【題目】甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料,工業(yè)上用CO和H2在一定條件下制備CH3OH的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在體積為1L的恒容密閉容器中,充入2mol CO和4mol H2,一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),測得CO(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①從反應(yīng)開始到5min,用CO表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=________。

②下列說法正確的是____________(填字母序號(hào))。

A.達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為65%

B.5min后容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

C.達(dá)到平衡后,再充入氬氣,反應(yīng)速率減小

D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)

(2)碳與水蒸氣反應(yīng)制取H2的相關(guān)反應(yīng)如下:

Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ·mol1

Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= 43kJ·mol1

Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) △H= 178.3kJ·mol1

①計(jì)算反應(yīng)ⅣC(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=_______kJ·mol1;若K1、K2、K3分別為反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數(shù),則反應(yīng)Ⅳ平衡常數(shù)K=_____(用K1、K2、K3表示)。

②對(duì)于可逆反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2產(chǎn)率的是________。(填字母)

A.降低體系的溫度 B.壓縮容器的體積 C.增加CaO的量 D.選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/span>

【答案】0.3mol·(L·min) 1 B 90.3kJ·mol1 K1·K2·K3 A

【解析】

(1)①依據(jù)v(CO)=△c(CO)/△t計(jì)算CO表示的平均反應(yīng)速率;

②A、結(jié)合題意建立如下三段式求算H2的轉(zhuǎn)化率;

B、反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,氣體物質(zhì)的量變化;

C、達(dá)到平衡后,再充人氬氣,總壓增大分壓不變;

D、2min前后反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行;

(2)①根據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得Ⅳ,由K、K1、K2、K3表達(dá)式可得K與K1、K2、K3的關(guān)系式;

②A、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低體系的溫度,平衡向著正向移動(dòng);

C、CaO為固體,增加CaO的量平衡不移動(dòng);

B、該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng),壓縮容器的體積增大了壓強(qiáng),平衡不移動(dòng);

D、選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢愿淖兎磻?yīng)速率,但是不影響化學(xué)平衡。

(1)①從反應(yīng)開始到5min,圖象可知CO濃度變化為2.00mol/L-0.50mol/L=1.50mol/L,從反應(yīng)開始到5min,用一氧化碳表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=1.50mol/L/5min=0.3mol/(Lmin),故答案為:0.3mol/(Lmin);

②A、結(jié)合題意建立如下三段式:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始量 2 4 0

變化量 1.5 3 1.5

平衡量 0.5 1 1.5

達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率=消耗量/起始量×100%=3mol/L/4mol/L×100%=75%,故A錯(cuò)誤;

B、反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,氣體物質(zhì)的量變化,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變,故B正確;

C、達(dá)到平衡后,再充人氬氣,總壓增大分壓不變,速率不變,故C錯(cuò)誤;

D、2min前后反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行,v(正)>v(逆),故D錯(cuò)誤。

故答案為:B

(2)①根據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得:C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)△H=(+131.0kJ/mol)+(-43kJ/mol)+(-178.3kJ/mol)=-90.3kJ;根據(jù)方程式可知,K1=c(CO)c2(H2)/c(H2O),K2= c(CO2)c(H2)/c(H2O)c(CO),K3=1/ c(CO2),K= c2(H2)/c2(H2O),則K= K1·K2·K3,故答案為:-90.3;K1·K2·K3;

②A、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低體系的溫度,平衡向著正向移動(dòng),可以提高氫氣的產(chǎn)率,故A正確;

B、該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng),壓縮容器的體積增大了壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),氫氣的產(chǎn)率不變,故B錯(cuò)誤;

C、CaO為固體,增加CaO的量平衡不移動(dòng),氫氣的產(chǎn)率不變,故C錯(cuò)誤;

D、選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢愿淖兎磻?yīng)速率,但是不影響化學(xué)平衡,氫氣的產(chǎn)率不變,故D錯(cuò)誤。

故答案為:A

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】2SO2+O22SO3是工業(yè)制硫酸的一步重要反應(yīng),下列說法正確的是

A. 使用催化劑能改變?cè)摲磻?yīng)限度

B. 減小SO2的濃度能加快該反應(yīng)的速率

C. 升高體系溫度能加快反應(yīng)速率

D. 1 mol SO2和足量的O2在一定條件下充分反應(yīng),生成1 mol SO3

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【題目】(1)反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)△H1,平衡常數(shù)為K1;反應(yīng)②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)△H2,平衡常數(shù)為K2。在不同溫度時(shí)K1、K2的值如下表:

反應(yīng) CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H,平衡常數(shù)K,則△H=_____________________(用△H1和△H2表示),K=____________________________________(K1K2表示),且由上述計(jì)算可知,反應(yīng)CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)___________________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

(2)一定溫度下,向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體,發(fā)生反應(yīng)Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H >0,CO2的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示:

①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為________________________________________;

②下列措施中能使平衡時(shí)c(CO)/c(CO2)增大的是______________________________________(填序號(hào))。

A.升高溫度 B.增大壓強(qiáng)

C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量鐵粉

③一定溫度下,在一個(gè)固定容積的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________________________________(填字母)。

a.容器中壓強(qiáng)不變 b.氣體的密度不再改變 c.υ(CO2)= υ(CO)

d.c(CO2)= c(CO) e.容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】定條件下,恒壓容器中發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(g)2Z(g), H=-akJ·mol-1(a>0)。下列說法不正確的是

