(2013•海珠区模拟)甲醇是一种可再生燃料.在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g

(2013•海珠区模拟)甲醇是一种可再生燃料.在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示.
(1)该反应的△H______0 (填>、<或=)
(2)300℃时,0-t1min内 CH3OH的平均生成速率为
[n1/2t1]mol•L-1 min-1
[n1/2t1]mol•L-1 min-1

(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有______.(填字母)
A.缩小容器体积B.降低温度
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
E.甲醇从混合体系中分离出来
(4)300℃时,CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol,若图中n1数据为0.5mol,试计算300℃下,该反应的平衡常数(写出计算过程,保留两位有效数字)
(5)工业上也可以用CO2和H2反应制得甲醇.在2×105Pa、300℃的条件下,若有440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式______.
qq士之风 1年前 已收到1个回答 举报

gxl0511 幼苗

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解题思路:(1)根据图象中温度对平衡的影响,判断△H;(2)根据300℃时,0-t1min内甲醇的变化量求算其反应速率;(3)若要提高甲醇的产率,则需平衡正移,根据影响平衡的因素分析;(4)根据图象中甲醇的量,利用三线式求出平衡时各物质的浓度,再根据平衡常数的表达式求出;(5)根据二氧化碳的质量和放出的热量;求出1mol二氧化碳反应时放出的热量,再根据热化学方程式的书写方法书写.

(1)根据图象可知,温度越高,甲醇的物质的量越小,说明升高温度平衡逆移,所以正方向为放热反应,即△H<0,故答案为:<;
(2)由图象可知,300℃时0-t1min内甲醇的物质的量增大了n1mol,则v(CH3OH)=

n1mol
2L
t1=[n1/2t1]mol•L-1 min-1,故答案为:[n1/2t1]mol•L-1 min-1
(3)若要提高甲醇的产率,则需平衡正移;
A.缩小容器体积,压强增大,则平衡正移,故A正确;
B.该反应正方向为放热反应,降低温度,平衡正移,故B正确;
C.升高温度,平衡逆移,故C错误;
D.使用合适的催化剂,正逆反应速率同等程度的改变,平衡不移动,故D错误;
E.甲醇从混合体系中分离出来,平衡正移,故E正确;
故答案为:ABE;
(4)已知300℃时,CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol,若图中n1数据为0.5mol,则起始时物质的量浓度c(CO)=1.0mol•L-1,c(H2)=1.5mol•L-1
平衡时c(CH3OH)=0.25mol•L-1,则
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始的浓度(mol•L-1):1.01.5 0
反应的浓度(mol•L-1):0.250.5 0.25
平衡的浓度(mol•L-1):0.75 1.0 0.25
则K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)=[0.25
0.75×12≈0.33
答:该反应的平衡常数0.33;
(5)440g CO2的物质的量是
440g/44g/mol]=10mol,10mol二氧化碳参加反应放出495kJ的热量,则1mol二氧化碳参加反应放出的能量是49.5kJ,所以该反应热化学反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH3OH(g)△H=-49.5kJ/mol,
故答案为:CO2(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH3OH(g)△H=-49.5kJ/mol.

点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;有关反应热的计算;热化学方程式;化学平衡常数的含义;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题考查了反应速率的计算,影响平衡的因素,平衡常数的计算,热化学反应方程式的书写,涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.

1年前

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