【題目】CH4和H2O(g)在催化劑表面發(fā)生反應CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),該反應僅在高溫下能自發(fā)進行。
(1)該反應的 ΔH ____0(填“<” “>” 或 “=”)。
(2)T ℃時,向2L密閉容器中投入2mol CH4和1.5mol H2O(g),發(fā)生上述反應,平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,該溫度下反應的平衡常數(shù)K=_____。
(3) T ℃時,向1 L密閉容器中投入2 mol CH4、1 mol H2O(g)、3 mol CO、2 mol H2,則反應的v(正)___v(逆) (選填“<” “>”或“=”)
(4)現(xiàn)向三個體積均為2L的恒容密閉容器I、II、Ⅲ中,均分別充入1molCO 和2mo1H2發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ/mol。三個容器的反應溫度分別為Tl、T2、T3且恒定不變。當反應均進行到5min時H2的體積分數(shù)如圖所示,其中只有一個容器中的反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)。
①5min時三個容器中的反應達到化學平衡狀態(tài)的是容器_______(填序號)。
②0-5 min內(nèi)容器I中用CH3OH表示的化學反應速率v(CH3OH)=_______。(保留兩位有效數(shù)字)
③當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時,CO轉(zhuǎn)化率最高的是容器______。
【答案】> 13.5 > Ⅲ 0.067 mol/(Lmin) Ⅰ
【解析】
(1)根據(jù)反應前后氣體物質(zhì)的化學計量數(shù)的變化判斷該反應的ΔS>0,且已知該反應僅在高溫下能自發(fā)進行,根據(jù)ΔH-TΔS<0反應可自發(fā)進行,可知ΔH>0;
(2)根據(jù)已知信息列出三段式,計算平衡時刻各物質(zhì)的濃度,進而計算平衡常數(shù);
(3)計算此刻反應的濃度商,與平衡常數(shù)比較,判斷反應進行的方向,從而確定正逆反應速率的大。
(4)①溫度越高,反應速率越快,則達到平衡時間越短,其中只有一個容器中的反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài),最有可能是Ⅲ,升溫平衡逆向移動,氫氣含量最大;
②設反應生成的甲醇為x mol/L,根據(jù)已知信息可列出三段式,計算生成的甲醇的濃度,進而利用計算用甲醇表示的化學反應速率;
③該反應為放熱反應,溫度越低,反應向正方向進行的程度越大,CO轉(zhuǎn)化率越大。
(1)該反應的ΔS>0,已知該反應僅在高溫下能自發(fā)進行,根據(jù)ΔH-TΔS<0反應可自發(fā)進行,可知ΔH>0;
故答案為:>;
(2)T ℃時,向2L密閉容器中投入2 mol CH4和1.5mol H2O(g),發(fā)生上述反應,平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,根據(jù)已知信息可列出三段式:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
開始(mol/L): 1 0.75 0 0
變化(mol/L): 0.5 0.5 0.5 1.5
平衡(mol/L): 0.5 0.25 0.5 1.5
則該溫度下反應的平衡常數(shù);
故答案為:13.5;
(3)T ℃時,向1 L密閉容器中投入2 mol CH4、1 mol H2O(g)、3 mol CO、2 mol H2,則此刻反應的濃度商<K,則反應向正反應方向進行,v(正)>v(逆);
故答案為:>;
(4)①三個容器的反應溫度分別為Tl、T2、T3且恒定不變,當反應均進行到5min時H2的體積分數(shù)如圖1所示,溫度越高反應速率越快,達到平衡時間越短,其中只有一個容器中的反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài),最有可能是Ⅲ,升溫平衡逆向移動,氫氣含量最大;
故答案為:Ⅲ;
②設反應生成的甲醇為x mol/L,則可列出三段式:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
開始(mol/L):0.5 1 0
轉(zhuǎn)化(mol/L):x 2x x
5min時(mol/L):0.5-x 1-2x x
到5min時,氫氣的體積分數(shù)為0.4,則,解得x=,則容器I中用CH3OH
表示的化學反應速率;
故答案為:0.067 mol/(Lmin);
③該反應為放熱反應,溫度越低,反應向正方向進行的程度越大,則當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時,Ⅰ中CO轉(zhuǎn)化率最大;
故答案為:Ⅰ。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)在400℃時,將一定量的SO2和14molO2壓入一個盛有催化劑的10L密閉容器中進行反應:2SO2+O22SO3,已知2min后,容器中剩余2molSO2和12molO2,則:
①生成了__molSO3,SO2的起始物質(zhì)的量濃度是__。
②2min內(nèi)平均反應速率:v(O2)=__。
(2)某溫度時,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。
①X的轉(zhuǎn)化率是__;
②由圖中所給數(shù)據(jù)進行分析,該反應的化學方程式為___;
