分析 (1)图象分析可知甲醇浓度变化,结合化学方程式计算氢气浓度变化,反应速率v=$\frac{△c}{△t}$,反应热与化学计量数成正比,根据热化学方程式计算;
(2)依据盖斯定律结合热化学方程式计算分析焓变大小,注意放热反应的焓变为负值;
(3)根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
(4)要使平衡混合物中 $\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,应使平衡向正反应方向移动,根据影响平衡移动的因素来回答判断.
解答 解:(1)图象分析可知甲醇浓度变化为0.75mol/L,化学方程式计算CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),氢气浓度变化=3×0.75mol/L=2.25mol/L,
反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=$\frac{2.25mol/L}{10min}$=0.225 mol•L-1•min-1,达到平衡状态消耗甲醇物质的量=0.75mol/L×1L=0.75mol,结合化学方程式定量关系计算反应达到平衡状态放出的热量,
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1
1 49.0kJ•mol-1
0.75mol Q=36.75 kJ
故答案为:0.225 mol•L-1•min-1,36.75 kJ;
(2)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1;
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(l)△H2;生成水的质量相等,
盖斯定律计算①-②得到H2O(l)=H2O(g)△H1-△H2,液体水变化为气体水需要吸热,反应焓变大于0,△H1-△H2>0,△H1>△H2,
故答案为:>;
(3)一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,反应是气体体积减小的放热反应,
A.反应前后气体体积和质量不变,气体的密度始终不变化,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.各组分的浓度相等和起始量、变化量有关,不能说明反应正逆反应速率相同,不能证明反应达到平衡状态,故B错误;
C.消耗CO2物质的量与消耗CH3OH物质的量相等,说明二氧化碳正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,故C正确;
D.CH3OH的体积分数不再变化是平衡标志,说明反应达到平衡状态,故D正确;
故答案为:CD;
(4)一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,反应是气体体积减小的放热反应,要使平衡混合物中 $\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,应使平衡向正反应方向移动,
A.反应是放热反应,反应升高温度 平衡逆向进行,比值减小,故A错误;
B.恒容充入He使压强增大,总压增大,分压不变平衡不变,故B错误;
C.将H2O(g)从体系中分离 平衡正向进行,平衡混合物中 $\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,故C正确;
D.使用催化剂改变反应速率不改变化学平衡,比值不变,故D错误;
E.缩小容器体积,压强增大,平衡正向进行,平衡混合物中 $\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,故E正确;
故答案为:CE.
点评 本题考查较为综合,涉及热化学方程式计算分析、化学平衡计算、及平衡移动影响因素、平衡标志等问题,题目难度中等,注意根据图象计算各物质的平衡浓度为解答该题的关键.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 中性溶液AG=0 | |
B. | 常温下0.1mol/L氢氧化钠溶液的AG=12 | |
C. | 酸性溶液AG<0 | |
D. | 常温下0.1mol/L的盐酸溶液的AG=13 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 常温常压下,1mol氦气含有的原子数为NA | |
B. | 常温常压下,8g甲烷中含有的电子数为5NA | |
C. | 22 g CO2 与标准状况下11.2 L O2含有相同分子数 | |
D. | 标准状况下,11.2L四氯化碳所含分子数 0.5NA |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 氟化铵的电子式: | |
B. | 原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 | |
C. | 离子结构示意图:,可以表示35Cl-,也可以表示37Cl- | |
D. | 1mol CH4与1mol NH4+所含质子数相等 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
二 | ⑥ | ⑦ | ||||||
三 | ① | ③ | ⑤ | ⑧ | ⑩ | |||
四 | ② | ④ | ⑨ |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | 透明的溶液中:Al3+、Cu2+、SO42-、NO3- | |
B. | 通入SO2的溶液中:Fe3+、Ba2+、Cl-、NO3- | |
C. | 加入铝粉产生H2的溶液中:NH4+、Fe3+、SO42-、NO3- | |
D. | 常温下,由水电离出的c(H+)=1×10-12mol/L:K+、Ba2+、Cl-、NO3- |
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科目:高中化学 来源: 题型:推断题
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