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煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气,反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol
①该反应能否自发进行与______有关;
②在一定温度下,在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应已达化学平衡状态的是______;
A.容器中的压强不变    B.容器中气体的密度不变
C.c(CO)=c(H2)    D.1 molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键
③在恒容密闭容器中加入1mol C(s)和1mol H2O(g),一定温度下充分反应达到平衡,吸收热量akJ,则a=______131.3(填“>”、“<”或“=”);若开始时加入的是2mol C(s)和1mol H2O(g),充分反应达到平衡,吸收热量为b kJ,则b______a(填“>”、“<”或“=”).
(2)将一定的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO2
1 650 4 2 1.6 1.6 5
2 830 1 4 0.8 0.8 3
3 830 a b c d t
①实验1中的v(H2)表示的反应速率为______.
②830℃时,向容器中充入2mol CO和10mol H2O(g),反应达到平衡后,CO的转化率为______.
③若实验3要达到与实验2相似的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是______(用含a、b的数学式表示)
(1)①由热化学反应方程式可知,反应为焓增,熵增过程,即△H>0、△S>0,△G=△H-T△S<0反应自发进行,所以该反应自发进行,受温度影响.
故答案为:温度.
②A.反应前后气体的物质的量发生变化,随反应进行气体的物质的量增加,压强增大,容器中的压强不变,说明反应到达平衡,故A正确;
 B.容器的容积不变,随反应进行容器内气体的质量增加,所以随反应进行密度增大,容器中气体的密度不变,说明反应到达平衡,故B正确;
C.根据反应可知,自始至终c(CO)=c(H2),不能说明反应到达平衡,故C错误;
D.1 molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键,断裂2mol H-O键同时生成l molH-H键,说明反应到达平衡,故D正确.
故选:ABD.
③C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol,表示1molC(s)与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)与1molH2(g)吸收的热量为131.3kJ.可逆反应存在反应限度,反应物不能完全转化,所以a<131.3kJ.
增大固体C的用量,水蒸气的物质的量未变,平衡不移动,不影响反应热,故a=b.
故答案为:<;=.
(2)①由表可知5min内,氢气的物质的量变化量为1.6mol,容器体积为2L,所以H2表示的反应速率v(H2)=
1.6mol
2L
5min
=0.16mol/(L?min).
故答案为:0.16mol/(L?min).
②由实验2可知,平衡时CO2、H2的物质的量分别为0.8mol、0.8mol.
对于反应     CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):1       4         0       0
变化(mol):0.8     0.8       0.8     0.8
平衡(mol):0.2     3.2       0.8     0.8
所以算830℃平衡常数k=
c(CO2)?c(H2)
c(CO)?c(H2O)
=
0.8×0.8
0.2×3.2
=1
令参加反应的CO的物质的量为nmol,则
对于反应    CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):2      10        0       0
变化(mol):n       n        n      n
平衡(mol):2-n    10-n      n      n
所以
n×n
(2-n)×(10-n)
=1,解得n=
5
3

所以CO的转化率为
5
3
mol
2mol
×100%=83.33%.
故答案为:83.33%.
③反应前后气体体积不变,实验2相似的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),为等效平衡,满足CO(g)与H2O(g)的物质的量为1:4,即a:b=1:4,b=4a,由于到达平衡时间t<3min,所以速率较实验2快,故a>1(或使用催化剂).
故答案为:b=4a,a>1(或使用催化剂).
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工
产品
产品
产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1
①写出该反应平衡常数表达式K=
[CO]?[H2]
[H2O]
[CO]?[H2]
[H2O]
.
②在一个绝热、且容积不变的密闭容器中,发生上述反应,下列能说明该反应已经达到平衡状态的有
bcd
bcd
.
a.c(CO)=c(H2)                   c.容器内反应温度不再改变
b.容器内压强保持不变            d.容器内的密度保持不变
③在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO和1mol H2,反应达到平衡后,下列措施能使正反应速率加快,且c(CO)增大的是
a
a
.
a.升高温度                      b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来      d.将H2(g)从体系中分离出来
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=QkJ?mol-1,并得到如下两组数据:
          实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所
需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
①实验1中以v(CO2) 表示从反应开始至平衡的平均反应速率为
0.16
0.16
mol?(L?min)-1.
②结合实验1和2的相关数据分析,Q
>
>
0(填“>”、“<”或“=”).

