【題目】甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來(lái)合成甲醇:2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)
下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________,△H_________0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是_____________(填序號(hào))。
a.升溫
b.加入催化劑
c.增加CO的濃度
d.恒容加入H2加壓
e.恒容加入惰性氣體加壓
f.分離出甲醇
(3)300℃時(shí),將容器的容積壓縮到原來(lái)的1/2,在其他條件不變的情況下,對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是_____(填字母)。
A.c(H2)減少B.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
C.CH3OH 的物質(zhì)的量增加 D.重新平衡時(shí)c(H2)/ c(CH3OH)減小
(4)某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中,充分反應(yīng)10min后,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)= 0.2 mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為__________,此時(shí)的溫度為________。以CH3OH表示該過(guò)程的反應(yīng)速率v(CH3OH)=_________mol /(L · min)。
【答案】 C(CH3OH)/C2(H2).C(CO) < df CD 80% 250°C 0.08
【解析】(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)K=;升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),升高溫度平衡常數(shù)減小,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),則△H<0;
②a.正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動(dòng),則CO的轉(zhuǎn)化率降低,故a錯(cuò)誤;b.加入催化劑只改變反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率不變,故b錯(cuò)誤;c.增加CO的濃度平衡正向移動(dòng),但CO的轉(zhuǎn)化率降低,故c錯(cuò)誤;d.加入H2加壓平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,故d正確;e.加入惰性氣體加壓,CO、氫氣和甲醇的濃度不變,平衡不移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率不變,故e錯(cuò)誤;f.分離出甲醇,平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,故f正確;故答案為df;
③在其他條件不變的情況下,300℃時(shí),將容器的容積壓縮到原來(lái)的,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率都增大,平衡正向移動(dòng);A.體積減小,平衡正向移動(dòng),但c(H2)增大量大于參加反應(yīng)的增大濃度,所以平衡時(shí)氫氣濃度增大,故A錯(cuò)誤;B.增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率都增大,故B錯(cuò)誤;C.增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),則CH3OH的物質(zhì)的量增加,故C正確;D.平衡正向移動(dòng),氫氣物質(zhì)的量減小、甲醇物質(zhì)的量增大,則重新平衡時(shí)c(H2)/c(CH3OH)減小,故D正確;故答案為CD;
④開始時(shí),c(CO)==1mol/L,CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=80%;平衡時(shí)c(CH3OH)=c(CO) (反應(yīng))=(1-0.2)mol/L=0.8mol/L,c(H2)=-2×(1-0.2)mol/L=1.4mol/L,根據(jù)平衡常數(shù)K===2.041,所以該溫度是250℃;
v(CO)==0.08mol/(L·min),再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中同一段時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比得甲醇的反應(yīng)速率為0.08mol/(L·min)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】工業(yè)上利用無(wú)機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料的流程示意圖如下。下列說(shuō)法正確的是( )
(注:鋁土礦中含有A12O3、SiO2、Fe2O3)
A. 在鋁土礦制備較高純度A1的過(guò)程中只用到NaOH溶液、CO2氣體、冰晶石
B. 石灰石、純堿、石英、玻璃都屬于鹽,都能與鹽酸反應(yīng)
C. 在制粗硅時(shí),氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2
D. 黃銅礦(CuFeS2)與O2反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2S、SO2均是還原產(chǎn)物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是( )
A. 2N2(g)+O2(g)2N2O(g) ΔH=+163 kJ·mol-1
B. Ag(s)+ Cl2(g)AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1
C. HgO(s)Hg(l)+ O2(g) ΔH=+91 kJ·mol-1
D. H2O2(l) O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用分子式C8H10O所表示的某類化合物具有苯環(huán),并且和FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)且溶液顯紫色,這種化合物的同分異構(gòu)體有( )
A.9種
B.10種
C.11種
D.12種
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一種氣態(tài)烷烴X和一種氣態(tài)烯烴Y組成的混合物10g,其密度為相同條件下氫氣密度的12.5倍,該混合氣體通過(guò)溴水,使溴水增重8.4g,則X、Y可能是( )
A. 甲烷和丙烯 B. 乙烷和乙烯 C. 甲烷和乙烯 D. 乙烯和丙烯
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組微粒的空間構(gòu)型相同的是( )
①NH3和H2O ②NH4+和H3O+ ③NH3和H3O+ ④O3和SO2 ⑤CO2和C2H2 ⑥SiO44-和SO42-
A. 全部 B. 除①④⑥以外 C. ③④⑤⑥ D. ②⑤⑥
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。
(1)硫酸生產(chǎn)過(guò)程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合體系中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如圖所示,根據(jù)如圖回答下列問(wèn)題:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的ΔH________0(填“>”或“<”)。
②一定條件下,將SO2與O2以體積比為2︰1置于一體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是________(填選項(xiàng)字母)。
a.體系的密度不發(fā)生變化
b.SO2與SO3的體積比保持不變
c.體系中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變化
d.單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移4 mol電子,同時(shí)消耗2 mol SO3
e.容器內(nèi)的氣體分子總數(shù)不再變化
(2)一定條件下,合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。圖1表示在此反應(yīng)過(guò)程中的能量變化,圖2表示在2 L的密閉容器中反應(yīng)時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。圖3表示在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)此反應(yīng)平衡的影響。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________,升高溫度,平衡常數(shù)________(填“增大”“減小”或“不變”)。
②由圖2信息,計(jì)算0~10 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)________,從11 min起其他條件不變,壓縮容器的體積為1 L,則n(N2)的變化曲線為________(填“a”“b”“c”或“d”)。
③圖3a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是________點(diǎn),溫度T1________T2(填“>”“=”或“<”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列離子方程式書寫正確的是
A. 向苯酚鈉溶液中通入少量CO2:2C6H5O+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-
B. NH4HSO3溶液與足量NaOH溶液反應(yīng):HSO+OH-=SO32-+H2O
C. Fe(OH)2溶于稀HNO3:Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
D. H218O2中加入H2SO4酸化的KMnO4:5H218O2+2MnO+6H+= 518O2+2Mn2++8H2O
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