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(14分)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...

(14分)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:

①COg+2H2g满分5 manfen5.comCH3OHg            △H1

②CO2g+3H2g满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2Og   △H2

③CO2g+H2g满分5 manfen5.comCOg+H2Og       △H3

 

化学键

HH

CO

CO

HO

CH

E/kJ·mol-1

436

343

1076

465

413

 

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

由此计算△H1=          kJmol-1,已知△H2=-58kJmol-1,则△H3=            kJmol-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            满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

 

(3)合成气的组成nH2/nCO+CO2=260时体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而              (填“增大”或“减小”),其原因是               

 

(1)-99;+41 (2); a;反应①正反应为放热反应,平衡常数随温度升高而减小 (3)减小;反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,反应③为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,又使平衡体系中CO的增大,总结果,随温度升高,CO的转化率减小;P3>P2>P1;相同温度下,反应③前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应①正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高 【解析】 试题分析:(1)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故△H1=1076kJ/mol+2×436kJ/mol-(3×413+343+465)kJ/mol=-99kJ/mol;根据盖斯定律:反应②-反应①=反应③,故△H3=△H2-△H1=-58kJ/mol-(-99kJ/mol)=+41kJ/mol。 (2)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,乙醇根据方程式反应①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知反应的平衡常数表达式K=。反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系。 (3)由图可知,压强一定时,随温度的升高,CO的转化率减小,反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,反应③为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,又使平衡体系中CO的增大,总结果,随温度升高,CO的转化率减小;相同温度下,反应③前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应①正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高,因此压强:P3>P2>P1, 【考点定位】本题主要是考查反应热有关计算、平衡常数及其影响因素、化学平衡的影响因素、化学平衡图象综合应用等,侧重考查学生分析计算能力 【名师点晴】化学平衡图像题的解题技巧 (1)紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。 (2)先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (3)定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。 (4)三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。  
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在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g)△H=-924kJ/mol

容器

反应物投入量

1mol N2、3mol H2

2mol NH3

4mol NH3

NH3的浓度(mol·L-1

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出akJ

吸收bkJ

吸收ckJ

体系压强(Pa)

p1

p2

p3

反应物转化率

α1

α2

α3

 

下列说法正确的是

A.2 c1>c3      B.a+b=924      C.2 p1<p3      D.α1+α2>1

 

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在pH相同,体积相等的盐酸A和醋酸溶液B中,分别加入等质量的锌,若反应停止后,有一份溶液中锌有剩余,则正确的判断是

①反应所需时间B>A ②开始时反应速度A>B  ③参加反应的锌的质量B>A

④整个反应阶段平均速率B>A  ⑤盐酸中锌有剩余 ⑥乙酸溶液中锌有剩余

⑦盐酸中放氢气多  ⑧乙酸溶液中放氢气多

A.③④⑤⑧      B.①③⑥⑦      C.①②③⑥     D.②③④⑤

 

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室温下,将1mol的CuSO4·5H2Os溶于水会使溶液温度降低热效应为△H11molCuSO4s溶于水会使溶液温度升高,热效应为△H2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2Os满分5 manfen5.comcCuSO4s+5H2Ol 热效应为△H3。下列判断正确的是

A.△H2>△H3      B.△H1<△H3     C.△H1+△H3 =△H2      D.△H1+△H2 >△H3

 

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pH相同的氨水、氢氧化钠和氢氧化钡溶液,分别用蒸馏水稀释到原来的X倍、Y倍、Z倍,稀释后三种溶液的pH相同,则X、Y、Z的关系是

AX=Y=Z     BX>Y=Z     CX<Y=Z     DX=Y<Z

 

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在密闭容器中发生下列反应aAg满分5 manfen5.comcCg+dDg,反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的18倍,下列叙述正确的是

A.A的转化率变小         B.平衡向正反应方向移动

C.D的体积分数变大       D.a c+d

 

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