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【题目】甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-58 kJ/mol

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H=+41 kJ/mol

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C-O

C O

H-O

C-H

E/(kJ.mol-1

436

343

1076

465

x

x=_________

(2)T℃时将6molCO28molH2充入2L密闭容器中发生反应②,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示。图中数据A(1,6)代表在1minH2的物质的量是6mol。

T℃时状态条件下,0~3minCH3OH的平均反应速率v=_____________mol/(L·min),平衡常数K=____

②其他条件不变时,仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则改变的条件可能是_______

③其他条件不变,仅改变温度时,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则状态对应的温度________(“>”“<”“=”)T℃;

④若状态的平衡常数为K2,状态的平衡常数为K3,则K2____(“>”“<”“=”)K3

⑤一定温度下,此反应在恒容容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_____

a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2C=O断裂的同时有6H—H断裂

【答案】 413 0.28 0.5 增大压强 a c

【解析】试题分析:(1)根据盖斯定律:反应③+反应①=反应,故△H=△H2-△H3=-58kJmol-1-(+41kJmol-1)=-99kJmol-1,反应热=反应物总键能-生成物总键能,故

△H1=1076kJmol-1+2×436kJmol-1-(3×x+343+465)kJmol-1=-99kJmol-1,解得:x=413

2有图表可知,3minH2的物质的量为3mol,则H2变化物质的量为5molCH3OH的变化物质的量为0~3minCH3OH的平均反应速率v==0.28mol/(L·min)8min后反应达到平衡状态,此时H2的物质的量为2mol,变化物质的量为6mol,此时平衡状态中CO2的物质的量为4molCH3OH的物质的量为2molH2O(g)的物质的量为2mol,此时平衡常数K==0.5

状态反应速率增大,转化的氢气的物质的量多,因增大压强平衡正向移动,故应是增大压强;

状态反应速率增大,但转化的氢气的物质的量少,应是升高温度,因该反应放热,升高温度平衡逆向移动,不利于氢气的转化,故状态对应的温度>T℃

状态与状态I相同温度下发生的反应;状态是升高温度,温度升高平衡逆向移动,平衡常数减小,则K2K3

5a.因气态反应物与气态生成物的系数和不等,则容器中压强不变时,是平衡状态,故a正确;b.随着反应的进行,甲醇和水蒸汽的体积比可能始终保持不变,则不一定是平衡状态,故b错误;c.当v(H2)=3vCH3OH) 时,反应达到平衡状态,故b正确;dC=O断裂和H—H断裂都说明反应正向进行,不能说明是平衡状态,故d错误;答案为ac

练习册系列答案
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【题目】某实验小组对H2O2的分解做了如下探究:下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时
记录的一组数据:用10mL H2O2制取150mL(标准状况下)O2所需的时间(s)

30%H2O2

15%H2O2

10%H2O2

5%H2O2

无催化剂不加热

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

无催化剂加热

360

480

t

720

MnO2催化剂加热

10

25

60

120


(1)①该实验小组在设计方案时,考虑了浓度、等因素对H2O2分解速率的影响.
上述因素对H2O2分解速率的影响分别是:
②推测t(s)的范围为
(2)下列有关催化剂的说法中正确的是(填序号)
A.催化剂不参与反应,反应前后催化剂的性质和质量都不变
B.催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变
C.催化剂能使不起反应的物质发生反应
D.催化剂能改变化学反应速率
E.任何化学反应都需要催化剂
F.催化剂具有高度的选择性(或专一性)
(3)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入15mL 5%的H2O2溶液中,并用带火星的木条测试,结果如下:

催化剂MnO2

操作情况

观察结果

反应完成所需时间

粉末状

混合不振荡

剧烈反应,带火星的木条复燃

3.5min

块状

反应较慢,火星红亮但木条未复燃

30min

①写出上述实验中发生反应的化学方程式
②实验结果表明,催化剂的催化效果与有关.

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【题目】已知断开1molH﹣H键吸收的能量为436KJ,形成1molH﹣H键放出的能量为391KJ,根据化学方程式N2+3H2 2NH3 , 反应完1molN2放出的能量为924KJ,则断开1molN=N键吸收的能量是(
A.431KJ
B.649KJ
C.869KJ
D.945.6KJ

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【题目】在一定温度下将2 mol A2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)B(g)2C(g)2D(g)2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8 mol D,请填写下面空白。

1D表示2 min内的平均反应速率为________A的转化率为________

2如果缩小容器容积(温度不变),则平衡体系中混合气体的密度________(增大

不变”)

3若开始时只加CD4/3 mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡相等,则还应加

______ mol B物质。

4若向原平衡体系中再投入1 mol A1 mol B,平衡________(右移左移

移动”)

.有人设计出利用CH4O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4O2中燃烧,则

①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供____ mol e

②负极电极反应式为__________________________________________

③电池放电后,溶液的pH不断________

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【题目】NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是

A. 28g氮气所含有的原子数目为NA

B. 化学反应中1mol金属镁变成镁离子时失去电子数目为2NA

C. 标准状况下,22.4L水中含有个水分子NA

D. 标准状况下,22.4L氯化氢所含的原子数为NA

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【题目】下列说法正确的是 ( )

A.热化学方程式的计量数只表示分子的个数

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【题目】将下列各组物质按酸、碱、盐的分类依次排列,正确的是( )

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(3)装置E的作用是___________________________________________________

乙组:为了分别研究SO2Cl2的性质,设计了如图所示的实验装置。

(4)当通入SO2时,装置中发生反应的离子方程式为________________;该反应中SO2表现出__________性。

(5)若装置中装有5.0 mL 1.0×103 mol·L1碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了5.0×105 mol电子,则该反应的化学方程式为_____________________________

(6)你认为乙组设计的装置是否有不足之处?__________(”)。如果有,请写出改进方法:______________________________(如果无,此空不答)。

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A. 反应在c点达到平衡状态

B. 反应物浓度:a点小于b

C. 反应物的总能量低于生成物的总能量

D. Δt1Δt2时,SO2的转化率:ab段小于bc

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