分析 (1)①由图可知,10min到达平衡,平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L,由方程式可知氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量3倍为2.25mol/L,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(H2);
②根据n=cV计算参加反应的氢气的物质的量,再利用转化率定义计算;
③使n(CH3OH)/n(CO2)应采取措施,使平衡向正反应移动,注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量;
(2)①由图可知反应进行3min时,反应未到达平衡,此后二氧化碳的浓度降低、甲醇的浓度增大,反应向正反应进行;
②化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,据此生成;
利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度,代入平衡常数表达式计算.
解答 解:(1)①由图可知,10min到达平衡,平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L,由方程式CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O可知,氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量为0.75mol/L×3=2.25mol/L,故v(H2)=$\frac{2.25mol}{10min}$=0.225mol/(L•mon),
故答案为:0.225;
②参加反应的氢气的物质的量为0.75mol/L×1L=0.75mol,故氢气的转化率为:$\frac{0.75mol}{1mol}$×100%=75%,
故答案为:75%;
③使n(CH3OH)/n(CO2)应采取措施,使平衡向正反应移动,注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量,
A、该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误,
B、充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故B错误,
C、将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确,
D、再充入1mol CO2和3mol H2,等效为增大压强,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确;
E、使用催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故E错误,
F、缩小容器体积,增大压强,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故F正确,
故答案为:CDF;
(2)①由图可知反应进行3min时,反应未到达平衡,此后二氧化碳的浓度降低、甲醇的浓度增大,反应向正反应进行,故v正>v逆,
故答案为:>;
②反应CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$,
由图可知,10min到达平衡,平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L,则:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
开始(mol/L):1 3 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 0.75 0.75 0.75
故该温度下平衡常数K=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{16}{3}$,
故答案为:$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$;$\frac{16}{3}$.
点评 本题考查较为综合,涉及化学平衡计算以及平衡移动等问题,题目难度较大,(2)为易错点,注意根据平衡常数判断平衡移动,对学生的思维能力要求较高,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.
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. | 加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,一定有CO32- | |
B. | 加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,则一定有SO42- | |
C. | 用NaOH溶液能鉴别Mg( NO3)2、Cu( NO3)2和NaNO3三种溶液 | |
D. | 加入硝酸银溶液后产生白色沉淀,再加盐酸,白色沉淀不消失,一定有Cl- |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 质量数为37的氯原子:${\;}_{37}^{17}$Cl | B. | 乙醇的分子式:C2H4O | ||
C. | 四氯化碳的电子式: | D. | 异丁烷的结构简式:CH(CH3)3 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性 | |
B. | 阴极发生还原反应,正极亦发生还原反应 | |
C. | Cl2与碱溶液的反应,实质是HClO与OH-的反应 | |
D. | 从氯水中分离出HClO,可加入CaCO3蒸馏 |
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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. | 电解熔融的氯化钠中铁电极连接电源的负极 | |
B. | 电解熔融的氯化钠中石墨电极作阳极发生氧化反应 | |
C. | 可用电解饱和氯化钠溶液来制备金属钠 | |
D. | 熔融氯化钠的电离是在电流的作用下发生的 |
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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. | 该溶液呈浅绿色 | |
B. | 该溶液中加入NaOH溶液,生成白色沉淀并迅速变成灰绿色,最终变为红褐色 | |
C. | 向该溶液中加入氯水,再滴入几滴KSCN溶液,呈红色 | |
D. | 向该溶液中滴入几滴KSCN溶液,不变色,再加入氯水,有红色沉淀生成 |
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