解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷90
工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=akJ/mol下,表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(Kc)。
(1)写出该反应的压强平衡常数的表达式Kp______ 。
(2)判断该反应达到平衡状态的依据有_________ 。
A.消耗CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.混合气体的密度不变 D.容器内气压不变
(3)根据上表数据,要同时提高CO的平衡转化率和反应速率,可采取的措施是______ 。
A.升温 B.充入H2 C.分离出甲醇 D.加入催化剂
(4)250℃时,将2 mol CO和一定量的H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol·L-1,则以H2表示的反应速率v(H2)=_____ 。平衡后再向容器中加入0.1 mol CO和 0.4 mol CH3OH,则此时v正___ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料。若电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,电池在650 ℃下工作时,其正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e-=2CO32-,则负极反应式为:________ 。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)写出该反应的压强平衡常数的表达式Kp
(2)判断该反应达到平衡状态的依据有
A.消耗CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.混合气体的密度不变 D.容器内气压不变
(3)根据上表数据,要同时提高CO的平衡转化率和反应速率,可采取的措施是
A.升温 B.充入H2 C.分离出甲醇 D.加入催化剂
(4)250℃时,将2 mol CO和一定量的H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol·L-1,则以H2表示的反应速率v(H2)=
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料。若电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,电池在650 ℃下工作时,其正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e-=2CO32-,则负极反应式为:
19-20高二上·黑龙江哈尔滨·期中
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工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
a. 判断反应达到平衡状态的依据是_____
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
b. 如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K):
①由表中数据判断该反应的ΔH___________ (填">" "="或"<")0;
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为___________ ,此时的温度为___________ 。
c. 要提高CO的转化率,可以采取的措施是_____
A.升温 B.加入催化剂
C.增加CO的浓度 D.加入H2加压
E.加入惰性气体加压 F.分离出甲醇
d. 一定条件下,CO和H2在催化剂的作用下生成5mol CH3OH的能量变化为454kJ。在该温度时,在容积相同的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_____
A.2c1>c3
B.a+b<90.8
C.2p2<p3
D.α1+α3<1
a. 判断反应达到平衡状态的依据是
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
b. 如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 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断该反应的ΔH
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
c. 要提高CO的转化率,可以采取的措施是
A.升温 B.加入催化剂
C.增加CO的浓度 D.加入H2加压
E.加入惰性气体加压 F.分离出甲醇
d. 一定条件下,CO和H2在催化剂的作用下生成5mol CH3OH的能量变化为454kJ。在该温度时,在容积相同的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:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
反应物投入量 | 1mol CO 2mol H2 | 1mol CH3OH | 2mol CH3OH | |
平衡时数据 | CH3OH的浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化(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<90.8
C.2p2<p3
D.α1+α3<1
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是___________ (填序号)。
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的平均相对分子质量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
①该反应的平衡常数表达式K=_____________ ,△H_________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
②要提高CO的转化率,可以采取的措施是_____________ (填序号)。
a.升温
b.加入催化剂
c.增加CO的浓度
d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压
f.分离出甲醇
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是_____ (填字母)。
A.c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
④某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为__________ ,此时的温度为________ 。以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=_________ mol /(L · min)。
(3)下图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A____ C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A_____ C,由状态B到状态A,可采用______ 的方法(填“升温”或“降温”)。
(4)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-a kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-b kJ·mol-1
③H2O(g)= H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH=______ kJ·mol-1。
(1)判断反应达到平衡状态的依据是
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的平均相对分子质量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①该反应的平衡常数表达式K=
②要提高CO的转化率,可以采取的措施是
a.升温
b.加入催化剂
c.增加CO的浓度
d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压
f.分离出甲醇
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是
A.c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
④某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为
(3)下图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A
(4)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-a kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-b kJ·mol-1
③H2O(g)= H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH=
工业上一般在恒容密闭容器中用H2和CO生产燃料甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
(1)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
①由表中数据判断△H 0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(2)在100℃压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的的平衡常数K= (用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式)。此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡 (向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数 。(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.升温 B.加入催化剂 C.增加CO的浓度 D.恒容充入H2
E.恒压充入惰性气体 F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同) 。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡的有关数据如下:
请选择正确的序号填空(不定项选择)
①c1、c2、c3的关系表达正确的为
A.c3>2c1 B.c1<c3<2c1 C.c1=c2
②a、b、c的关系表达正确的为
A.c<2|△H| B.a+b=|△H| C.c=2b
③p1、p2、p3的关系不正确的为
A.p1=p2 B.p2<p3<2p2 C.p3>2p2
④α1、α2、α3的关系表达不正确的为
A.α1=α2 B.α3<α2 C.α1+α2="1"
(1)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°C | 300°C | 350°C |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H 0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(2)在100℃压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的的平衡常数K= (用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式)。此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡 (向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数 。(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.升温 B.加入催化剂 C.增加CO的浓度 D.恒容充入H2
E.恒压充入惰性气体 F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同) 。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡的有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
反应物投入量 | 1molCO、2moL H2 | 1molCH3OH | 2molCH3OH | |
平衡 时的 数据 | CH3OH浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | akJ | bkJ | ckJ | |
体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 | |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
请选择正确的序号填空(不定项选择)
①c1、c2、c3的关系表达正确的为
A.c3>2c1 B.c1<c3<2c1 C.c1=c2
②a、b、c的关系表达正确的为
A.c<2|△H| B.a+b=|△H| C.c=2b
③p1、p2、p3的关系不正确的为
A.p1=p2 B.p2<p3<2p2 C.p3>2p2
④α1、α2、α3的关系表达不正确的为
A.α1=α2 B.α3<α2 C.α1+α2="1"
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