- 化学反应条件的控制
- 共213题
随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视．
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究该反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入1molCO2和3.25molH2，一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的浓度随时问变化如图所示．
①写出该工业方法制取甲醇的化学方程式：______．
②从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=______mol/（L•min）．平衡时CO2的转化事为______．
③该条件下反应的平衡常数K的值为______．当温度降低时K值变大，剐该反应的△H______0（填“＜”、“＞”或“=”）
④下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是______．
A．升高温度 B．充入He（g）
C．将H2O（g）从体系中分离 D．用更有效的催化剂
（2）在载人航天器的生态系统中．不仅要求分离除去CO2还要求提供充足的O2•某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料．已知该反应的阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O．划阴极反应式为：______．
正确答案
（1）①该工业方法制取甲醇原理为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，反应方程式为
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g），
故答案为：CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）；
②根据三段式计算
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol/L）：1 3.25 0 0
变化（mol/L）：0.75 2.25 0.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 1 0.75 0.75
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
平衡时二氧化碳的转化率为
故答案为：0.225mol/（L．min）；75%；
③由②中知平衡时各组分的浓度，所以k=
当温度降低时K值变大，说明平衡向正反应进行，温度降低平衡向吸放热反应进行，即正反应为放热反应，△H＜0，
故答案为：2.25；＜；
④使n（CH3OH）/n（CO2）增大应使平衡向正反应方向移动：
A．该反应正反应为放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，n（CH3OH）/n（CO2）减小，故A错误；
B．充入He气，参加反应的物质的浓度不变，平衡不移动，故B错误；
C．将H2O（g）从体系中分离，生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，故C正确；
D．用更有效的催化剂，平衡不移动，故D错误；
故答案为：C；
（2）总反应式为2CO2=2CO+O2，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，总反应式减去阳极反应式得阴极反应式，所以阴极反应为：2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-，
故答案为：2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-．
某温度时，在3L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示．由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式：______；
（2）反应开始至2min末，X的反应速率为______；
（3）该反应是由______开始进行的．（正反应逆反应正逆反应同时．）
正确答案
（1）由图可知，X的物质的量增加为生成物，Y、Z的物质的量减少为反应物，反应最后反应物的物质的量为定值不为0，是可逆反应，
Y、Z、X的物质的量变化量之比为（1.2-1.0）mol：（2.0-1.6）mol：（1.0-0.4）mol=1：2：3，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为Y+2Z⇌3X，
故答案为：Y+2Z⇌3X；
（2）2min内，X的反应速率为v（X）=
故答案为：
（3））由图可知，反应开始反应混合物Y、Z、X物质的量分别为1.2mol、2.0mol、0.4mol，所以反应从正逆反应同时开始，
故答案为：正逆反应同时．
可逆反应：aA（g）+bB（g）═cC（g）+dD（g）根据图回答：
①压强P1比P2______（填大或小）；
②（a+b）比（c+d）______（填大或小）；
③温度t1℃比t2℃______（填高或低）；
④正反应______热（填吸或放）．
正确答案
①由图象可知时P2先达到平衡，说明P2压强较大，反应速率较大，则压强P1比P2小，故答案为：小；
②增大压强，A的转化率减小，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，则（a+b）比（c+d）小，说故答案为：小；
③由图象可知t1℃时先达到平衡，温度较高，则温度t1℃比t2℃高，故答案为：高；
④温度升高，A的百分含量减小，说明平衡正向移动，△H＞0，故答案为：吸．
已知二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱水制得：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=23.5kJ•mol-1．在T1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示．请回答下列问题：
（1）该条件下反应平衡常数表达式K=______．在T1℃时，该反应的平衡常数为______，达到平衡时n（CH3OH）：n（CH3OCH3）：n（H2O）=______．
（2）相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为c（CH3OH）=0.4mol•L-1、c（H2O）=0.6mol•L-1、c（CH3OCH3）=1.2mol•L-1，此时正、逆反应速率的大小：v （正）______ v （逆）（填“＞”、“＜”或“=”），反应向______进行（填“正反应方向”或“逆反应方向”）．
正确答案
（1）对于可逆反应2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的平衡常数k=
由图可知，在t1min时到达平衡，平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L，故平衡常数k=
体积相同，物质的量之比等于浓度之比，故n（CH3OH）：n（CH3OCH3）：n（H2O）=0.4mol/L：1mol/L：0.8mol/L=2：5：4，
故答案为：
（2）此时的浓度商Qc=
故答案为：＞，正反应方向．
如图所示是800℃时，X、Y、Z三种气体的浓度（c）随时间（t）的变化情况，t2是反应达到平衡的时间，写出反应的化学方程式：______．
正确答案
由图象可以看出，反应中X的物质的量减少，应为反应物，Y、Z的物质的量增多，应为生成物，
当反应进行到2min时，△n（X）=0.4mol，△n（Y）=0.2mol，△n（Z）=0.6mol，
则△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=2：1：3，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，
则反应的方程式为：2X
扫码查看完整答案与解析