甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 | T(°C) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
ⅰ | 150 | ½ | 0.1 |
ⅱ | ________ | ________ | 5 |
ⅲ | 350 | ________ | 5 |
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
如图所示,甲、乙均为容积1L的恒容容器,丙为恒压容器。
向甲、丙中分别充入相应气体,使丙起始体积为1L,维持500℃发生反应:2SO2+O2 2SO3至平衡。
甲中反应10min后达到平衡时,容器中SO3的体积分数为91%,则反应从开始至平衡的平均反应速率v(O2)= mol·L-1·min-1,平衡常数表达式为 。SO2的平衡转化率= 。丙中达到平衡所需的时间 10min(填“>”、“=”、“<”),SO3的体积分数 91%(填“>”、“=”、“<”)。若上述已达平衡的甲、丙容器中分别充入0.5molAr气体,容器中SO3的物质的量:甲 丙 (填“增大”、“不变”、“减小”)。
(2)若在乙容器中充入x molSO2 0.2molO2 ymolSO3维持500℃反应至平衡时,容器中SO3的体积分数亦为91%,则x= ,y= 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
在一个体积为2 L的密闭容器中,高温下发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。
(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)=________。
(2)反应进行至2 min时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示,3 min时再次达到平衡,则ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)5 min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。下列说法正确的是________(填写编号)。
a.v正先增大后减小 b.v正先减小后增大
c.v逆先增大后减小 d.v逆先减小后增大
表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。
(4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态:_____________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
一定温度下某容积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,发生如下反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质A的转化率为α。请回答下列问题:
(1)Q1________Q(填“<”、“>”或“=”),理由是__________________________。
(2)A的转化率α=________(用含Q、Q1的代数式表示);平衡后,若加入少量物质D,A的转化率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)反应达到平衡后,若升高温度,K________(填“增大”、“减小”或“不变”),混合气体的平均相对分子质量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质如下列四个选项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是(稀有气体不参与反应)________(填字母)。
A.2 mol A、1 mol B、1 mol Ar
B.3 mol C、1 mol D
C.1 mol A、0.5 mol B、1.5 mol C、0.5 mol D
D.2 mol A、1 mol B、1 mol D
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示,已知该反应速率随着溶液中c(H+)的增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是
(2)反应后期反应速率减慢的原因是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某火电厂的脱硫尾气通入饱和K2CO3溶液吸收池后,经分解池制得纯净的CO2,再在合成塔与H2反应生成甲醇。其工艺艺流程示意图如下:
(1)吸收池中饱和K2CO3溶液吸收CO2的离子方程式是 。
(2)流程示意图中循环使用的物质是 。
(3)300℃时,合成塔中的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在密闭条件下,下列示意图能说明反应进行到t1时刻时达到平衡状态的是 (填字母序号)
(4)利用合成塔中失活后的铬锌触媒可制得含有Cl- 和CrO42- 的溶液,其浓度均为0.01mol/L,向该溶液中逐滴加入0.01mol/L的AgNO3溶液时,首先产生沉淀的阴离子是 (已知:Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12)
(5)合成塔中失活的铬锌触媒可用于制备锌锰电池。在碱性条件下,该电池的总反应为:Zn(s) +2MnO2(s) +H2O(l) = Zn(OH)2(s) +Mn2O3(s) ,该电池正极的电极反应式是 。若用电池电解(惰性电极)足量的Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液,电解过程中阴极的现象是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
液氨常用作制冷剂,回答下列问题
(1)一定条件下在密闭容器中发生反应:
a.NH4I(s)NH3(g) + HI(g) b.2HI(g)
H2(g) + I2(g)
①写出反应a的平衡常数表达式
②达到平衡后,扩大容器体积,反应b的移动方向 (填“正向”、“逆向”或“不移动”),达到新的平衡时容器内颜色将怎样变化 (填“加深”、“变浅”或“不变”)
(2)工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.60 kJ·mol-1
下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。
a.单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
b.单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
c.用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
d.混合气体的平均摩尔质量增大
e.容器内的气体密度不变
(3)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0 | 0.20 | | 1.00 | 1.00 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
氨是重要的氮肥,是产量较大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术称为哈伯法,是德国人哈伯在1905年发明的,其合成原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题:
(1)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是________。
A.采用较高压强 |
B.采用500 ℃的高温 |
C.用铁触媒作催化剂 |
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,剩余N2和H2循环到合成塔 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
煤直接燃烧的能量利用率较低,为提高其利用率,工业上将煤气化(转变成CO和H2)后再合成乙醇、二甲醚等多种能源。
(1)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流 量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。该电池的负极反应式为______________________。
(2)煤气化所得气体可用于工业合成二甲醚,其反应如下:
2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。
同时发生副反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)。
在温度为250 ℃、压强为3.0 MPa时,某工厂按投料比V(H2)∶V(CO) =a进行生产,平衡时反应体系中各组分的体积分数如下表:
物质 | H2 | CO | CO2 | (CH3)2O | CH3OH(g) | H2O(g) |
体积分数 | 0.54 | 0.045 | 0.18 | 0.18 | 0.015 | 0.03 |
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