*醇是一種重要的化工原料,有着重要的用途和應用前景。(1)工業上常用CO和H2合成*醇:CO(g)+2H2(...
問題詳情:
*醇是一種重要的化工原料,有着重要的用途和應用前景。
(1)工業上常用CO和H2合成*醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H
①已知:aA(g)+bB(g)=xX(g)+yY(g) △H=x△Hm+y△Hm-a△Hm-b△Hm。
△Hm表示X(g)的摩爾生成焓,其餘類推。25℃101kPa時,CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的摩爾生成焓分別為-110.5kJ·mol-1、0、-201.2kJ·mol-1,則上述反應的△H=_____。
②某温度下,向容積為2L的密閉容器中加入1molCO和2molH2,發生上述反應,CO轉化率隨時間的變化如圖所示:
該温度下反應的平衡常數為_______;若起始壓強為9MPa,則10min時容器中的壓強為_______;若保持其它條件不變,起始時加入2molCO和2molH2,達到平衡,相應的點可能是上圖A、B、C、D中的____。
③若只改變反應的一個條件,能使平衡體系中增大的措施有_______________(答出兩點即可)。
④若投料時CO與H2的物質的量之比恆定,温度、壓強對CO平衡轉化率的影響如圖所示,如圖中X點的v(逆)____________Y點的v(正)(填“>”“<”或“=”),理由是_____________。
(2)工業上常用CH3OH來製備HCOOH(**)。已知25℃時,0.1mol·L-1HCOOH溶液的pH為2.3,則**的電離度計算式為______;向0.1mol·L-1HCOOH溶液中加水或加入少量HCOONa晶體時,會引起同樣變化的是_______(填編號)。
A.溶液的pH增大 B.HCOOH的電離程度增大
C.溶液的導電能力減弱 D.溶液中c(OH-)減小
【回答】
【*】 (1). -90.7 kJ·mol-1 (2). 4.0 L2·mol-2 (3). 6.72 Mpa (4). B (5). 降温,加壓或增加CO的濃度(1分,任答兩點) (6). < (7). Y點對應的温度和壓強(濃度)都比X點高,温度升高,或壓強增大,都會加快反應速率 (8). ×100% (或10-1.3×100%) (9). A
【解析】(1)①根據摩爾生成焓定義可知,△H=-201.2kJ·mol-1-(-110.5kJ·mol-1)-0=-90.7 kJ·mol-1。
②由圖像可知,平衡時CO的轉化率為50%。根據三段式可知,
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始濃度(mol/L) 0.5 1 0
轉化濃度(mol/L) 0.25 0.5 0.25
平衡濃度(mol/L) 0.25 0.5 0.25
則該温度下反應的平衡常數為=4.0 L2·mol-2。
10min時,CO的轉化率為38%。根據三段式可知,
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始物質的量(mol) 1 2 0
轉化物質的量(mol) 0.38 0.76 0.38
平衡物質的量(mol) 0.62 1.24 0.38
相同的温度、體積下,壓強之比等於物質的量之比, =,解得容器中的壓強為6.72 Mpa。
若保持其它條件不變,起始時加入2molCO和2molH2,化學反應速率更快,達到平衡所需時間比原平衡的短,且CO的轉化率更低,故選A。
③若只改變反應的一個條件,使平衡體系中增大,可使平衡正向移動,採取的措施有降温,加壓或增加CO的濃度等。
④由圖可知,圖像上各點都為對應温度下的平衡點,即正逆反應速率相等。Y點對應的温度和壓強(濃度)都比X點高,温度升高,或壓強增大,都會加快反應速率,所以圖中X點的v(逆)<Y點的v(正)。
(2)25℃時,0.1mol·L-1HCOOH溶液的pH為2.3,則*離子濃度為10-2.3 mol·L-1,所以已電離的**濃度為10-2.3 mol·L-1,則**的電離度為 ×100%。
向0.1mol·L-1HCOOH溶液中加水,**的電離平衡正向移動,電離程度增大,但c(H+)減小,溶液的pH增大,溶液的導電能力減弱,c(OH-)增大;加入少量HCOONa晶體時,平衡逆向移動,電離程度減小,c(H+)減小,溶液的pH增大,溶液的導電能力增強,c(OH-)增大;故選A。
知識點:化學平衡單元測試
題型:綜合題