题目内容
【题目】(1)在压强为0.1MPa条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇;CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
① 则该反应的△S________0,△H_________0 (填“<”、“>”或“=”)。
② 若容器容积不变,下列措施可提高CO转化率的是________.
A.升高温度 B.将CH3OH从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入lmolCO和3 molH2
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H =+206.0kJ/mol
II:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H =+129.0kJ/mol CH4(g)和 H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为__________。
(3)在一密闭容器中充入1molH2和1molI2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) △H<0。改变下列条件能加快化学反应速率的是________
(a)保持容器容积不变,向其中加入1molH2。
(b)保持容器容积不变,向其中加入1molN2。(N2不参加反应)。
(c)保持容器内气体压强不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应)。
(d)保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2(g)和1molN2(g)。
(e)提高起始的反应温度。
【答案】
(1)①<,<②BD;
(2)CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)△H=+77kJ/mol;(3)ae
【解析】
试题分析:(1)①大多数的化合反应是放热反应,焓变小于零,该反应中,反应物的系数和大于产物气体系数和,所以该反应是熵减的反应,熵变小于零,故答案为:<;<;
②A.该反应是放热的,升高温度,平衡逆向进行,会减小甲醇产率,故A错误;B.将CH3OH(g)从体系中分离,会促使平衡正向移动,提高甲醇的产率,故B正确;C.充入He,使体系总压强增大,体积不变,各组分浓度不变,所以平衡不会移动,不会改变甲醇产率,故C错误;D.再充入1mol CO和3molH2,增大压强,平衡右移,有利提高甲醇的产率,故D正确;故答案为:BD;
(2)I:CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJmol-1,II:CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJmol-1,依据盖斯定律,Ⅰ+Ⅱ得到:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77kJmol-1,故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g))△H=+77kJmol-1;
(3)(a)保持容器容积不变,向其中加入1molH2,反应物浓度增大,反应速率增大,正确;(b)保持容器容积不变,向其中加入1molN2,参加反应的物质的浓度不变,则反应速率不变,错误;(c)保持容器内气体压强不变,向其中加入1mol N2,体积增大,反应物的浓度减小,则反应速率减小,错误;(d)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1molI2(g),因体积增大为2倍,物质的量增大为2倍,则浓度不变,反应速率不变,错误;(e)升高温度反应速率加快,正确;故选ae。