化學鍵 | C-C | C-H | H-H | C-O | C≡O(shè) | H-O |
鍵能/kJ•mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
分析 (1)依據(jù)化學反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計算,標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學方程式;
(2)根據(jù)原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比來比較;根據(jù)平衡常數(shù)越大越有利于反應(yīng)的進行;
(3)①由圖可知,壓強一定時,溫度越高,CH3OH的物質(zhì)的量越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動;
②正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),溫度一定時,增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,甲醇的物質(zhì)的量增大,結(jié)合圖可知,P1>P2,根據(jù)壓強對反應(yīng)速率的影響答題;
③在可逆反應(yīng)中,增加一種反應(yīng)物濃度可以提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;
④圖中M點時,容器體積為10L,結(jié)合M點的坐標可知,M點的CH3OH的物質(zhì)的量為0.25mol,
根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L) 0.1 0.275 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L)0.025 0.075 0.025 0.025
平衡(mol/L) 0.075 0.2 0.025 0.025
根據(jù)K=c(H2O)c(CH3OH)c3(H2)c(CO2)計算;
(3)設(shè)轉(zhuǎn)化的二氧化碳的物質(zhì)的量為x,
根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
起始 a b 0 0
轉(zhuǎn)化 x 3x x x
平衡 a-x b-3x x x
則CO2的體積分數(shù)為a−xa−x+b−3x+x+x=a−xa+b−2x,據(jù)此討論.
解答 解(1)CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g),反應(yīng)的焓變可以根據(jù)反應(yīng)物的總鍵能和生成物的總鍵能計算得到,焓變=反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和,依據(jù)圖表提供的化學鍵的鍵能計算得到,)△H1═1072KJ/mol+2×436KJ/mol-(3×413KJ/mol+358KJ/mol+463KJ/mol)=-116 kJ•mol-1,熱化學方程式CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)△H=-116 kJ•mol-1,
故答案為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)△H=-116 kJ•mol-1;
(2)因原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比,反應(yīng)I的原子利用率為3032×100%=93.7%,反應(yīng)II的原子利用率為3048×100%=62.5%;平衡常數(shù)越大越有利于反應(yīng)的進行,
故答案為:Ⅰ,Ⅱ;
(3)①由圖可知,壓強一定時,溫度越高,CH3OH的物質(zhì)的量越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,
故答案為:<;
②正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),溫度一定時,增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,甲醇的物質(zhì)的量增大,故壓強P1>P2,壓強增大,反應(yīng)速率也增大,所以v(N)<v(M),
故答案為:<;
③在可逆反應(yīng)中,增加一種反應(yīng)物濃度可以提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,所以為提高CO2的轉(zhuǎn)化率除可改變溫度和壓強外,還可采取的措施是增大氫氣物質(zhì)的量比二氧化碳物質(zhì)的量的值,
故答案為:增大氫碳比;
④圖中M點時,容器體積為10L,結(jié)合M點的坐標可知,M點的CH3OH的物質(zhì)的量為0.25mol,
根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L) 0.1 0.275 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L)0.025 0.075 0.025 0.025
平衡(mol/L) 0.075 0.2 0.025 0.025
K=c(H2O)c(CH3OH)c3(H2)c(CO2)=0.025×0.0250.23×0.075=1.04,
故答案為:1.04;
(4)設(shè)轉(zhuǎn)化的二氧化碳的物質(zhì)的量為x,
根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
起始 a b 0 0
轉(zhuǎn)化 x 3x x x
平衡 a-x b-3x x x
則CO2的體積分數(shù)為a−xa−x+b−3x+x+x=a−xa+b−2x,要使a−xa+b−2x為恒定的值,則a=b,
故答案為:a=b.
點評 本題屬于拼合型題目,涉及化學鍵鍵能計算反應(yīng)焓變、化學平衡常數(shù)、化學平衡影響因素等知識,是對學生綜合能力的考查,需要學生具備扎實的基礎(chǔ),難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 此堿金屬可能是鉀或鈉 | |
B. | 反應(yīng)過程中煤油不會燃燒 | |
C. | 堿金屬上下運動是由于與水反應(yīng)產(chǎn)生了氣體 | |
D. | 若是金屬鉀則上下運動的幅度比鈉小 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 元素原子得電子能力:W<X<Y<Z | B. | 原子最外層電子數(shù)::W<X<Y<Z | ||
C. | 原子半徑:W>X>Y>Z | D. | 元素的最高化合價:W<X<Y<Z |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 某溫度時,化學反應(yīng)速率無論用A、B、C何種物質(zhì)表示,其數(shù)值都是相同的 | |
B. | 其它條件不變時,升高溫度,反應(yīng)速率加快 | |
C. | 其它條件不變時,增大壓強,反應(yīng)速率加快 | |
D. | 若增加或減少A物質(zhì)的量,反應(yīng)速率一定會發(fā)生明顯的變化 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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