③若三種物質(zhì)都是氣體,則平衡時Y所占體積的百分比為__。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關圖示的說法正確的是
A. 圖甲表示CH4 (g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O(1)的能量變化
B. 圖乙表示壓強對2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影響,且壓強:P甲>P乙
C. 圖丙表示溫度對N2 (g)+3H2(g)NH3 (g) △H<0的影響
D. 圖丁表示N2 (g)+3H2(g)2NH3 (g)平衡時NH3體積分數(shù)隨起始n(N2)/n(H2)的變化,則轉(zhuǎn)化率:αA(H2)=αB(H2)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】對某難溶電解質(zhì)AnBm的飽和溶液中,下列說法正確的是
A. 加同溫度的水,其溶度積減小、溶解度增大
B. 升高溫度,它的溶解度和溶度積都增大
C. 飽和溶液中c(Am+)=c(Bn﹣)
D. 加同溫度的水,其溶度積、溶解度均不變
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【題目】一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應如下圖所示,下列說法不正確的是
A. X極為電池的負極 B. 電池工作時,光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>
C. 電池工作時,Y極上發(fā)生還原反應 D. 電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度不斷減少
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【題目】下列關于反應熱的說法正確的是( )
A.已知甲烷的燃燒熱為890.3kJ·mol-1,則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
B.將0.5molN2和1.5molH2置于密閉容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1
C.已知C(石墨,s)=C(金剛石,s) ΔH=+1.9kJ·mol-1,說明金剛石具有的能量比石墨低
D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,20g氫氧化鈉固體溶于稀鹽酸中恰好完全反應時放出的熱量大于28.7kJ
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【題目】下列是有關外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的圖像,其中圖像和實驗結(jié)論表達均正確的是( )
A.①是其他條件一定時,反應速率隨溫度變化的圖像,則逆反應ΔH>0
B.②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后,化學反應速率隨時間變化的圖像
C.③是在有無催化劑存在條件下,建立平衡過程的圖像,a是使用催化劑時的曲線
D.④是一定條件下,向含有一定量A的恒容密閉容器中逐漸加入B,達平衡時A的轉(zhuǎn)化率的圖象
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【題目】某小組同學用如下裝置電解食鹽水,并對電解產(chǎn)物進行探究。
實驗裝置 | 電解質(zhì)溶液 | 實驗現(xiàn)象 | |
NaCl溶液 | a極附近 | b極附近 | |
開始時,產(chǎn)生白色渾濁并逐漸增加,當沉入U形管底部時部分沉淀變?yōu)槌赛S色;隨后a極附近沉淀自下而上也變?yōu)槌赛S色 | 產(chǎn)生無色氣泡 |
資料顯示:
①氯化亞銅(CuCl)為白色粉末,微溶于水;
②氫氧化亞銅(CuOH)為黃色不溶于水的固體,易脫水分解為紅色的;
③水溶液中不穩(wěn)定,酸性條件下易歧化為和Cu;
④氫氧化銅可以溶于濃NaOH得到藍色溶液.
經(jīng)檢驗,b極產(chǎn)生的氣體是,b極附近溶液的pH______填“增大”、“減小”、或“不變”;銅絲a應與電源的______填“正”或“負”極相連。
同學們分析a極附近生成的白色渾濁是CuCl,則該極的電極反應式是______。
①橙黃色沉淀中含有,則CuCl轉(zhuǎn)化為的原因是______用方程式表示;
②結(jié)合離子在溶液中的運動規(guī)律,解釋“
同學們通過實驗進一步證實沉淀中含有:將橙黃色沉淀濾出洗滌后,滴加至過量,應觀察到的現(xiàn)象是______。
同學們根據(jù)上述實驗提出猜想:電解時,Cu做陽極先被氧化為。為此,他們用Cu電極電解NaOH溶液,實驗時觀察到陽極產(chǎn)生大量無色氣泡,附近溶液變藍,未見預期的黃色沉淀。根據(jù)現(xiàn)象能否得出“該猜想不成立”的結(jié)論,并說明理由:______。
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【題目】在容積為V的密閉容器中發(fā)生可逆反應??,下列說法正確的是( )
A.若A為氣態(tài),則氣體的平均密度不再變化時反應達到平衡狀態(tài)
B.升高溫度,C的體積分數(shù)增大,則該反應正方向放熱
C.達到平衡后,向容器中加入B,正反應速率一定增大
D.達到平衡后,若將容器的容積壓縮為原來的一半,C的濃度變?yōu)樵瓉淼?/span>倍,則A一定為非氣態(tài)
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