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科目:高中化学 来源: 题型:

煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料的过程.
(1)水煤气生产原理为:C(s)+H2O(g)
高温
CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ/mol
①该反应自发可能性
有
有
(填有或无);
②一定温度下,在一个容积不变的密闭容器中进行水煤气生产反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
ABC
ABC
(填字母);
A.容器内压强不变         B.容器内气体密度不变
C.v(CO)正=v(H2O)逆      D.c(CO)=c(H2)
③下列措施能使C(s)+H2O(g)
高温
CO(g)+H2(g)正反应速率增大的是_
CD
CD
;
A、增加C(s)的量    B、降温   C、升温    D、充入HI
(2)将不同量CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)
高温
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验
组别
温度℃ 起始量/mol 平衡/mol 达平衡所
需时间/min
H2O CO H2 CO2 H2 CO2
1 650 2 4 0 a 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0 b 0.4 1.6 3
①实验1中以v(CO)表示反应速率为
0.16mol∕(L?min)
0.16mol∕(L?min)
;
②900℃时,CO2(g)+H2(g)
高温
 CO(g)+H2O(g)化学平衡常数为
1.5
1.5
;
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率,为了分别验证温度,催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,至少应该设计
3
3
组实验.
组别 温度 催化剂 …
1
2

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?湖南模拟)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气,反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol
①该反应能否自发进行与
温度
温度
有关;
②在一定温度下,在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应已达化学平衡状态的是
ABD
ABD
;
A.容器中的压强不变    B.容器中气体的密度不变
C.c(CO)=c(H2)    D.1 molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键
③在恒容密闭容器中加入1mol C(s)和1mol H2O(g),一定温度下充分反应达到平衡,吸收热量akJ,则a=
<
<
131.3(填“>”、“<”或“=”);若开始时加入的是2mol C(s)和1mol H2O(g),充分反应达到平衡,吸收热量为b kJ,则b
=
=
a(填“>”、“<”或“=”).
(2)将一定的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO2
1 650 4 2 1.6 1.6 5
2 830 1 4 0.8 0.8 3
3 830 a b c d t
①实验1中的v(H2)表示的反应速率为
0.16mol/(L?min)
0.16mol/(L?min)
.
②830℃时,向容器中充入2mol CO和10mol H2O(g),反应达到平衡后,CO的转化率为
83.33%
83.33%
.
③若实验3要达到与实验2相似的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是
b=4a,a>1(或使用催化剂)
b=4a,a>1(或使用催化剂)
(用含a、b的数学式表示)

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煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ?mol-1,
一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
bc
bc
  (填字母序号).
a.容器中的压强不变        b.1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
c.v正(CO)=v逆(H2O)    d.c(CO)=c(H2)
(2)830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0
试回答下列问题:
①若起始时c(CO)=2mol?L-1,c(H2O)=3mol?L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=
1
1
.
②在相同温度下,若起始时c(CO)=1mol?L-1,c(H2O)=2mol?L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5mol?L-1,则此时该反应v(正)
大于
大于
v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)
③若降低温度,该反应的K值将
增大
增大
(填“增大”“减小”或“不变”).
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是
cd
cd
.
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1mol CO2和3mol H2.

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(2009?徐州二模)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1,△S=+133.7J?(K?mol)-1
①该反应能否自发进行与
温度
温度
 有关;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
b、c
b、c
  (填字母,下同).
a.容器中的压强不变    b.1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
c.v正(CO)=v逆(H2O)    d.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为
0.16mol?(L?min)-1
0.16mol?(L?min)-1
.
②该反应的逆反应为
吸
吸
(填“吸”或“放”)热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是
b=2a,a>1
b=2a,a>1
 (用含a、b的数学式表示).
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇.一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c (CH3OH)增大的是
c、d
c、d
.
a.升高温度      b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来     d.再充入1mol CO2和3mol H2.

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