甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O為原料,通過反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應(yīng)室(容積為100 L),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如下圖。

①已知100 ℃壓強為p1時達(dá)到平衡所需的時間為5 min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為    。 
②圖中的p1    p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃壓強為p2時平衡常數(shù)為    。 
③該反應(yīng)的ΔH    0(填“<”“>”或“=”)。 
(2)在一定條件下,將a mol CO與3amol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0 ……Ⅱ
①若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是(  )
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗表格中。
A.下表中剩余的實驗條件數(shù)據(jù):a=    ;b=。 
B.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點,下圖是在壓強分別為0.1 MPa和5 MPa下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強px=    MPa。 

實驗編號
T/℃
n(CO)/n(H2)
p/MPa
1
150
1/3
0.1
2
a
1/3
5
3
350
b
5
 


(1)①0.003 0 mol·L-1·min-1、< 2.25×10-4 ③>
(2)①BD、150  0.1

解析(1)①v(H2)=3v(CH4)=×3="0.003" 0 mol·L-1·min-1;②依據(jù)反應(yīng)式可知增大壓強平衡左移,轉(zhuǎn)化率減小,所以p1<p2;用“三部曲”可求出在100 ℃壓強為p1時平衡時各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)="0.005" mol·L-1c(H2O)="0.015" mol·L-1、c(CO)="0.005" mol·L-1c(H2)="0.015" mol·L-1,K==2.25×10-4;(2)①C選項相當(dāng)于減壓、D選項相當(dāng)于加壓;②設(shè)計實驗應(yīng)該只有一個變量,實驗1、2壓強不同,溫度相同;實驗2、3溫度不同,其他相同;壓強越大轉(zhuǎn)化率越高,px的壓強小。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)(2012?重慶)尿素[CO(NH22]是首個由無機(jī)物人工合成的有機(jī)物.
(1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為             
(2)當(dāng)氨碳比=4時,CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖1所示.
①A點的逆反應(yīng)速率v(CO2             B點的正反應(yīng)速率v(CO2)(填“大于”“小于”或“等于”).
②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為             
(3)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如圖2所示.

①電源的負(fù)極為             (填“A”或“B”).
②陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為             、             
③電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將             ;若兩極共收集到氣體13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為              g(忽略氣體的溶解).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品。某研究小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)。

(1)實驗室采用如下圖所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體1(加熱儀器和夾持裝置已略去)。

① 儀器A的名稱是             
② 裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是     。
③如果濃鹽酸不能順利滴下,可能的原因是              。
④裝置Ⅳ中盛裝的試劑是                ,其作用是                 。
(2)在CuCl2溶液轉(zhuǎn)化為CuCl2·2H2O的操作過程中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)辄S綠色。小組同學(xué)欲探究其原因。
已知:在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
 (aq) +4Cl(aq)(aq) +4H2O(l)
藍(lán)色           黃色
①上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是K=    。
②現(xiàn)欲使溶液由黃色變成藍(lán)色,請寫出兩種可采用的方法
a.                     b                    。
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的過程中要加入鹽酸的目的是                  

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)生成NH3:N2+3H2O2NH3O2
進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時間3 h):

T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10-6 mol)
4.8
5.9
6.0
 
請回答下列問題:
(1)50℃時從開始到3 h內(nèi)以O(shè)2物質(zhì)的量變化表示的平均反應(yīng)速率為        mol·h-1
(2)該反應(yīng)過程與能量關(guān)系可用如圖表示,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                   

(3)與目前廣泛應(yīng)用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率較慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議:                                       。
(4)工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。在某壓強恒定的密閉容器中加入2 mol N2和4 mol H2,達(dá)到平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率為50%,體積變?yōu)?0 L。求:
①該條件下的平衡常數(shù)為       ;
②若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均大于0,在相同條件下達(dá)到平衡時,混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同。反應(yīng)放出的熱量       (填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某溫度時,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如下圖所示。

