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在体积为1L的密闭容器中.充入1mol CO2和3mol H2.一定条件下发生反应:CO2

时间:2020-08-21 18:34:50

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在体积为1L的密闭容器中.充入1mol CO2和3mol H2.一定条件下发生反应:CO2

问题补充:

在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)+49.0kJ

测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:

(1)从反应开始到第10min,氢气的平均反应速率v(H2)=______,在这段时间内,反应放出的热量=______.

(2)在该条件下,反应的平衡常数K的值=______(保留2位小数),如果在某一时刻保持温度不变,只改变浓度,使c(CO2)=1.00mol/L,c(H2)=0.40mol/L,c(CH3OH)=c(H2O)=0.80mol/L,则平衡______(填写序号).

a.向正反应方向移动b.向逆反应方向移动

c.不移动d.无法确定平衡移动方向

(3)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是______(填写序号).

a.升高温度b.充入He(g),使体系压强增大

c.将H2O(g)从体系中分离d.再充入1molCH3OH(g)

(4)在催化剂的作用下,CO2与H2能够合成许多物质,如甲醇.烃类.二甲醚等,但反应体系中混入杂质,则反应很难进行,可能的原因是______.

答案:

答案:分析:(1)由图象可知v(CO2),根据反应速率之比等于化学计量数之比计算氢气的反应速率,根据反应消耗的二氧化碳计算反应热;

(2)计算出平衡时各物质的浓度,根据平衡常数表达式计算;

(3)为使甲醇与二氧化碳的物质的量比值增大,应使平衡向正反应方向移动,或增加甲醇的物质的量;

(4)催化剂中毒可使反应难以进行.

解答:解:(1)由图象可知v(CO2)==0.075mol/(L?min),根据反应速率之比等于化学计量数之比可知v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(L?min)=0.225mol/(L?min),

在这段时间内,反应消耗的CO2为1L×0.75mol/L=0.75mol,所以反应放出的热量为0.75mol×49.0KJ/mol=36.75kJ,

故答案为:0.225mol/L?min;36.75kJ;

(2)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始:1mol 3mol 0 0

转化:0.75mol 2.25mol 0.75mol 0.75mol

平衡:0.25mol 0.75mol 0.75mol 0.75mol

所以:达到平衡时,c(CO2)=0.25mol/L,c(H2)=0.75mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,c(H2O)=0.75mol/L,

在该条件下,反应的平衡常数K的值==5.3,只改变浓度,使c(CO2)=1.00mol/L,c(H2)=0.40mol/L,c(CH3OH)=c(H2O)=0.80mol/L,

则此时Qc==10>K,则平衡向逆反应方向移动,故选b,故答案为:5.3;b;

(3)a、升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇与二氧化碳的物质的量比值减小,故a错误;

b、充入He(g),使体系压强增大,但对反应物质没有影响,平衡不移动,二者比值不变,故b错误;

c、将H2O(g)从体系中分离,生成物的浓度减小,平衡向正反应方向移动,二者比值变大,故c正确;

d、再充入lmolCH3OH(g),反应虽然向逆反应方向移动,但反应的比增加的少,二者比值增大,故d正确.

故答案为:cd;

(4)如杂质使催化剂中毒,则反应难以进行,故答案为:催化剂中毒.

点评:本题考查化学平衡的有关计算,本题难度不大,做题时注意平衡常数的计算和应用.

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