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(2013•河南模拟)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.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/11/07 22:45:38
(2013•河南模拟)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:
CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(
3
2
(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×
3
2+2④-①-②得到表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+
3
2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(
3
2c+2d-a-b)kJ•mol-1
故答案为:CH3OH(l)+
3
2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(
3
2c+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)=
1.00mol/L−0.75mol/L
10min=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
n(CH3OH)
n(CO2)增大的是
A.反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,使
n(CH3OH)
n(CO2)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
n(CH3OH)
n(CO2)不变,故B不符合;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡正向进行,使
n(CH3OH)
n(CO2)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
n(CH3OH)
n(CO2)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=
0.25×0.25
0.75×0.75
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