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 |
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 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 | |
(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·L-1 | 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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| 太阳光 |
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| 温度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
| 平衡常数 | 667 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
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正 v逆(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(H2) | D.H2转化率为75% |
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