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(10分)降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。 (1...

10分降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。

   (1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实

        验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500下发生

        反应:CO2(g)+3H2(g) 满分5 manfen5.com CH3OH(g)+H2O(g)

   实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。

    图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反

      应是        (填“吸热”或“放热”)反应。

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    500达平衡时,CH3OH的体积分数为           

   2图中P是可自由平行滑动的活塞关闭K,在相同温度时A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 2.4molH2O(g),两容器分别发生上述1中反应的逆反应。

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已知:起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为      ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为    L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。

 

(10分) (1)①放热(1分) ②30%或0.30(3分) (2) 75% (3分), 1.75a(3分) 【解析】 试题分析:(1)①由图2可知,只能反应的速率都增大,所以改变的条件是温度升高,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,所以正向是放热反应; ②由题意可知,平衡时二氧化碳的平衡浓度是0.25mol/L,则氢气的平衡浓度是3×0.25mol/L=0.75mol/L,甲醇与水蒸气的平衡浓度都是0.75mol/L,则平衡时甲醇的体积分数也是物质的量浓度分数=0.75/(0.75+0.75+0.75+0.25)=0.3; (2)A是恒温恒容条件,B是恒温恒压条件,达平衡时B容器体积变为原来的1.5倍,即气体的物质的量变为原来的1.5倍,根据 发生的反应,设甲醇转化的物质的量是xmol, CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) 开始(mol) 1.2 2.4 0 0 转化(mol) x x x 3x 平衡(mol) 1.2-x 2.4-x x 3x 根据题意得1.2-x+2.4-x+x+3x=1.5×(1.2+2.4)=5.4,解得x=0.9,所以甲醇的转化率是0.9/1.2×100%=75%;K打开后整体都是恒温恒压容器,则再达平衡时与B的平衡是等效平衡,此时容器中反应物的总物质的量是1.2+2.4+1+2=6.6mol,是B中气体物质的量3.6mol的6.6/3.6=1.83倍,则新平衡时容器的总体积是1.5a的1.83倍,即平衡时容器的总体积是1.5a×1.83=2.75a,所以此时B容器的体积是2.75a-a=1.75a。 考点:考查平衡的移动与条件的关系,化学平衡的计算,等效平衡的判断  
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考点分析:
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(13分)工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3)同时生成二氧化碳,其三步反应如下:

2H2 (g)+CO(g) 满分5 manfen5.com CH3OH (g)      ΔH= -90.8 kJ·mol-1

2CH3OH(g) 满分5 manfen5.com CH3OCH3(g)+H2O(g)    ΔH= -23.5 kJ·mol-1

CO(g)+H2O(g) 满分5 manfen5.com CO2 (g)+H2(g)     ΔH= -41.3 kJ·mol-1

(1)总合成反应的热化学方程式为                                

(2)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是_____(填字母代号)。

A 高温高压           B 加入催化剂        C 减少CO2的浓度

D 增加CO的浓度     E 分离出二甲醚

(3)反应2CH3OH(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+H2O(g)在四种不同条件下进行(反应器均为相同的恒容密闭容器,CH3OCH3、H2O起始浓度为0),CH3OH(g)的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:

实验

序号

温度

浓度

时间

0

10

20

30

40

50

60

1

800 

1.0

0.80

0.67

0.57

0.50

0.50

0.50

2

800 

c2

0.60

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

3

800 

c3

0.92

0.75

0.63

0.60

0.60

0.60

4

820 

1.0

0.40

0.25

0.20

0.20

0.20

0.20

根据上述数据,完成下列填空:

实验1,反应在10至20分钟时间内用CH3OH(g)表示的平均速率为       

实验2,CH3OH(g)的初始浓度c2      mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是                  

设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3   v1(填>、=、<),且c3     mol/L。

 

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(9分)过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用来消

    毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,欲准确测定过氧化

    氢的含量。请填写下列空白:

   (1)取10.00 mL密度为ρg/mL的过氧化氢溶液稀释至250mL。移取稀释后的过氧化

        氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。

   (2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式为              

   (3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入        (填“酸式”或“碱式”)滴定管

        中,滴定到达终点的现象是                                

   (4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中

        过氧化氢的质量分数为                 

   (5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果          (填“偏高”或“偏低”或“不变”)。

 

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(9分)在体积为1 L的密闭容器中,进行如下化学反应:

        CO2(g)+H2(g)满分5 manfen5.comCO(g)+H2O(g),化学平衡常数K与温度T的关系如下表:

T/

700

800

850

1 000

1 200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列问题:

   (1)该反应的平衡常数表达式K=__________,升高温度,化学平衡向__________

   (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

   (2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

A  c(CO2)=c(CO)        B  K不变    C  容器中的压强不变

D.v(H2)=v(CO2)    E.c(H2)保持不变

   (3)若某温度下,平衡浓度符合下列关系:c(CO2c(H2)=c(CO)·c(H2O),此时的温

       度为_____;在此温度下,若向该容器中投入1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol

       CO、1.5 mol H2O,则此时反应朝______方向进行(填“正反应”、“逆反应”)。

 

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(11分)(1)已知:Fe(s)+满分5 manfen5.comO2(g)=FeO(s)      ΔH1=-272.0 kJ·mol-1

              2Al(s)+满分5 manfen5.comO2(g)===Al2O3(s)     ΔH2=-1675.7 kJ·mol-1

        Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是                         

    某同学认为,铝热反应可用于工业炼铁,你的判断是   (填“能”或“不能”), 

    你的理由是                                          

   (2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B

        如图所示。

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       据图判断该反应是___(填“吸”或“放”)热反应,当反应达到平衡后,其他

         条件不变,升高温度,逆反应速率将____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

       其中B历程表明此反应采用的条件为________(填字母)。

     A.升高温度           B.增大反应物的浓度   

     C.降低温度           D.使用催化剂

   (3)已知热化学方程式:H2(g)+满分5 manfen5.comO2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1

    该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为             

 

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一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:

MgSO4(s)+CO(g)满分5 manfen5.comMgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是

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选项

x

y

A

MgSO4的质量(忽略体积)

CO的转化率

B

CO的物质的量

CO2与CO的物质的量之比

C

SO2的浓度

平衡常数K

D

温度

容器内混合气体的密度

 

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