問題詳情:
*醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成*醇,發生的主要反應如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41 kJ/mol
回答下列問題:
(1)CO2的電子式是_________________。
(2)△H1=______kJ/mol,①反應正向熵變△S___0(填>、<或=)。
(3)在容積為2L的密閉容器中,充入一定量CO2和H2合成*醇(上述②反應),在其他條件不變時,温度T1、T2對反應的影響圖象如圖,下列説法正確的是__________(填序號)
①温度為T1時,從反應到平衡,生成*醇的平均速率為:v(CH3OH)=nA/tAmol/(L·min)
②當v(CH3OH) = v(H2O)時,説明反應達到平衡
③混合氣體的平均相對分子質量A點大於B點
④處於A點的反應體系從T1變到T2,達到平衡時n(H2)與n(CH3OH)比值增大
(4)在T1温度時,將2molCO2和6molH2充入2L密閉容器中,充分反應(上述②反應)達到平衡後,若CO2轉化率為50%,,則容器內的壓強與起始壓強之比為__________;T1温度,反應CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的平衡常數數值為__________。
【回答】
(1). (2). -99 (3). < (4). ③④ (5). 3∶4 (6). 6.75或27/4
【解析】
【詳解】(1)CO2的電子式為,故*為;
(2)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1,②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-58 kJ/mol,③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41kJ/mol,根據蓋斯定律:反應②-反應③=反應①,故△H1=△H2-△H3=-99kJ/mol,反應①中氣體的物質的量減少,屬於熵減小的反應,故*為-99;<;
(3)①温度為T1時,從反應到平衡,生成*醇的平均速率為:v(CH3OH)==nA/2tAmol/(L·min),錯誤;
②根據CO2+3H2CH3OH+H2O,任何時刻都存在v(CH3OH) = v(H2O)時,不能説明反應達到平衡,錯誤;
③該反應屬於氣體的物質的量減少的反應,*醇的物質的量越多,混合氣體的物質的量越少,混合氣體的平均相對分子質量越大,混合氣體的平均相對分子質量A點大於B點,正確;
④處於A點的反應體系從T1變到T2,平衡向逆反應方向移動,達到平衡時n(H2)與n(CH3OH)比值增大,正確;故選③④;
(4)在T1温度時,將2molCO2和6molH2充入2L密閉容器中,充分反應(上述②反應)達到平衡後,若CO2轉化率為50%,轉化的二氧化碳為1mol,則:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol):2 6 0 0
變化(mol):1 3 1 1
平衡(mol):1 3 1 1
相同條件下,氣體的壓強之比等於物質的量之比,則容器內的壓強與起始壓強之比為==,平衡常數===,CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的平衡常數與CO2+3H2CH3OH+H2O的平衡常數互為倒數,因此CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的平衡常數=,故*為;。
知識點:化學平衡
題型:綜合題