京津冀环境污染控制国际论坛于2016年4月24日在天津工业大学隆重举行,倡导低碳社会也是一个重要的方面,研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义,二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。
19.已知: ① 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) △H=-484.0 kJ/mol
② CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H= +49.0kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol
请写出甲醇的燃烧热的热化学方程式, 该反应的平衡常数表达式为K= .
20.向1L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)
①该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)
21.②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 。
a、混合气体的平均式量保持不变
b、CO2和H2的转化率相等
c、CO2和H2的体积分数保持不变
d、混合气体的密度保持不变
e、1mol CO2生成的同时有1mol C-H键断裂
22.③ CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2的浓度随时间的变化。
23.改变条件,使反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0 中的所有物质都为气态。反应过程中部分数据见下表:
① 达到平衡时,该反应逆反应平衡常数K= 平衡时H2的 转化率是
24.②在其它条件不变下,若30min时只改变温度为T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
25.用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极的反应式为________
CH3OH (g)+ 3/2O2 (g) =CO2 (g)+2H2O (l) △H=-765kJ/mol K=
① 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) △H=-484.0 kJ/mol
② CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H= +49.0kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol
根据盖斯定律:②+3/2①+2③可得甲醇的燃烧热的热化学方程式,CH3OH (g)+ 3/2O2 (g) =CO2 (g)+2H2O (l)
△H=-765kJ/mol,该反应的平衡常数表达式为K=;
根据盖斯定律:②+3/2①+2③可得甲醇的燃烧热的热化学方程式;
本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动、平衡常数概念理解、转化率的计算及原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与。
低温
向1L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)
①由② CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H= +49.0kJ/mol可知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)是放热反应,△S<0,△G=△H-T△S,该反应自发进行的条件是△G<0,低温有利于反应的自发进行;
①△G=△H-T△S,该反应自发进行的条件是△G<0,低温有利于反应的自发进行;
后向正反应方向进行,逐渐减小;t3时达到平衡,因平衡常数不变,浓度恢复原来大小;t4时降低温度,反应向正方向进行,二氧化碳浓度减小;t5时达到平衡:
本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动、平衡常数概念理解、转化率的计算及原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与。
acd;
向1L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)
混合气体的平均式量保持不变,各种气体浓度不变,反应达到平衡状态,正确;
b、CO2和H2的转化率不变,则反应达到平衡状态,CO2和H2的转化率相等,反应未达到平衡状态,错误;
c、CO2和H2的体积分数保持不变,各种气体浓度不变,反应达到平衡状态,正确;
d、反应是体积减小的反应,混合气体的密度保持不变,各种气体浓度不变,反应达到平衡状态,正确;
e、1mol CO2生成的同时有1mol C-H键断裂,反应向逆反应方向进行,反应未达到平衡状态,错误;
故选acd;
根据化学平衡原理解释;
本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动、平衡常数概念理解、转化率的计算及原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与。
向1L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)
CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,CO2的浓度瞬间增大一倍,然后向正反应方向进行,逐渐减小;t3时达到平衡,因平衡常数不变,浓度恢复原来大小;t4时降低温度,反应向正方向进行,二氧化碳浓度减小;t5时达到平衡,t2~t6 CO2的浓度随时间的变化如下图:
③ CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,CO2的浓度瞬间增大一倍,然后向正反应方向进行,逐渐减小;t3时达到平衡,因平衡常数不变,浓度恢复原来大小;t4时降低温度,反应向正方向进行,二氧化碳浓度减小;t5时达到平衡:
本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动、平衡常数概念理解、转化率的计算及原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与。
① 0.15 50%
改变条件,使反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0 中的所有物质都为气态。反应过程中部分数据见下表,根据计量关系可以填写下表:
达到平衡时,该反应逆反应平衡常数;平衡时H2的转化率是3/6=50%;
达到平衡时,该反应逆反应平衡常数;平衡时H2的转化率是3/6=50%;
本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动、平衡常数概念理解、转化率的计算及原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与。
② < 不
改变条件,使反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0 中的所有物质都为气态。反应过程中部分数据见下表,根据计量关系可以填写下表:
在其它条件不变下,若30min时只改变温度为T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,反应向逆反应方向进行,一定是升高温度,则T1<T2。若30min时只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),Qc=0.15=K,则平衡不移动;
反应向逆反应方向进行,一定是升高温度,则T1<T2。Qc=0.15=K,则平衡不移动;
本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡移动、平衡常数概念理解、转化率的计算及原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与。
CO2+8e﹣+8H+=CH4+2H2O。
CO2在正极发生还原反应转化为甲烷,考虑电解质为硫酸,所以甲烷中氢来源为硫酸电离的氢离子,根据化合价变化可知1mol二氧化碳变成甲烷得到8mol电子,故电极反应为:CO2+8e﹣+8H+=CH4+2H2O。
CO2在正极发生还原反应转化为甲烷,考虑电解质为硫酸,所以甲烷中氢来源为硫酸电离的氢离子,根据化合价变化可知1mol二氧化碳变成甲烷得到8mol电子,故电极反应为:CO2+8e﹣+8H+=CH4+2H2O。
本题考查了原电池原理的分析应用等,题目涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.分析图象时,要考虑先拐先平衡的原则,则反应条件为温度高或压强大,写电极反应式一定要考虑介质的参与。