2009年12月7日~18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,即2012年至2020年的全球减排协议,大会倡导“节能减排” 和“低碳经济”,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。过渡排放CO2会造成“温室效应”,科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____________(填字母)。
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)= 。
②该反应的平衡常数表达式K= 。
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂
D.再充入l molCO2和3 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:___________________________________________。
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极应加入或通入的物质有__________ _____;其正极的电极反应式是:_____________________________________。
把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中,发现氢气发生的速率变化情况如图所示,其中t1~t2速率变化的主要原因是_________;t2~t3速率变化的主要原因是_________。
氢气发生速率变化曲线
某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度的起始浓度都为零,反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol·L-1·min-1
(2)在实验2,A的初始浓度c2= mol·L-1,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为V3,实验1的反应速率为V1,则V3 V1(填>、=、<=),且c3 1.0 mol·L-1(填>、=、<=)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是__________反应(选填吸热、放热)。理由是________________。
某温度下,在密闭容器里SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件,对反应2SO2+O22SO3(正反应放热)的正、逆反应速率的影响如图所示。
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正、逆反应速率的变化曲线 |
①加催化剂对速率影响的图象是( )。
②升温对速率影响的图象是( )。
③增大反应容器体积对速率影响的图象是( )。
④增大O2的浓度对速率影响的图象是( )。
某温度下,在体积为5L的容器中,A、B、C三种物质物质的量随着时间变化的关系如图所示,则该反应的化学方程式为_________,2s内用A的浓度变化和用B的浓度变化表示的平均反应速率分别为_________、_________。
A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的关系图
537℃、1.01×105Pa 时,往容积可变的密闭容器中充入2mol SO2、 1mol O2,此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂(固体)并保持恒温恒压,发生反应:
2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气)
达到平衡时,平衡气体中SO3的体积分数为0.91。
试回答下列问题:
(1)工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是: _______。
(2)保持上述温度和压强不变,若向容器中只充入2mol SO3并加入固体催化剂。则平衡时,SO2的体积分数是,容器的体积为L。
(3)温度仍保持537℃,容器体积保持200L不变(恒容)。充入a molSO2、b molO2,并加入固体催化剂,反应达平衡时,SO3的体积分数仍为0.91,体系压强为1.01×105Pa。若a:b=2:1,则a=。