精英家教網(wǎng)將CO2轉(zhuǎn)化成甲醇燃料是減排,環(huán)保的一種科學(xué)方法,其原理
為:CO2(g)+3H2(g)
一定條件
CH3OH(g)+H2O(g);
△H<0500℃時(shí),在體積為lL的固定容積密閉容器中充人
lmol CO2,3mol H2,測得CO2濃度與甲醇濃度隨時(shí)間變
化如圖所示;從中得出下列結(jié)論中錯(cuò)誤的( 。
A、曲線x表示可以CH3OH濃度變化,曲線Y表示CO2濃度變化
B、從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的反應(yīng)速率v(H2)=0.225mol/(L?min)
C、平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為75%
D、該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3
分析:A.隨反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)物的濃度降低,生成物的濃度增大,結(jié)合濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比判斷;
B.X表示甲醇,根據(jù)v=
△c
△t
計(jì)算v(CH3OH),再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(H2);
C.根據(jù)甲醇的濃度變化量計(jì)算△c(氫氣),進(jìn)而計(jì)算參加反應(yīng)氫氣的物質(zhì)的量,氫氣轉(zhuǎn)化率=
參加反應(yīng)氫氣物質(zhì)的量
氫氣的起始物質(zhì)的量
×100%;
D.利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度,代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算.
解答:解:A.曲線x隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大,表示生成物的濃度變化,曲線Y隨反應(yīng)進(jìn)行濃度減小,表示反應(yīng)物濃度變化,且X、Y的濃度變化量之比為1:1,故曲線x表示可以CH3OH濃度變化,曲線Y表示CO2濃度變化,故A正確;
B.X可以表示甲醇,則v(CH3OH)=
0.75mol/L
10min
=0.075mol/(L?min),再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故v(H2)=3v(CH3OH)=0.225mol/(L?min),故B正確;
C.X可以表示甲醇,其濃度變化量=0.75mol/L,故△c(氫氣)=3×0.75mol/L=2.25mol/L,則參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量=1L×2.25mol/L=2.25mol,故氫氣的轉(zhuǎn)化率=
2.25mol
3mol
×100%=75%,故C正確;
D.X可以表示甲醇,其濃度變化量=0.75mol/L,則:
            CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g);
開始(mol/L):1       3         0         0
變化(mol/L):0.75    2.25      0.75      0.75
平衡(mol/L):0.25    0.75      0.75      0.75
故平衡常數(shù)=
0.75×0.75
0.25×0.753
=5.3,故D錯(cuò)誤,
故選D.
點(diǎn)評:本題考查物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線,涉及化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡、平衡常數(shù)的計(jì)算,難度不大,注意對基礎(chǔ)知識的全面掌握.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2012?開封二模)由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用,引起了各國的普遍重視.
(1)目前,用超臨界CO2(其狀態(tài)介于氣態(tài)和液態(tài)之間)代替氟利昂作冷劑已成為一種趨勢,這一做法對環(huán)境的積極意義在于
保護(hù)臭氧層
保護(hù)臭氧層

(2)將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物可有效實(shí)現(xiàn)碳循環(huán).CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的例子很多,如:
a.6CO2+6H2O
光合
作用
C6H12O6+6O2      b.CO2+3H2
催化劑
CH3OH+H2O
c.CO2+CH4
催化劑
CH3COOH          d.2CO2+6H2
催化劑
CH2=CH2+4H2O
以上反應(yīng)中,最節(jié)能的是
a
a
,原子利用率最高的是
c
c

(3)若有4.4kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng),生成氣態(tài)的水和甲醇,可放出4947kJ的熱量,試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47kJ/mol

(4)為探究用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在一恒溫恒容密閉容器,充入1mol CO2和3molH2,進(jìn)行反應(yīng).測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.從反應(yīng)開始到平衡v(H2)=
0.225 mol?L-1?min-1
0.225 mol?L-1?min-1
;CO2的轉(zhuǎn)化率=
75%
75%
;該溫度下的平衡常數(shù)數(shù)值=
5.33
5.33
.能使平衡體系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的措施有
將H2O(g)從體系中分離
將H2O(g)從體系中分離
 (任寫一條).
(5)CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9.CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為4×10-4mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為
2.8×10-5mol/L
2.8×10-5mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源:江西省南昌市2011屆高三第一次模擬考試化學(xué)試題 題型:013

將CO2轉(zhuǎn)化成甲醇燃料是減排,環(huán)保的一種科學(xué)方法,其原理為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);ΔH<500℃時(shí),在體積為1 L的固定容積密閉容器中充人1 mol CO2,3 mol H2,測得CO2濃度與甲醇濃度隨時(shí)間變化如圖所示;從中得出下列結(jié)論中錯(cuò)誤的

[  ]

A.

曲線x表示CH3OH濃度變化,曲線Y表示CO2濃度變化

B.

從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的反應(yīng)速率v(H2)=0.225 mol/L·min

C.

平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為75%

D.

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3

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科目:高中化學(xué) 來源:江西省模擬題 題型:單選題

將CO2轉(zhuǎn)化成甲醇燃料是減排、環(huán)保的一種科學(xué)方法,其原理為:CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。500℃時(shí),在固定容積為1 L的密閉容器中充入1 mol CO2、3 mol H2,測得CO2濃度與甲醇濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。從中得出的下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是
[     ]
A.曲線X表示CH3OH濃度變化,曲線Y表示CO2濃度變化
B.從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的反應(yīng)速率v(H2) =0. 225 mol/(L·min)
C.平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為75%
D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3

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科目:高中化學(xué) 來源:江西省模擬題 題型:單選題

將CO2轉(zhuǎn)化成甲醇燃料是減排,環(huán)保的一種科學(xué)方法,其原理為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+
H2O(g) △H<0,500℃時(shí),在體積為1L的固定容積密閉容器中充入1 mol CO2、3 mol H2,測得CO2濃度與甲醇濃度隨時(shí)間變化如圖所示;從中得出的下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是
[     ]
A.曲線X表示CH3OH濃度變化,曲線Y表示CO2濃度變化
B.從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的反應(yīng)速率v(H2)=0.225 mol/(L·min)
C.平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為75%
D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3

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