甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);△H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | CO的键能 | H-O | C-H |
E/(kJ.mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
由此计算△H1= kJ.mol-1,已知△H2=-58kJ.mol-1,则△H3= kJ.mol-1
(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。
(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 。图2中的压强由大到小为_________________,其判断理由是 。
在一个温度和体积不变的容器中,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。(SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) ΔH=-98.45kJ·mol-1)
(1)硫燃烧的热化学方程式为:__________________。
(2)恒容条件下,下列措施中能使n(SO2)/ n(SO3)比图1所示情况减小的有____________。
A.降低温度 B.充入He C.再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g) D.使用催化剂
(3)恒温恒容时,图1中II到III反应放出的热量比1 mol SO2和2 mol O2充分反应放出的热量__________
(填 “多”、“少”或“相等”)。
(4)某SO2(g)和O2(g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率v与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2(g)的量,则图中t2时引起平衡移动的条件可能是_____________;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是_____________。(如t1~t2、t3~t4、t5~t6 、t6~t7等)
在298 K、1.01×105 Pa下,将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ的热量。已知该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是 ( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH=(4x-y)kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1
D.2CO2(g)+2NaOH(aq)===2NaHCO3(aq)ΔH=-(8x+2y)kJ·mol-1
对于重水(D2O)(常温下D2O的离子积是1.6×10-15),可以用和pH值一样的定义来规定重氢离子的负对数pD,下列关于pD值的叙述正确的是( )
A.中性重水的pD值为7
B.在1L重水中溶解0.01molDCl,其pD值为4
C.在1L重水中溶解0.01molNaOD,其pD值为12
D.在100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中加入50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液时,其pD值为1
在体积均为1.0L的恒容密闭容器中加入足量的相同的炭粉,再 分别加入0.1molCO2和
0.2molCO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上).下列说法正确的是( )
A.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ)
B.反应CO2(g)+C(s)2CO(g)的△S>0、△H<0
C.体系的总压强P总:P总(状态Ⅱ)<2P总(状态Ⅰ)
D.逆反应速率V逆:V逆(状态Ⅰ)>V逆(状态Ⅲ)
在一恒定的容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应:2A(气)+B(气) x C(气),达到平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量:A为0.6 mol;B为0.3 mol;C为1.4 mol,充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为w%,则x值为( )
A.只能为2 B.可能是2,也可能是3
C.只能为3 D.无法确定