二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放.(1)有一种
二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放.(1)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:已知:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH...
二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放.(1)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:已知:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1;CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-b kJ?mol-1;2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-c kJ?mol-1;H2O(g)═H2O(l)△H=-d kJ?mol-1,则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:______.(2)在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2mol CO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示.①能说明该反应已达平衡状态的是______.A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化C.单位时问内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4mol H2OD.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变 ②从0min到10min,v(H2)=______.③下列措施中能使n(CH3OH)n(CO2)增大的是______(选填编号). A.升高温度B.恒温恒容下充入He(g)C.将H2O(g)从体系中分离D.恒温恒容再充入2mol CO2和3mol H2④计算该温度下此反应的平衡常数K=______.若改变______条件(填选项),可使K=1.A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂(3)某甲醇燃料电池原理如图2所示①则M区发生的电极反应式为______.②用上述电池做电源,用图3装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极).则该电解反应的总反应的离子方程式为:______.假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值为13时(在室温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______(忽略溶液体积变化).
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(1)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1;
②CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-b kJ?mol-1;
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-c kJ?mol-1;
④H2O(g)═H2O(l)△H=-d kJ?mol-1,
依据盖斯定律计算③×
+2④-①-②得到表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(
c+2d-a-b)kJ?mol-1;
故答案为:CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(
c+2d-a-b)kJ?mol-1;
(2)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1(a>0),反应是气体体积减小的放热反应;
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变,是破坏标志,故A符合;
B.平衡气体质量不变,反应前后气体物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化,说明反应达到平衡,故B符合;
C.单位时问内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4mol H2O,只能表示反应正向进行,不能说明反应达到平衡,故不符合;
D.化学方程式定量关系可知,反应过程中和平衡状态下,反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变,不能说明反应达到平衡,故D不符合;
故答案为:AB;
②图象分析可知二氧化碳的反应速率V(CO2)=
=0.025mol/L?min;
反应速率之比等于化学方程式计量数之比,V(H2)=3V(CO2)=3×0.025mol/L?min=0.075 mol?L-1?min-1;
故答案为:0.075 mol?L-1?min-1;
③CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1(a>0),反应是气体体积减小的放热反应;下列措施中能使
增大的是
A.反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,使
减小,故A不符合;
B.恒温恒容下充入He(g),总压增大,分压不变,平衡不动,使
不变,故B不符合;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡正向进行,使
增大,故C符合;
D.恒温恒容再充入2mol CO2和3mol H2 ,增大压强平衡正向进行,使
增大,故D符合;
故答案为:CD;
④依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1 1.5 0 0
变化量(mol/L) 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡量(mol/L) 0.75 0.75 0.25 0.25
平衡常数K=
②CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-b kJ?mol-1;
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-c kJ?mol-1;
④H2O(g)═H2O(l)△H=-d kJ?mol-1,
依据盖斯定律计算③×
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故答案为:CH3OH(l)+
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(2)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1(a>0),反应是气体体积减小的放热反应;
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变,是破坏标志,故A符合;
B.平衡气体质量不变,反应前后气体物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化,说明反应达到平衡,故B符合;
C.单位时问内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4mol H2O,只能表示反应正向进行,不能说明反应达到平衡,故不符合;
D.化学方程式定量关系可知,反应过程中和平衡状态下,反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变,不能说明反应达到平衡,故D不符合;
故答案为:AB;
②图象分析可知二氧化碳的反应速率V(CO2)=
1.00mol/L?0.75mol/L |
10min |
反应速率之比等于化学方程式计量数之比,V(H2)=3V(CO2)=3×0.025mol/L?min=0.075 mol?L-1?min-1;
故答案为:0.075 mol?L-1?min-1;
③CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1(a>0),反应是气体体积减小的放热反应;下列措施中能使
n(CH3OH) |
n(CO2) |
A.反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,使
n(CH3OH) |
n(CO2) |
B.恒温恒容下充入He(g),总压增大,分压不变,平衡不动,使
n(CH3OH) |
n(CO2) |
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡正向进行,使
n(CH3OH) |
n(CO2) |
D.恒温恒容再充入2mol CO2和3mol H2 ,增大压强平衡正向进行,使
n(CH3OH) |
n(CO2) |
故答案为:CD;
④依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1 1.5 0 0
变化量(mol/L) 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡量(mol/L) 0.75 0.75 0.25 0.25
平衡常数K=
0.25×0.25 |
0.75×0.75
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