8.(2015·高考安徽卷)
汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g)。
一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是( )
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0
解析:
选A。
A.由曲线a可知,达到平衡时c(N2)=c1mol·L-1,则生成的c(NO)=2(c0-c1)mol·L-1,故K=
=
。
B.反应物和产物都是气体,当容器保持恒容时,混合气体的密度始终保持不变。
C.催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动,故加入催化剂后达到平衡时,c(N2)仍为c1mol·L-1。
D.若曲线b改变的是温度,根据达到平衡时曲线b对应的时间短,则对应温度高,升高温度时c(N2)减小,平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
9.(14分)工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化。
请回答下列问题:
(1)在图1中,曲线________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)下列说法正确的是________。
A.起始充入的CO为2mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时
会减小
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=_______________________________________;
该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为________。
若保持其他条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)请在图3中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2,且p1(5)已知CH3OH(g)+
O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9kJ/mol,
又知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44kJ/mol,
请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(3)CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)
起始浓度:
1mol/L2mol/L0
转化浓度:
0.75mol/L1.5mol/L0.75mol/L
平衡浓度:
0.25mol/L0.5mol/L0.75mol/L
v(H2)=
=0.15mol·L-1·min-1,
K=
=
=12。
该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,平衡常数减小。
(4)注意:
升温平衡左移,而升压平衡右移。
答案:
(1)b 放热
(2)AC (3)0.15mol·L-1·min-1 12 减小
(4)
(5)CH3OH(g)+
O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-280.9kJ/mol
10.(10分)(2018·茂名模拟)二甲醚具有优良的燃烧性能,被称为21世纪的“清洁能源”,以下为其中一种合成二甲醚的方法:
在一定温度、压强和催化剂作用下,在同一反应器中进行如下反应:
①CO2(g)+3H2(g)