A. 單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol X,同時(shí)生成nmol Y

B. 混合體系的密度不再變化,說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

C. 反應(yīng)過程中,XZ的物質(zhì)的量之和保持不變

D. 向容器中加入0.2 mol X0.1 molY充分反應(yīng)放出熱量為0.lakJ

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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是

A. 1molAlCl3在熔融狀態(tài)吋含有的離子總數(shù)為0.4NA

B. 某溫度下純水的pH=6,該溫度下10LpH=11NaOH溶液中含OH的數(shù)目為NA

C. 8.7g二氧化錳與含有0.4molHCl的濃鹽酸加熱充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2NA

D. 12g金剛石中CC鍵的數(shù)目為4NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖(A)處通入Cl2,當(dāng)關(guān)閉(B)閥時(shí),(C)處的濕潤的紅布條沒有明顯變化,當(dāng)打開(B)閥時(shí),(C)處的濕潤紅布條逐漸褪色,則(D)瓶中裝的溶液是(

A.濃硫酸B.NaOH溶液C.D.NaCl溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】隨著石油資源的日益枯竭,天然氣的廾發(fā)利用越來越受到重視。CH4/CO2催化重整制備合成氣(COH2)是溫室氣體CO2CH4資源化利用的重要途徑之一,并受了國內(nèi)外研究人員的高度重視。回答下列問題:

1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+205.9 kJ·mol1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=41.2 kJ·mol1

CH4/CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H

該催化重整反應(yīng)的H=______kJ·mol1。要縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間并提高H2的產(chǎn)率可采取的措施為_____。

2)向2L剛性密閉容器中充入2molCH42mol CO2進(jìn)行催化重整反應(yīng),不同溫度下平衡體系中CH4CO的體積分?jǐn)?shù)()隨溫度變化如下表所示。

已知b>a>c,則T1______T2(“>”“<”“=”)。T1下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______(mol2·L2)

3)實(shí)驗(yàn)硏究表明,載體對(duì)催化劑性能起著極為重要的作用,在壓強(qiáng)0.03MPa,溫度750℃條件下,載體對(duì)鎳基催化劑性能的影響相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

由上表判斷,應(yīng)選擇載體為_______(填化學(xué)式),理由是________

4)現(xiàn)有溫度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)恒壓密閉容器,均充入2mol CH4(g)2 molCO2(g)進(jìn)行反應(yīng),三個(gè)容器的反應(yīng)壓強(qiáng)分別為p1atmp2atmp3atm,在其他條件相同的情況下,反應(yīng)均進(jìn)行到tmin時(shí),CO2的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,此時(shí)I、Ⅱ、Ⅲ個(gè)容器中一定處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______。

5)利用合成氣為原料合成甲醇,其反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一定溫度下查得該反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:

該反應(yīng)速率的通式為ν=kcm(CO)·cn(H2)(k是與溫度有關(guān)的速率常數(shù))。由表中數(shù)據(jù)可確定反應(yīng)速率的通式中n=____(取正整數(shù))。若該溫度下平衡時(shí)組別1的產(chǎn)率為25%,則組別1平衡時(shí)的v=______(保留1位小數(shù))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氯在飲用水處理中常用作殺菌劑,且HClO的殺菌能力比ClO強(qiáng)。25℃時(shí)氯氣-氯水體系中存在以下平衡關(guān)系:

Cl2(g)Cl2(aq) K1=101.2

Cl2(aq)+ H2OHClO + H++ClK2=103.4

HClOH++ ClOKa=?

其中Cl2(aq)HClOClO分別在三者中所占分?jǐn)?shù)(α)pH變化的關(guān)系如圖所示。下列表述正確的是( )

A. Cl2(g)+ H2O2H++ ClO+ ClK=1010.9

B. 在氯處理水體系中,c(HClO) + c(ClO) =c(H+)c(OH)

C. 用氯處理飲用水時(shí),pH=7.5時(shí)殺菌效果比pH=6.5時(shí)好

D. 氯處理飲用水時(shí),在夏季的殺菌效果比在冬季差

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】新材料的研制與應(yīng)用始終是科技發(fā)展的主要方向之一。

(1)某太陽能吸熱涂層以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲談鶓B(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式是____。

(2)硼及其化合物廣泛應(yīng)用于永磁材料、超導(dǎo)材料等領(lǐng)域,硼可以與氟氣反應(yīng)生成BF3氣體,BF3分子的立體構(gòu)型為___________。

(3)石墨的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,如圖虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞含碳原了個(gè)數(shù)___________。碳的兩種同素異形體中鍵長較短的是___________(石墨金鋼石”)。

(4)石墨烯(圖甲〕是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)

圖乙中,1號(hào)C的雜化方式是___________,該C與相鄰C形成的鍵角___________(“>”“<”“=”)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。

(5)有機(jī)太陽能固體電池材料含有高純度C60,其分子結(jié)構(gòu)如圖,1molC分子中π鍵的數(shù)目為___________。C60能溶于二硫化碳而不溶于水的原因是___________。C60的晶胞與干冰的晶胞相似,已知該晶胞的密度為ρg·cm3,則兩個(gè)最近C60分子間的距離為___________nm(列出計(jì)算式,已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)

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