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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷74
甲烷及其衍生物在国民经济中有着重要的作用。回答下列问题:
(1)研究表明在催化剂存在下可发生反应制得合成气:   
已知:①   
   
   
则上述制取合成气反应的_______,利于反应自发进行的条件是_______(填“高温”或“低温”)。
(2)在T℃,向VL体积恒定的密闭容器中,充入10mol和15mol发生反应
①为了加快该反应的速率,下列措施可行的是_______(填字母)。
A.按原比例充入       B.缩小容器体积
C.增大反应物与催化剂的接触面积       D.移出产物CO、
②起始时容器内的总压强为25kPa,测得t min后反应达到平衡,的平衡转化率为60%。则从起始到平衡反应的平均速率_______,在该温度下反应的平衡常数_______(为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)。
(3)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变
B.的物质的量保持不变
C.容器内混合气体原子总数不变
D.每生成1molCO的同时消耗1mol
(4)甲醇是重要的化工原料。利用CO与合成甲醇,其反应的化学方程式为。在一容积可变的密闭容器中按一定的投料比充入CO与,在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①该反应平衡常数大小:_______(填“>”或“<”)。
②图中压强_______(填“>”或“<”)。
22-23高二上·山西吕梁·期中
知识点:盖斯定律及其有关计算影响化学反应速率的外因化学平衡状态的判断方法化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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在工业上,常用CO和H2合成甲醇,其相关的反应原理方程式为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H
已知:①CO(g)+O2(g)= CO2(g) △H1= a kJ/mol
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H2= b kJ/mol
③CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(g) △H3= c kJ/mol
回答下列问题:
(1)△H= ___________kJ/mol 。
(2)能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)已达平衡状态的是___________(填字母)。
A.单位时间内生成1mol CH3OH(g)的同时消耗了1mol CO(g)
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
(3)在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充人物质的量之和为3mol的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)/n(CO)的关系如图1所示。

①当起始 =2,经过5min达到平衡,CO的转化率为60%,则0~5min内平均反应速率v(H2)___________。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达新平衡时H2的转化率将___________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当起始=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的___________点(选填“D”、“E”或“F”) 。
(4)已知CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中有浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2,在一定条件下反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2,则压强P1___________P2(选填“>” “<” 或“=”);当压强为P2时,在y点:v()___________ v()(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若P2=3MPa且在恒压体系中发生,则T℃时该反应的平衡常数Kp = ___________ MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
在工业上常用COH2合成甲醇,反应方程式为:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H = akJ/mol
已知:①CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g)H1=﹣283.0kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g)H2=﹣241.8kJ/mol
CH3OH(g)+3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g)H3=﹣192.2kJ/mol
回答下列问题:
(1)a =_______
(2)能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)已达平衡状态的是___(填字母)。
A.单位时间内生成1mol CH3OH(g)的同时消耗了1mol CO(g)
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
(3)T1时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3molH2CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如图1所示.

①当起始=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.6,则0~5min内平均反应速率v(H2)=_____________。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达新平衡时H2的转化率将____________(选填增大”、“减小不变”);
②当= 3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的_______点(选填“D”、“E”“F”)。
(4)COH2来自于天然气。已知CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中有浓度均为0.1mol•L﹣1CH4CO2,在一定条件下反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2,则压强p1_____p2(选填大于小于);当压强为p2时,在y点:v(正)______v(逆)(选填大于”、“小于等于)。若p2=3MPa,则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJ/mol
①求反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的△H=___________kJ/mol。
②某温度下,向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应:NO(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变      b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变    d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO
(2)工业上可用CO2与H2来生产甲醇。在2L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示:

①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=___________
②下列措施不能使CO2的平衡转化率增大的是___________(选填编号)。
A.在原容器中再充入1molCO2      B.在原容器中再充入1molH2
C.在原容器中再充入1mol氦气   D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积         F.将水蒸气从体系中分离
(3)工业_上也可用CO生产甲醇。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO与20molH2,容器体积为2L,在催化剂作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
   
①压强为p1___________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②在起始T1、p1条件下,2L恒容容器中,反应的平衡常数K=___________(mol/L)-2。该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数KA、KB和KC的大小关系为:___________
(4)煤化工通常研究不同条件下CO的转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下发生反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)中CO的平衡转化率随投料比及温度变化关系如图所示:
   
①该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”);
②在以铁镁为催化剂的工业中,一般控制温度为400°C左右、投料比2)=3~5,采用此条件的原因可能是___________

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