3.在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2.一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g).测得其中CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图.下列说法错误的是 A.该密闭容器的体积为1 L B.反应达平衡.氢气的转化率为0.75 C.反应达平衡.氢气平均反应速率0.075 mol/ D.CO2或H2O物质的量不再改变时反应达平衡 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇CH3OH(g):
(1)已知:① 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2 (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol-1
② 2H2(g) + O2 (g) ="2" H2O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol-1
③2CH3OH(g) +3O2 (g) =2CO2 (g) +4 H2O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol-1
则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_______________。
(2)据研究,反应过程中起催化作用的为CuO,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变,原因是:_______________________________ (用化学方程式表示)。
(3)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。
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. CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化
D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等
(4)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
0.250
0.012
某温度下,将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L,则CO(g)的转化率为________,此时的温度为__________。
(5)要提高CO(g)的转化率,可以采取的措施是__________。
A. 升高温度         B. 加入催化剂         C. 增加CO(g)的浓度
D. 加入H2(g)加压    E. 分离出甲醇         F.加入惰性气体加压
(6)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,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
平衡数据
CH3OH的浓度(mol/L)
c 1
c 2
c 3
反应的能量变化的绝对值(kJ)
a
b
c
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__________。
A. 2c1>c3             B.  a+b=129         C.  2p2<p3          D. α13<1

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(1)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K与温度t的关系如下。请回答下列问题:

t℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

 

①该反应的化学平衡常数的表达式K =                     ,由上表数据可得,该反应为          反应。(填“吸热”或“放热”)

②800℃,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为c(CO)=0.01 mol·L-1、c(H2O)=0.03mol·L-1、c(CO2)=0.01 mol·L-1、c(H2)=0.05 mol·L-1,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率            (填"大"、"小"或"不能确定")

③830℃,在1 L的固定容器的密闭容器中放入2 mol CO2和1 mol H2,平衡后CO2的转化率为         

(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H=-49.0kJ·mol-1。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:

①平衡时CH3OH的体积分数w为              

②现在温度、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。下列说法正确的是                      

容器

实验1

实验2

实验3

反应物投入量(始态)

1mol CO2、3mol H2

1mol CH3OH、1mol H2O

2mol CH3OH、2mol H2O

CH3OH的平衡浓度/mol·L1

C1

C2

C3

反应的能量变化

放出 x kJ

吸收y kJ

吸收z kJ

体系压强/Pa

P1

P2

P3

反应物转化率

a1

a2

a3

A.2 C1>C3         B.x+y=49.0        C.2P2<P3

D.(a1+a3)<1      E.2P1>P3           F.a1= a2

③在一个装有可移动活塞的容器中进行上述反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。反应达到平衡后,测得CH3OH的物质的量为a mol,保持容器内的温度和压强不变,向平衡体系中通入少量的H2,再次达到平衡后,测得CH3OH的物质的量为b mol,请比较a、b的大小          

 

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(1)恒温,容积为1L恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示.(已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6KJ?mol- 1),请回答下列问题:精英家教网
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:
 

②△H2=
 
KJ?mol-1
③在相同条件下,充入1molSO3和0.5mol的O2则达到平衡时SO3的转化率为
 
;此时该反应
 
(填“放出”或“吸收”)
 
kJ的能量.
(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%.
①有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是
 
(填序号)
A.电解水制氢:2H2
 电解 
.
 
2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O
 高温 
.
 
2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2
   TiO2   
.
太阳光
2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2
 高温 
.
 
CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环.在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如上图2所示.从3min到9min,v(H2)=
 
mol?L-1?min-1
③能说明上述反应达到平衡状态的是
 
(填编号).
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成.参考合成反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常数:下列说法正确的是
 

温度/℃ 0 100 200 300 400
平衡常数 667 13 1.9×10-2 2.4×10-4 1×10-5
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应△S<0
C.在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1mol CO和0.2mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5Mpa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高.

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在一恒温、恒容密闭容器中充入1mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)  △H=-49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。回答下列问题:

(1)Y的化学式是                   
(2)反应进行到3min时, v   v(填“>”或“<”、“=”)。反应前3min,H2的平均反应速率v(H2)=                   mol·L-1·min-1
(3)不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是                

A.容器内各气体的体积比保持不变B.混合气体密度不变
C.3v逆(CH3OH) =v正(H2D.H2转化率为75%
(4)上述反应达到平衡后,往容器中同时加入1molCO2和1mol H2O(g),此时平衡将       (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(5)上述温度下,反应CH3OH (g) + H2O(g)CO2(g) + 3H2(g)的平衡常数K=         (计算结果保留2位小数)。

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(2012?闵行区二模)研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢课题.CO可用于合成甲醇.在压强为0.1MPa条件下,在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2,在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图:
(1)压强P1、P2的大小关系为Pl
小于
小于
P2(填“大于”、“小于”或“等于”),A、B两点分别对应的平衡常数K1、K2的大小关系为K1
大于
大于
 K2(填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)在温度为100℃、压强为Pl(MPa)条件下(恒温恒压),如果上述反应达平衡后,对此反应的说法一定正确的是
bc
bc
(选填答案编号).
a.2υ(CO)=υ(CH3OH)
b.n(CO):n(H2)=1:2
c.c(CO):c(H2):c(C H3OH)=l:2:1
d.平衡时混合气体的密度等于反应起始时的混合气体的密度
(3)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入a mol CO(g)、2a mol H2(g),达到平衡时CO转化率
增大
增大
.(填“增大”、“不变”或“减小”,下同),平衡常数
不变
不变

(4)在某温度下,向一容积不变的密闭容器中充入2.5mol CO(g)、7.5mol H2(g),反应生成CH3OH(g),达到平衡时,CO转化率为90%,此时容器内压强为开始时压强的
0.55
0.55
倍.

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