在密閉容器中.將2.0 mol CO與10 mol H2O混合加熱到800 ℃.達(dá)到下列平衡CO CO2.且K=1.0. 求CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

近年來,由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,關(guān)于CO2和碳酸鹽應(yīng)用的研究受到人們的重視。某研究小組利用反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=-41.2kJ/mol ,制備CO2與H2的混合氣體,并進(jìn)一步研究CO2與H2以不同的體積比混合時(shí)在合適條件下的反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用。
(1) 已知:850℃時(shí)在一體積為10 L的恒容密閉容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O濃度變化如圖1所示:

下列說法正確的是      (填序號(hào))
A.達(dá)到平衡時(shí),氫氣的物質(zhì)的量是0.12mol
B.達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)體系最終會(huì)放出49.44kJ熱量
C.在0—4min,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大
D.第6min時(shí),若升高溫度,反應(yīng)平衡常數(shù)會(huì)減小
E.第8min時(shí),若充入氦氣,會(huì)導(dǎo)致v(CO)<v(H2O)
(2) 850 ℃時(shí),若在容積為2 L的密閉容器中同時(shí)充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反應(yīng)開始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則x應(yīng)滿足的條件是                        。
(3) 如將H2與CO2以4:1的體積比混合,在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH4。已知:
CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)            ΔH2=-285.8 kJ/mol
則CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是                              。
(4) 熔融鹽燃料電池(見圖2)是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),以CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料為電極。已知負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4 +4CO32-8e=5CO2+2H2O。正極的電極反應(yīng)是________。為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán),則A物質(zhì)的化學(xué)式是_________。實(shí)驗(yàn)過程中,若通入了標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣448 L(假設(shè)空氣中O2體積分?jǐn)?shù)為20%),則熔融鹽燃料電池消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4____________L。

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甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。
(1)一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g) +3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) △H1
2CO (g) +O2(g) =2CO2(g)  △H2
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)   △H3
則 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 的△H=               。
(2)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他條件不變,在300℃和500℃時(shí),物質(zhì)的量n(CH3OH) 與反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的△H    0 (填>、<或=)。

(3)若要提高甲醇的產(chǎn)率,可采取的措施有____________(填字母)。

A.縮小容器體積
B.降低溫度
C.升高溫度
D.使用合適的催化劑
E.將甲醇從混合體系中分離出來
(4)CH4和H2O在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2,T℃時(shí),向1 L密閉容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g),5小時(shí)后測(cè)得反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為50% ,計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)     (結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)。
(5)以甲醇為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的 傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問題:

①B極的電極反應(yīng)式為                     。
②若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解硫酸銅溶液,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mole- 時(shí),實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大,可能原因是                     。
(6)25℃時(shí),草酸鈣的Ksp=4.0×10-8,碳酸鈣的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸鉀溶液20ml,能否產(chǎn)生沉淀       (填“能”或“否”)。

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甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。

1)一定條件下發(fā)生反應(yīng):

CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)? H1

2CO (g) +O2(g) 2CO2(g)?? H2

2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)??? H3

則 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) H??????????????? 。

2在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 其他條件不變,300500時(shí),物質(zhì)的量n(CH3OH) 與反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的H???? 0 (填>、<=)。

3)若要提高甲醇的產(chǎn)率,可采取的措施有____________(填字母)。

A.縮小容器體積

B.降低溫度

C.升高溫度

D.使用合適的催化劑

E.將甲醇從混合體系中分離出來

4CH4H2O在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2,T時(shí),向1 L密閉容器中投入1 mol CH41 mol H2O(g),5小時(shí)后測(cè)得反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為50% ,計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)????? (結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)。

5以甲醇為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的 傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問題:

B極的電極反應(yīng)式為????????????????????? 。

若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解硫酸銅溶液,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mole- 時(shí),實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大,可能原因是????????????????????? 。

625時(shí),草酸鈣的Ksp=4.0×10-8,碳酸鈣的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸鉀溶液20ml,能否產(chǎn)生沉淀?????? (填)。

 

 

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(10分)(1)已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0,

若要增大Q的濃度,在其它條件不變的情況下可以采取的措施為    (填序號(hào))。
A.加入一定量M     B.降低反應(yīng)溫度     C.升高反應(yīng)溫度    
D.縮小容器體積     E.加入催化劑       F.分離出一定量P
(2)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測(cè)得,但可通過間接的方法測(cè)定,F(xiàn)根據(jù)下列3個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)       △H=-24.8 kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)   △H=-47.2 kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)      △H=+640.5 kJ·mol-1
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe 固體和CO2氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
_________________                                                           
(3)在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng): CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH=-49.0 kJ/mol, 測(cè)
得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如右圖所示。
①?gòu)? min到10 min,v(H2)=     mol/(L·min)。
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是         (選填編號(hào))。
A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1︰1(即圖中交叉點(diǎn))
B.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化
C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗3 mol H2,同時(shí)生成1 mol H2O
D.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
③下列措施中能使n (CH3OH)/n (CO2)增大的是        (選填編號(hào))。
A.升高溫度                      B.恒溫恒容充入He(g)
C.將H2O(g)從體系中分離          D.恒溫恒容再充入1 mol CO2和3 mol H2

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二甲醚和甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如圖1:

I:(1)在一定條件下,容積為 100L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g);△H>0
將1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入該密閉容器 l0min時(shí)有0.1mol CO生成,則10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2
0.0003mo1?L-1?min-1
0.0003mo1?L-1?min-1

(2)在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,容積為V L某密閉容器中a mol CO與 2a mol H2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2.
①該反應(yīng)的△H
0 (填“<”、“>”或“=”).
②100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
V2
a2
V2
a2
(用含a、V的代數(shù)式表示).
③在溫度容積不變的情況下,向該密閉容器再增加a mol CO與 2a mol H2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率
增大
增大
(填“增大”、“減小”或“不變”).平衡常數(shù)
不變
不變
(填“增大”、“減小”或“不變”)
④在某溫度下,向一個(gè)容積不變的密閉容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反應(yīng)生成CH3OH(g),達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%,此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的
0.55
0.55
倍.
II:某溫度下,向密閉容器中充入2.0mol CO和1.0mol H2O,發(fā)生反應(yīng):
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2,回答下列問題:
(1)如果一個(gè)可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K值很大,下列說法正確的是
C
C
(填字母).
A.該反應(yīng)的反應(yīng)物混合后很不穩(wěn)定
B.該反應(yīng)一旦發(fā)生將在很短的時(shí)間內(nèi)完成
C.該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)至少有一種反應(yīng)物的百分含量很小
D.該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)   E.該反應(yīng)使用催化劑意義不大
(2)t2時(shí)刻向平衡體系中再通入1.0mol H2O(g),請(qǐng)?jiān)谠鴺?biāo)圖3中將改變這一條件后CO的轉(zhuǎn)化率的變化結(jié)果表示出來.

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