工业上已经实现CO2与H2反应合成*醇。在一恒温、恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2,一定条件下发...
问题详情:
工业上已经实现CO2与H2反应合成*醇。在一恒温、恒容密闭容器中充入2mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。请回答:
(1)写出该反应的平衡常数表达式_____________________。
(2)达到平衡状态的时刻是__________min(填“3”或“10”)。
(3)在前10min内,用CO2浓度的变化表示的反应速率(CO2)=_________mol/(L·min)。
(4)10min时体系的压强与开始时压强之比为____________。
(5)该温度下,反应的化学平衡常数数值是____________。
(6)已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH= -90.1kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.1kJ·mol-1,则CO2与H2反应合成CH3OH(g)的热化学方程式为_______________,反应在10 min内所放出的热量为_____kJ。
【回答】
【*】 (1). c(CH3OH)×c(H2O)/[ c(CO2)×c3(H2)] (2). 10 (3). 0.075 (4). 16:13 (5). 0.67 (6). CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH=-49kJ/mol (7). 73.5
【解析】
【分析】
根据图像可知,反应在10min时达到平衡,c(CO2)初始时为1mol/L,平衡时为0.25mol/L;c(CH3OH)平衡时为0.75mol/L;初始加入2mol CO2,则容器的体积为2L;则c(H2)初始时为3mol/L,平衡时为1.5mol/L。
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
初始:1 3 0 0
反应:0.75 1.5 0.75 0.75
平衡:0.25 1.5 0.75 0.75
【详解】(1)K=
(2)反应在10min时各物质的浓度不再改变,达到平衡;
(3)在前10min内,(CO2)=∆c/∆t==0.075mol/(L∙min);
(4)恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,压强之比=8:6.5=16:13;
(5)K= = =0.67;
(6)根据盖斯定律可知,①-②可得CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH=-49kJ/mol;10min时,CO2反应1.5mol,释放49×1.5=73.5kJ。
知识点:化学平衡单元测试
题型:综合题