题目内容

【题目】在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,该反应达到平衡后,测得如下数据。

实验

序号

温度(℃)

初始CO浓

度(mol·L-1)

初始H2O浓

度(mol·L-1)

CO的平衡

转化率

1

110

1

1

50%

2

100

1

1

x

3

110

0.8

y

60%

(1)实验1中,10h后达到平衡,H2的平均反应速率为________mol·L-1·h-1。在此实验的平衡体系中,再加入0.5molCO和0.5molH2,平衡将________移动(“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”)。

(2)实验2中,x的值________(填序号)。

A.等于50% B.大于50%

C.小于50% D.无法确定

(3)实验3中的y值为________

(4)在100 ℃条件下,能说明该反应达到平衡状态的是________

A.压强不再变化

B.生成H2O的速率和消耗H2速率相等时

C.混合气体的密度不变

D.H2的质量不再变化

【答案】 0.05 B 1.2 D

【解析】(1)实验1中,10h后达到平衡,CCl4的转化率为50%,

CCl4(g)+H2(g)CHCl3(g)+HCl(g),

起始(mol/L ) 1 1 0 0

反应(mol/L ) 0.5 0.5 0.5 0.5

平衡(mol/L) 0.5 0.5 0.5 0.5

,平衡常数k=,在此实验的平衡体系中,再加入0.5molCCl40.5molHCl,设容积1L,此时浓度商Qc=1=k,反应平衡,不移动;

(2)由题知该反应是个放热反应,温度降低,平衡正向移动,CO的转化率增大;

故答案为:B;

(3)根据图象,实验3四氯化碳的转化率为60%,列三段式:

CCl4(g)+H2(g)CHCl3(g)+HCl(g),

起始(mol/L )0.8Y 0 0

反应(mol/L ) 048 0.480.48 0.48

平衡(mol/L) 0.32 Y-0.48 0.480.48

实验3与实验1的温度相同,则k==1,解得;Y=1.2;

已知CCl4的沸点为77℃,CHCl3的沸点为61.2℃.在100℃条件下,是气体,CCl4+H2CHCl3+HCl△H<O,反应是气体体积不变的放热反应,A.反应前后气体体积不变,压强始终不变化,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;B.生成HCl的速率和消耗H2的速率相等只能说明反应正向进行,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;C.反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;D.H2的质量不再变化,说明氢气浓度不变是平衡标志,故D正确;故答案为:D。

练习册系列答案
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sabatior反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)

水电解反应:2H2O(l)2H2(g) + O2(g)

(1)将原料气按nCO2∶nH2=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。

①己知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为A kJ/mol、BkJ/mol, H2O(l)=H2O(g) △H =C kJ/mol。计算Sabatier反应的△H=___kJ/mol。

②温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是________

③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算式为________。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是______(填标号)。

A.适当减压 B.增大催化剂的比表面积

C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例

E.合理控制反应器中气体的流速

(3) 一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。

在250℃,向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molH2和0.04molCO2发生Bosch 反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) △ H

①若反应起始和平衡时温度相同(均为250℃),测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线a所示,则△H___ 0(填“>”“<”或“不确定”) ;若其它条件相同,仅改变某一条件时,测得其压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线b所示,则改变的条件是______________

②图II是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系,其中正确的曲线是____________(填“甲”或“乙”):m值为____________

③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是__________________

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