【題目】(1)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2molCO和4molH2,一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得CO(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖一所示。

①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)=____________。

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)

(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/mol

Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= - 43kJ/mol

Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H= - 178.3kJ/mol

計(jì)算反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=__________kJ/mol;

若K1、K2、K3分別為反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數(shù),該平衡常數(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) B -90.3 K1·K2·K3 A

【解析】(1). ①. 由圖象可知,從反應(yīng)開始到5min,CO濃度的變化量為2mol/L0.5mol/L=1.5mol/L,則從反應(yīng)開始到5min用一氧化碳表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=1.5mol/L÷5min=0.3mol/(Lmin),故答案為:0.3mol/(Lmin);

②. A. 根據(jù)三段式法列式計(jì)算

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

起始mol): 2 4 0

轉(zhuǎn)化(mol): 1.5 3 1.5

平衡mol): 0.5 1 1.5,達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=75%,故A錯(cuò)誤;B. 由反應(yīng)方程式可知,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,但分壓不變,所以反應(yīng)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),由圖可知,反應(yīng)正向進(jìn)行,v()>v(),故D錯(cuò)誤;答案選B;

(2). ①. 由蓋斯定律可知,IIIIII得反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)則該反應(yīng)的△H等于反應(yīng)I、Ⅱ、Ⅲ的△H之和,所以反應(yīng)△H=(131.0kJ/mol)(43kJ/mol)(178.3kJ/mol)=90.3kJ/mol,平衡常數(shù)K等于I、Ⅱ、Ⅲ的K之積,K=K1×K2×K3,故答案為:90.3;K1K2K3;

②. A. 可逆反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),H2產(chǎn)率增大,故A正確;B. C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)為反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng),縮小容器的體積,壓強(qiáng)增大,平衡不移動(dòng),H2產(chǎn)率不變,故B錯(cuò)誤;C. 因?yàn)?/span>CaO是固體,增加CaO的量,平衡不移動(dòng),H2產(chǎn)率不變,故C錯(cuò)誤;D. 選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/span>平衡不移動(dòng),H2產(chǎn)率不變,故D錯(cuò)誤;答案選A。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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