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(14分)工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:

   

    (1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。

    A. 生成的速率与消耗的速率相等

B. 混合气体的密度不变

C. 混合气体的相对平均分子质量不变

D. 的浓度都不再发生变化

E. 气体的压强不再改变

    (2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

    ①由表中数据判断该反应的△H__________0(填“>”、“=”或“<”);

②某温度下,将充入的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得,则CO的转化率为__________,此时的温度为__________。

(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________。

a. 升温     b. 加入催化剂       c. 增加CO的浓度

d. 恒容下加入    使压强变大  e. 恒容下加入惰性气体使压强变大 f. 分离出甲醇

(4)在250℃时,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量浓度见下表:

CO

0.5 mol·L—1

2mol·L—1

6mol·L—1

此时反应的正、逆反应速率的关系是:v(正)    v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。

(5)如图1所示,甲为恒容密闭容器,乙为恒压密闭容器。在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的H2和CO,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生上述反应,并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中CO的转化率随时间变化的图像如图2所示,请在图2中画出乙容器中CO的转化率随时间变化的图像。

 

 

【答案】

(1)CDE(2分)

       (2)①<(2分)②80%

(2分)250℃(2分)

       (3)df(2分)      

(4)小于(2分)

(5)(2分)

【解析】(1)A中的速率方向是相同的,不能说明。混合气的密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中,均是不变的,即混合气的密度也是不变的。混合气体的相对平均分子质量是混合气的质量和混合气总的物质的量的比值,质量不变,氮总的物质的量是变化的,所以当混合气体的相对平均分子质量不变时可以说明。浓度不再发生变化,就说明正逆反应速率相等,可以说明。反应前后体积变化,所以压强在反应过程中是变化的,E可以说明。

(2)升高温度,平衡常数减小,说明反应向逆反应方向移动,即正反应是放热反应,△H小于0。

起始量(mol)              2        6             0

转化量(mol)             1.6       3.2           1.6

平衡量(mol)             0.4       2.8           1.6

所以CO的转化率是

平衡常数为

所以温度是250℃

(3)因为反应是体积增大的、放热的可逆反应,所以升高温度平衡向逆反应方向移动,转化率降低。催化剂不能影响平衡,转化率不变。增加CO的浓度,平衡向正反应方向移动,但CO的转化率降低。增大氢气浓度,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大。恒容下加入惰性气体使压强变大,但反应物的浓度并没有变化,平衡不移动,转化率不变。分离出甲醇,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大。答案选df。

(4)此时>2.041,所以反应选逆反应方向移动,即正反应速率小于逆反应速率。

(5)反应是体积减小的可逆反应,所以在反应过程中,加中压强减小,而乙中压强是不变的。压强大,反应速率快,到达平衡的时间短、压强大,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率大,所以图像为

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

原创工业上一般在恒容密闭容器中用H2和CO生产燃料甲醇,反应方程式为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
(1)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250°C 300°C 350°C
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断△H
0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
80%
80%
,此时的温度为
250°C
250°C

(2)在100℃压强为0.1MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的平衡常数K=
V2
a2
V2
a2
(用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式).此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡
向逆反应方向
向逆反应方向
(向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数
减小
减小
.(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是
DF
DF

A.升温                B.加入催化剂              C.增加CO的浓度
D.恒容充入H2 E.恒压充入惰性气体        F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)
CD
CD

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡的有关数据如下:
容器
反应物投入量 1molCO、2moL H2 1molCH3OH 2molCH3OH





CH3OH浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化 akJ bkJ ckJ
体系压强(Pa) p1 p2 p3
反应物转化率 α1 α2 α3
请选择正确的序号填空(不定项选择)
①c1、c2、c3的关系表达正确的为
AC
AC

A  c3>2c1      B c1<c3<2c1      C c1=c2
②a、b、c的关系表达正确的为
AB
AB

A   c<2|△H|B  a+b=|△H|C  c=2b
③p1、p2、p3的关系不正确的为
C
C

A  p1=p2      B  p2<p3<2p2       C  p3>2p2
④a1、a2、a3的关系表达不正确的为
A
A

A  a1=a2       B a3<a2      C  a1+a2=1.

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2013?崇明县一模)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中.工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) 
催化剂
加热
CH3OH(g)+Q
下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
(1)判断反应达到平衡状态的依据是
BD
BD

A.混合气体的密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)由表中数据判断Q
0 (填“>”、“=”或“<”),要提高CO转化率,可采取的措施是
C
C

A.加入催化剂B.充入COC.充入H2D.升温
(3)某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则以CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=
0.08
0.08
mol/(L?min),
CO的转化率为
80%
80%

(4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:
C(s)+CO2(g)═2CO(g)平衡常数K1
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)平衡常数K2
CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g)平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是:
K2=K1?K3
K2=K1?K3

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H
(1)判断反应达到平衡状态的依据是
cd
cd
(填序号).
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变      
c. 混合气体的相对平均分子质量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断△H
0 (填“>”、“=”或“<”).
②要提高CO的转化率,可以采取的措施是
df
df
(填序号).
a.升温               b.加入催化剂               c.增加CO的浓度
d.加入H2加压        e.加入惰性气体加压         f.分离出甲醇
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
80%
80%
,此时的温度为
250℃
250℃
.以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=
0.08
0.08
mol/(L?min).
(3)图1表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A
C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A
=
=
C,由状态B到状态A,可采用
升温
升温
的方法(填“升温”或“降温”).

(4)一定条件下,0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出QKJ的热量.写出该反应的热化学方程式
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-4QkJ/mol
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-4QkJ/mol
.图2是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出 a处电极上发生的电极反应式
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)
CD
CD

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断该反应的△H
0(填“>”、“=”或“<”);
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
80%
80%
,此时的温度为
250℃
250℃

(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是
df
df

a.升温b.加入催化剂c.增加CO的浓度
d.加入H2加压e.加入惰性气体加压f.分离出甲醇
(4)一定条件下,CO与H2在催化剂的作用下生成5molCH3OH的能量变化为454kJ.在该温度时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
反应物投入量 1molCO、2molH2 1molCH3OH 2molCH3OH
平衡时数据 CH3OH的浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化 akJ bkJ ckJ
体系压强(Pa) p1 p2 p3
反应物转化率 α1 α2 α3
下列说法正确的是
d
d

A.2c1>c3B.a+b<90.8C.2p2<p3D.α13<1.

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科目:高中化学 来源: 题型:

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)
CD
CD

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断该反应的△H
0(填“>”、“=”或“<”);
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
80%
80%
,此时的温度为
250℃
250℃

(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是
df
df

a.升温        b.加入催化剂        c.增加CO的浓度
d.加入H2加压e.加入惰性气体加压    f.分离出甲醇.

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