(1)由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                  
(2)反應(yīng)從開始至2分鐘末,用Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為      
(3)達(dá)到平衡是X的濃度是      ;
(4)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到第    min,該反應(yīng)達(dá)到平衡。反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施能加快化學(xué)反應(yīng)速率的有            。
A.增大反應(yīng)物的濃度    B.升高溫度    C.使用正催化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-130.9 kJ·mol1
(1)現(xiàn)將0.8 mol CO2和2.4 mol H2充入容積為20 L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列說法正確的是__________(填字母序號)。

A.該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行
B.當(dāng)容器內(nèi)CO2氣體體積分?jǐn)?shù)恒定時,該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
C.若其他條件不變,實驗測得平衡常數(shù):K(T1)>K(T2),則T1T2
D.現(xiàn)有該反應(yīng)的X、Y兩種催化劑,X能使正反應(yīng)速率加快約5×105倍、Y能使逆反應(yīng)速率加快約8×106倍(其他條件相同),故在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇X為催化劑更合適
(2)該反應(yīng)進(jìn)行到45 s時達(dá)到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為68.75%。下圖1中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中CO2濃度變化。


①若反應(yīng)延續(xù)至70 s。請在圖1中用實線畫出25 s至70 s的反應(yīng)進(jìn)程曲線。
②某化學(xué)興趣小組采用實驗對比法分析改變實驗條件對該反應(yīng)進(jìn)程的影響,每次只改變一個條件,并采集反應(yīng)進(jìn)程中CO2的濃度變化,在原有反應(yīng)進(jìn)程圖像上繪制對應(yīng)的曲線。實驗數(shù)據(jù)如下表:
實驗
編號
CO2起始
濃度/mol·L1
反應(yīng)溫
度/℃
反應(yīng)壓
強/kPa
是否加入
催化劑
A
0.030
150
101

B
0.040
150
101

C
0.040
250
101

 
但是該小組負(fù)責(zé)繪制圖線的學(xué)生未將曲線(虛線)繪制完整(見圖2),也忘記了注明每條曲線所對應(yīng)改變的條件,請把每個實驗編號與圖2中對應(yīng)曲線的字母進(jìn)行連線。
實驗編號      圖2中字母
A          a
B          b
C          c

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在密閉容器中進(jìn)行的如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。SO2的起始濃度是0.4 mol·L1,O2的起始濃度是1 mol·L1,當(dāng)SO2的轉(zhuǎn)化率為80%時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。
(2)若將平衡時反應(yīng)混合物的壓強增大1倍,平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。
(3)若平衡時反應(yīng)混合物的壓強減小1倍,平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。
(4)平衡時保持體積不變,向平衡混合氣體中充入稀有氣體Ar,使體系總壓變?yōu)樵瓉淼?倍,平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

有A、B、C、D四個反應(yīng):

反應(yīng)
 
A
 
B
 
C
 
D
 
ΔH/(kJ·mol-1)
 
10.5
 
1.80
 
-126
 
-11.7
 
ΔS/(J·mol-1·K-1)
 
30.0
 
-113.0
 
84.0
 
-105.0
 
 
則在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是    ;任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是    ;另兩個反應(yīng)中,在溫度高于      ℃時可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是     ;在溫度低于     ℃時可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是     。 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g),在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):
A(g)B(g)+C(g)  ΔH=+85.1 kJ·mol-1
反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表:

時間t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
總壓強p/100 kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
 
回答下列問題:
(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施為____________。
(2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達(dá)式為______________。平衡時A的轉(zhuǎn)化率為__________,列式并計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K__________。
(3)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A),n(總)=____ mol,n(A)=________ mol。
②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù),計算:a=________。
反應(yīng)時間t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L-1)
0.10
a
0.026
0.006 5
 
分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律,得出的結(jié)論是________________________________,由此規(guī)律推出反應(yīng)在12 h時反應(yīng)物的濃度c(A)為__________ mol·L-1

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同步練習(xí)冊答案