分析 (1)反应热与物质的聚集状态有关,聚集状态不同,反应热不同;
(2)①可逆反应中增大一种反应物浓度可以提高另一种反应物转化率,依据CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0为气体体积减小的、放热反应特点结合影响化学平衡移动的因素解答;
②ⅰ.图象中计算0-3min内甲醇的反应速率v(CH3OH)=$\frac{0.50mol/L}{3min}$,用H2表示0-3min内该反应的平均反应速率v(H2)=3v(CH3OH)=;
ⅱ.计算平衡时氢气、水的浓度,再根据K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$计算平衡常数;
保持温度不变,向该密闭容器中再充入1mol CO2(g)和1mol H2O(g),相当于增大压强,增压平衡向气体系数小的方向移动;
iii.平衡时满足V正=V逆,v正=k正•c(A)a•c(B)b;V逆=k逆•c(C)c•c(D)d,则k逆:k正=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$=K;
计算3mim时各物质浓度,据此计算正逆反应瞬时速率之比.
解答 解:(1)反应热与物质的聚集状态有关,聚集状态不同,反应热不同,上述反应与氢气燃烧热的反应中水的状态不同,所以不能求出上述反应的焓变;
故答案为:不能;上述反应与氢气燃烧热的反应中水的状态不同或H2O(g)?H2O(l)△H未知;
(2)①C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g)△H>0生成二氧化碳和氢气的物质的量之比为1:2,而CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,二氧化碳和氢气物质的量之比为1:3,相对与增大二氧化碳浓度,所以氢气的转化率大于二氧化碳转化率;
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0为气体体积减小的、放热反应,要想提高甲醇的产率可以采取的措施是降低温度、增大压强使平衡向正向移动,分离产物平衡正向进行,提高甲醇的产率,
故答案为:后者大;降低温度;增大压强或分离产物;
②i.图象中计算0-3min内甲醇的反应速率v(CH3OH)=$\frac{0.50mol/L}{3min}$,用H2表示0-3min内该反应的平均反应速率v(H2)=3v(CH3OH)=0.5mol•L-1•min-1,
故答案为:0.5mol•L-1•min-1;
ⅱ.平衡时甲醇为0.75mol/L、二氧化碳为0.25mol/L,则:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始浓度(mol/L):1 3 0 0
变化浓度(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡浓度(mol/L):0.50 0.75 0.75 0.75
则平衡常数K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{16}{3}$=5.33;
保持温度不变,向该密闭容器中再充入1mol CO2(g)和1mol H2O(g),相当于增大压强,增压平衡向气体系数小的方向移动,即向正方向移动,此时V正>V逆,
故答案为:5.33;>;
iii.平衡时满足V正=V逆,v正=k正•c(A)a•c(B)b;V逆=k逆•c(C)c•c(D)d,
则k逆:k正=$\frac{{c}^{a}(A){c}^{b}(B)}{{c}^{c}(C){c}^{d}(D)}$=$\frac{1}{K}$=3:16;
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始浓度(mol/L):1 3 0 0
变化浓度(mol/L):0.50 1.50 0.50 0.50
3min浓度(mol/L):0.50 1.50 0.50 0.50
v正=k正•c(A)a•c(B)b;
V逆=k逆•c(C)c•c(D)d;
V正:V逆=$\frac{{c}^{a}(A){c}^{b}(B)}{{c}^{c}(C){c}^{d}(D)}$×$\frac{{K}_{正}}{{K}_{逆}}$=$\frac{{K}_{正}}{{K}_{逆}}$×$\frac{0.5×1.{5}^{3}}{0.5×0.5}$=36;
故答案为:3:16; 36.
点评 本题为综合题,涉及反应热的计算、化学平衡平衡移动影响因素、化学平衡常数计算,题目难度中等,解题关键需掌握化学平衡理论,注意三段式的应用.
科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | CCl4起到萃取、富集I2的作用 | |
B. | a中下层变无色,说明I2 转化为I- | |
C. | Ⅲ中发生反应的离子方程式为:Br2+2I-═I2+2Br- | |
D. | 只依据a、b中现象,不可以证明Cl2的氧化性比 Br2强 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS溶液:Cu2++2HS-═CuS↓+H2S↑ | |
B. | 向NH4Al(SO4)2溶液加入含两倍物质的量的Ba(OH)2溶液:Al3++2SO${\;}_{4}^{2-}$+4OH-+2Ba2+═2BaSO4↓+AlO${\;}_{2}^{-}$+2H2O | |
C. | 向Na2S2O3溶液中通入足量的Cl2:S2O${\;}_{3}^{2-}$+2Cl2+3H2O═2SO${\;}_{3}^{2-}$+4Cl-+6H+ | |
D. | 用石墨电极电解MgCl2溶液阴极电极反应:2H2O+2e-═H2↑+2OH- |
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科目:高中化学 来源: 题型:推断题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 该有机物属于烃的衍生物 | |
B. | 分子式为C14H14O2 | |
C. | 1 mol该物质与溴水反应时最多能消耗2 mol的Br2 | |
D. | 该有机物能与Na2CO3溶液反应,且生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | X的分子式为C5H10NO2S | |
B. | X有2个手性碳原子 | |
C. | X能发生加聚反应生成高分子化合物 | |
D. | X既能与强酸反应,又能与强碱反应 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | Y4X10分子中,极性键和非极性键的个数比为10:4 | |
B. | Z和W形成的多种化合物中只有一种能与水反应 | |
C. | 25℃时,Z、W、X按原子个数比2:3:4形成的化合物的水溶液的pH=7 | |
D. | 25℃时,等浓度的Z和Q的最高价氧化物对应水化物的水溶液中,水电离的c(H+)相等 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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