問題詳情:
**承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可轉化成有機物實現碳循環,有效降低碳排放。
(1)在體積為1 L的恆容密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ‧mol-1,測得CO2和CH3OH(g)濃度隨時間變化如圖所示。
①計算:從0min到3min,H2的平均反應速率v(H2)=_______mol·L-1·min-1,反應至平衡時,放出的熱量是_______kJ。
②能説明上述反應達到平衡狀態的是________(填編號)。
A.c(CO2) ∶c(CH3OH)=1∶1
B.混合氣體的密度不再發生變化
C.單位時間內消耗3mol H2,同時生成1mol H2O
D.CO2的體積分數在混合氣體中保持不變
③反應達到平衡後,保持其他條件不變,能加快反應速率且使體系中氣體的物質的量減少,可採取的措施有________(填編號)。
A.升高温度 B.縮小容器體積
C.再充入CO2氣體 D.使用合適的催化劑
(2)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH,反應的平衡常數和温度的關係如下:
温度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常數 | 1.7 | 1.1 | x | 0.6 | 0.4 |
回答下列問題:
①該反應是_____反應(填“放熱”或“吸熱”)。
②830℃時,向一個2L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,反應至10s時達到平衡,測得A的轉化率為80%,計算830℃時,反應的平衡常數x=____。
【回答】
【*】 (1). 0.5 (2). 36.75 (3). D (4). B (5). 放熱 (6). 1
【解析】本題主要考查化學平衡的判斷、影響化學平衡的外界因素及有關平衡常數的計算。
(1)①v(H2)=3v(CO2)=3×0.50/3mol·L-1·min-1=0.5mol·L-1·min-1,反應至平衡時,消耗CO20.75mol,放出的熱量是0.75×49.0kJ=36.75kJ。
②A.c(CO2) 與c(CH3OH)的關係與平衡狀態之間沒有關係 ,故A不能説明上述反應達到平衡狀態 ;B.混合氣體質量不變,體積不變,所以混合氣體的密度始終不變,故B不能説明上述反應達到平衡狀態 ;C.都是正反應速率,故C不能説明上述反應達到平衡狀態 ; D.CO2的體積分數隨着反應進行而變化,當CO2的體積分數在混合氣體中保持不變時 ,表明反應達到平衡狀態,故D能説明上述反應達到平衡狀態 。故選D。
③ A.升高温度平衡左移,氣體物質的量增加,故A不符合題意;B.加壓反應速率增大,平衡右移,故B符合題意;C.氣體物質的量增多,故C不符合題意;D.平衡不移動,氣體物質的量不變,故D不符合題意。故選B。
(2)①平衡常數隨着温度升高而減小,所以該反應是放熱反應。
②830℃時,各物質平衡濃度為c(A)=0.02mol/L、c(B)=(0.80-0.16)/2mol/L=0.32mol/L、c(C)=c(D)=0.08mol/L,x=[c(C)c(D)]/[ c(A)c(B)]=1。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題