的能量变化;
(2)A、由图2利用转化的CO和平衡时CO的量来分析;
B、增加CO浓度,会促进氢气的转化,但本身的转化率降低;
C、该反应为反应前后压强不等的反应;
D、再充入1molCO和2molH2,体积不变,则压强增大,平衡正向移动;
(3)由图2计算用CO表示的反应速率,再利用反应速率之比等于化学计量数之比来计算氢气的反应速率,利用各物质平衡的浓度来计算化学平衡常数;根据温度升高,平衡逆向移动,反应物的浓度增大,生成物的浓度减少,平衡常数减小;
(4)根据盖斯定律结合已知方程式来写热化学方程式.

(1)由图可知,曲线b降低了反应所需的活化能,则b使用了催化剂,又该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,则该反应为放热反应,
故答案为:b;放热;
(2)a、由图2可知生成0.75mol/LCH3OH,则反应了0.75mol/LCO,平衡时有0.25mol/LCO,即CO的起始物质的量为(0.75mol/l+0.25mol/L)×2L=2mol,故a正确;
b、增加CO浓度,会促进氢气的转化,氢气的转化率增大,但CO的转化率减小,故b错误;
c、该反应为反应前后压强不等的反应,则压强不变时,该反应达到平衡状态,故c正确;
d、再充入1molCO和2molH2,体积不变,则压强增大,平衡正向移动,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会增大,故d错误;
故选:ac;
(3)由图2可知,反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,10min时达到平衡,
则用CO表示的化学反应速率为[0.75mol/L/10min]=0.075mol•L-1•min-1
因反应速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=0.075mol•L-1•min-1×2=0.15mol•L-1•min-1
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
开始(mol/L) 1 2 0
转化(mol/L) 0.75 1.5 0.75
平衡(mol/L) 0.25 0.5 0.75
则化学平衡常数K=[0.75
0.25×(0.5)2=12;
因温度升高,平衡逆向移动,反应物的浓度增大,生成物的浓度减少,平衡常数减小;
故答案为:0.15mol•L-1•min-1;12; 减小;
(4)32g的CH3OH(g)即为1mol,
CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol ①
H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol ②
根据盖斯定律
①-②×2得 CH3OH(g)+
3/2]O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/mol
故答案为:CH3OH(g)+[3/2]O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/mol.

点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;热化学方程式.

考点点评: 本题考查化学反应速率、化学平衡、能量变化、盖斯定律的应用,应利用注意图象来分析解决问题,准确把握图象中的信息是解答本题的关键,题目难度中等.

1年前

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