实验编号 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
SO2 | O2 | SO2 | O2 | |||
1 | T1 | 4 | 2 | X | 0.8 | 6 |
2 | T2 | 4 | 2 | 0.4 | Y | t |
分析 Ⅰ、①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ•mol-1
由盖斯定律可知,通过①×2+②+③可得水煤气合成二甲醚(CH3OCH3) 的热化学方程式;
Ⅱ、(1)依据化学方程式和平衡常数概念书写表达式;
(2)恒温恒压容器达到平衡,反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析选项,平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变;
(3)分析图表数据,依据化学平衡三段式列式,结合反应速率概念计算;依据图表数据列式计算分析,反应是放热反应,化学平衡随温度升高,平衡逆向进行分析两次实验的温度;
(4)t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大,可升高温度或增大压强;t6时正逆反应速率都较原平衡时的速率大,但平衡不移动,前后气体系数之和不等,只能是使用催化剂;在反应向逆反应之前衡混合物中CO的含量最高;
解答 解:Ⅰ、①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ•mol-1
由盖斯定律可知,通过①×2+②+③可得所求反应方程式,则3CO(g)+3H2(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-90.8kJ•mol-1×2-23.5kJ•mol-1-41.3kJ•mol-1=-246.4kJ•mol-1;
故答案为:3CO(g)+3H2(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ•mol-1;
Ⅱ、(1)2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g),依据平衡常数概念写出表达式,K=$\frac{c{\;}^{2}(SO{\;}_{3})}{c{\;}^{2}(SO{\;}_{2})•c(O{\;}_{2})}$;
故答案为:K=$\frac{c{\;}^{2}(SO{\;}_{3})}{c{\;}^{2}(SO{\;}_{2})•c(O{\;}_{2})}$;
(2)恒温恒压容器达到平衡,反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析选项;
A.反应速率之比等于化学方程式系数之比,是正反应速率之比,若反应速率2υ正(O2)=υ逆(SO3),才可以说明该可逆反应已达到平衡状态,故A错误;
B.保持温度和容器体积不变,再充入2mol SO2和1mol O2,等效于将体积扩大2倍,平衡状态一样,再压缩到原来的体积,平衡向正反应方向移动,所以n(SO3)/n(SO2)增大,故B正确;
C.平衡后移动活塞压缩气体,压强增大,平衡正向进行,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大,故C正确;
D.反应是放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向进行,平衡常数K减小,故D错误.
故答案为:BC;
(3)实验1从开始到反应达到化学平衡时,
2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g);
起始量(mol) 4 2 0
变化量(mol) 2.4 1.2 2.4
平衡量(mol) x 0.8 2.4
v(SO2)表示的反应速率=$\frac{\frac{2.4mol}{2L}}{6min}$=0.2mol/L•min;
反应起始量相同,达到平衡时氧气物质的量可知,实验2反应进行的程度大,反应是放热反应,温度越高,平衡向吸热反应方向进行,逆向进行,所以温度T1>T2,
故答案为:0.2mol/L•min;>; 反应放热,温度升高平衡向左移动,反应物转化率低;
(4)t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大,反应向逆反应方向移动,升高温度;t6时正逆反应速率都较原平衡时的速率大,但平衡不移动,前后气体系数之和不等,只能是使用催化剂;在t4时反应向逆反应方向移动,则t3~t4时平衡混合物中CO的含量最高,
故答案为:升高温度;t3~t4;
点评 本题考查了盖斯定律的应用、化学平衡影响因素和平衡计算的分析判断,注意知识的迁移和应用是解题关键,难度不大.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 甲醛能使蛋白质变性,可用于食品防腐剂 | |
B. | 炭具有还原性,一定条件下能将二氧化硅还原为硅 | |
C. | 硅酸钠溶液呈碱性,常用作木材的防火剂 | |
D. | Al2O3具有很高的熔点,可用于制造熔融烧碱的坩埚 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | Na+,OH-,K+,SO42- | B. | Ag+,K+,NO3-,CO32- | ||
C. | K+,Cu2+,OH-,Cl- | D. | Na+,Ba2+,SO42-,Cl- |
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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:选择题
A. | 该反应前后氮元素的化合价不变 | |
B. | 该反应中的四种物质晶体中都存在氢键 | |
C. | 该反应中NH3、F2、NF3的分子中所有原子均共平面 | |
D. | 该反应中NH3、F2、NF3三种物质的晶体均属于分子晶体 |
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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:选择题
A. | 原子核外电子排布--元素在周期表中的位置 | |
B. | 弱电解质的相对强弱--电离常数的大小 | |
C. | 分子间作用力的大小--分子稳定性的高低 | |
D. | 物质内部储存的能量--化学反应的热效应 |
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