【题目】甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2mol CO和4mol H2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到5min,用CO表示的平均反应速率v(CO)=________。
②下列说法正确的是____________(填字母序号)。
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
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计算反应ⅣC(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=_______kJ·mol1;若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,则反应Ⅳ平衡常数K=_____(用K1、K2、K3表示)。
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是________。(填字母)
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积 C.增加CaO的量 D.选用适当的催化剂
【答案】0.3mol·(L·min) 1 B 90.3kJ·mol1 K1·K2·K3 A
【解析】
(1)①依据v(CO)=△c(CO)/△t计算CO表示的平均反应速率;
②A、结合题意建立如下三段式求算H2的转化率;
B、反应前后气体质量不变,气体物质的量变化;
C、达到平衡后,再充人氩气,总压增大分压不变;
D、2min前后反应未达到平衡状态,反应正向进行;
(2)①根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得Ⅳ,由K、K1、K2、K3表达式可得K与K1、K2、K3的关系式;
②A、该反应为放热反应,降低体系的温度,平衡向着正向移动;
C、CaO为固体,增加CaO的量平衡不移动;
B、该反应为气体体积不变的反应,压缩容器的体积增大了压强,平衡不移动;
D、选用适当的催化剂可以改变反应速率,但是不影响化学平衡。
(1)①从反应开始到5min,图象可知CO浓度变化为2.00mol/L-0.50mol/L=1.50mol/L,从反应开始到5min,用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=1.50mol/L/5min=0.3mol/(Lmin),故答案为:0.3mol/(Lmin);
②A、结合题意建立如下三段式:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量 2 4 0
变化量 1.5 3 1.5
平衡量 0.5 1 1.5
达到平衡时,H2的转化率=消耗量/起始量×100%=3mol/L/4mol/L×100%=75%,故A错误;
B、反应前后气体质量不变,气体物质的量变化,5min后反应达到平衡状态,容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变,故B正确;
C、达到平衡后,再充人氩气,总压增大分压不变,速率不变,故C错误;
D、2min前后反应未达到平衡状态,反应正向进行,v(正)>v(逆),故D错误。
故答案为:B
(2)①根据盖斯定律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;根据方程式可知,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),则K= K1·K2·K3,故答案为:-90.3;K1·K2·K3;
②A、该反应为放热反应,降低体系的温度,平衡向着正向移动,可以提高氢气的产率,故A正确;
B、该反应为气体体积不变的反应,压缩容器的体积增大了压强,平衡不移动,氢气的产率不变,故B错误;
C、CaO为固体,增加CaO的量平衡不移动,氢气的产率不变,故C错误;
D、选用适当的催化剂可以改变反应速率,但是不影响化学平衡,氢气的产率不变,故D错误。
故答案为:A
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】2SO2+O22SO3是工业制硫酸的一步重要反应,下列说法正确的是
A. 使用催化剂能改变该反应限度
B. 减小SO2的浓度能加快该反应的速率
C. 升高体系温度能加快反应速率
D. 1 mol SO2和足量的O2在一定条件下充分反应,生成1 mol SO3
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】(1)反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)△H1,平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)△H2,平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:
反应 CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H,平衡常数K,则△H=_____________________(用△H1和△H2表示),K=____________________________________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)是___________________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H >0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:
①该条件下反应的平衡常数为________________________________________;
②下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是______________________________________(填序号)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
③一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________________________________(填字母)。
a.容器中压强不变 b.气体的密度不再改变 c.υ正(CO2)= υ逆(CO)
d.c(CO2)= c(CO) e.容器内气体总物质的量不变
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】—定条件下,恒压容器中发生反应:2X(g)+Y(g)2Z(g), △H=-akJ·mol-1(a>0)。下列说法不正确的是
A. 单位时间内生成2n mol X,同时生成nmol Y
B. 混合体系的密度不再变化,说明该反应达到化学平衡状态
C. 反应过程中,X和Z的物质的量之和保持不变
D. 向容器中加入0.2 mol X与0.1 molY充分反应,放出热量为0.lakJ
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1molAlCl3在熔融状态吋含有的离子总数为0.4NA
B. 某温度下纯水的pH=6,该温度下10LpH=11的NaOH溶液中含OH-的数目为NA
C. 8.7g二氧化锰与含有0.4molHCl的浓盐酸加热充分反应,转移电子的数目为0.2NA
D. 12g金刚石中C-C键的数目为4NA
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如图(A)处通入Cl2,当关闭(B)阀时,(C)处的湿润的红布条没有明显变化,当打开(B)阀时,(C)处的湿润红布条逐渐褪色,则(D)瓶中装的溶液是( )
A.浓硫酸B.NaOH溶液C.水D.NaCl溶液
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】随着石油资源的日益枯竭,天然气的廾发利用越来越受到重视。CH4/CO2催化重整制备合成气(CO和H2)是温室气体CO2和CH4资源化利用的重要途径之一,并受了国内外研究人员的高度重视。回答下列问题:
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+205.9 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2 kJ·mol-1
CH4/CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H
该催化重整反应的△H=______kJ·mol-1。要缩短该反应达到平衡的时间并提高H2的产率可采取的措施为_____。
(2)向2L刚性密闭容器中充入2molCH4和2mol CO2进行催化重整反应,不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数()随温度变化如下表所示。
已知b>a>c,则T1______T2(填“>”“<”或“=”)。T1下该反应的平衡常数K=_______(mol2·L-2)
(3)实验硏究表明,载体对催化剂性能起着极为重要的作用,在压强0.03MPa,温度750℃条件下,载体对镍基催化剂性能的影响相关数据如下表:
由上表判断,应选择载体为_______(填化学式),理由是________。
(4)现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器,均充入2mol CH4(g)和2 molCO2(g)进行反应,三个容器的反应压强分别为p1atm、p2atm、p3atm,在其他条件相同的情况下,反应均进行到tmin时,CO2的体积分数如图所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ个容器中一定处于化学平衡状态的是_______。
(5)利用合成气为原料合成甲醇,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一定温度下查得该反应的相关数据如下表所示:
该反应速率的通式为ν正=k正cm(CO)·cn(H2)(k正是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率的通式中n=____(取正整数)。若该温度下平衡时组别1的产率为25%,则组别1平衡时的v正=______(保留1位小数)。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO-强。25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:
Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+ H2OHClO + H++Cl-K2=10-3.4
HClOH++ ClO-Ka=?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是( )
A. Cl2(g)+ H2O2H++ ClO-+ Cl-K=10-10.9
B. 在氯处理水体系中,c(HClO) + c(ClO-) =c(H+)-c(OH-)
C. 用氯处理饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时好
D. 氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】新材料的研制与应用始终是科技发展的主要方向之一。
(1)某太阳能吸热涂层以镍或镍合金空心球为吸收剂,基态镍原子的价层电子排布式是____。
(2)硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料等领域,硼可以与氟气反应生成BF3气体,BF3分子的立体构型为___________。
(3)石墨的晶体结构如图所示,如图虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原了个数___________。碳的两种同素异形体中键长较短的是___________(填“石墨”或“金钢石”)。
(4)石墨烯(图甲〕是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)
图乙中,1号C的杂化方式是___________,该C与相邻C形成的键角___________(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
(5)有机太阳能固体电池材料含有高纯度C60,其分子结构如图,1molC分子中π键的数目为___________。C60能溶于二硫化碳而不溶于水的原因是___________。C60的晶胞与干冰的晶胞相似,已知该晶胞的密度为ρg·cm-3,则两个最近C60分子间的距离为___________nm(列出计算式,已知阿伏加德罗常数的值为NA)。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com