题目内容
【题目】工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”,反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。已知温度、压强和水碳比[n(H2O)/ n(CH4)]对甲烷平衡含量(%)的影响如下图1:
图1(水碳比为3) 图2(800℃)
(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 的△H_______0(填“>”或“<”);若在恒温、恒压时,向该平衡体系中通入氦气平衡将_____________移动(填“向正应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。
(2)温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是_______________________。
(3)其他条件不变,请在图2中画出压强为2 MPa时,甲烷平衡含量(%)与水碳比之间关系曲线___________。(只要求画出大致的变化曲线)
(4)已知:在700℃,1MPa时,1mol CH4与1mol H2O在2L的密闭容器中反应,6分钟达到平衡,此时CH4的转化率为80%,求这6分钟H2的平均反应速率和该温度下反应的平衡常数是多少________?(写出计算过程,结果保留小数点后一位数字。)
【答案】 ﹥ 向正反应方向 其他条件不变,升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动(或描述降温的变化) CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
起始浓度(mol/L): 0.5 0.5 0 0
变化浓度(mol/L):0.4 0.4 0.4 1.2
平衡浓度(mol/L):0.1 0.1 0.4 1.2
【解析】试题分析:(1)从图1看出温度升高,甲烷的含量降低,正反应为吸热反应,反应热△H>0;若在恒温恒压时,向该平衡体系中通入氦气,使容器体积变大,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正反应方向移动;
(2)由图象可知,其他条件不变,升高温度,反应速率加快,甲烷的百分含量减小,平衡向正反应方向移动;
(3)其他条件不变,压强为2MPa时,CH4平衡含量随水碳比的增大而减小,其关系曲线为
(4)根据化学平衡三段式计算 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始浓度(mol/L):0.5 0.5 0 0
变化浓度(mol/L):0.4 0.4 0.4 1.2
平衡浓度(mol/L):0.1 0.1 0.4 1.2
v(H2)=△c(H2)/ △t=1.2mol/L÷6min=0.2molL-1min-1;
平衡常数K==69.1。
【题目】某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定.
(1)配制0.50mol/L NaOH溶液
a.若实验中大约要使用245mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g.
b.从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): .
名称 | 托盘天平(带砝码) | 小烧杯 | 坩埚钳 | 玻璃棒 | 药匙 | 量筒 |
仪器 | ||||||
序号 | a | b | c | d | e | f |
(2)测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.
a.写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ/mol): .
b.取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表.
①请填写下表中的空白:
温度 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差平均值(t2﹣t1)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 30.1 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 33.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 |
②近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3 , 中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g℃).则中和热△H=(取小数点后一位).
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) .
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.