第1节《化学反应的方向》选择题专题训练
1.(12分)甲醇是重要的燃料,有广阔的应用前景:工业上一般以CO和为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
(1)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是_____。
a.随时将CH3OH与反应混合物分离
b.降低反应温度
c.增大体系压强
d.使用高效催化剂
(2)已知:
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为___________________.
(3)在容积为2L的恒容容器中,分别研究在三种不同温度下合成甲醇,下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为2mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
①在图中三条曲线,对应的温度由高到低的顺序是__________________;
②利用a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下 的平衡常数:K=______;
(4)恒温下,分别将1 molCO和2molH2置于恒容容器I和恒压容器Ⅱ中(两容器起始容积相同),充分反应。
①达到平衡所需时间是I _____Ⅱ(填“>”、“<”或“=”,下同)。达到平衡后,两容器中CH3OH的体积分数关系是I_____Ⅱ。
②平衡时,测得容器工中的压强减小了30%,则该容器中CO的转化率为______。
【答案】(1)c(2)CH3OH(g)+3/2O2=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651KJ﹒mol-1(3)①Z>Y>X②1/4(4)①><②45%
【解析】
试题分析:(1)a、将甲醇分离,甲醇浓度减小,配合正向移动,反应速率减小,不选;b、降低温度,反应速率减小,平衡正向移动,不选;c、增大压强,反应速率增大,平衡正向移动,选;d、使用催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,不选;所以选c。(2)根据盖斯定律分析,将方程式标记为①②③,运用-①+②+③,将方程式加减,得到热化学方程式为:CH3OH(g)+3/2O2=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651KJ﹒mol-1(3)①根据方程式分析,因为温度升高,平衡逆向移动,一氧化碳的转化率增大,所以对应的温度为:Z>Y>X。②a点一氧化碳的转化率为50%,列式计算,
初始物质的里量浓度11.50
改变的物质的量浓度0.510.5
平衡时物质的量浓度0.50.50.5
平衡常数=(0.5)2/[(0.5×(0.5)3]=4。若方程式颠倒,则平衡常数为倒数,所以平衡常数为1/4。(4)①在恒容容器中随着反应的进行,体系的压强越来越小,所以Ⅰ中反应速率慢,所以需要的时间长。压强越小,平衡逆向移动,甲醇的体积分数越小。②列式计算:
起始物质的量 1 2 0
改变的物质的量 x 2x x
平衡的物质的量 1-x 2-2x x
1-x+2-2x+x=(1+2)*1-30%x=0.45,所以一氧化碳的转化率=0.45/1=45%。
考点:化学平衡的计算。
2.(14分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压