题目内容

工业上利用反应:CO(g)+H2O(g)   CO2(g)+H2(g);△H=Q kJ·mol-1,制备H2 .已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示。

若在一容积固定的密闭容器中,于850℃时发生上述反应,并测得容器内各物质的浓度(mol·L―1)随时间的变化关系如下表:

t/min

CO(g)

H2O(g)

CO2(g)

H2(g)

0

0.200

0.300

0

0

2

0.138

0.238

0.062

0.062

3

c1

c2

c3

c4

4

c1

c2

c3

c4

 

 

 

 

 

 

已知:850℃时该反应的化学平衡常数K=1.0,请回答下列问题:

(1)下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是_______.

A.单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO2(g)的浓度

B.反应容器内的压强不发生变化

C.混合气体中H2(g)的浓度不再发生改变

D.氢气的生成速率等于水的消耗速率

(2)Q______0(填“>”、“=”或“<”).

(3)若在850℃时向反应容器中充入H2O(g),K值_____(填“增大”、“减小”或“不变”).

(4)达平衡时CO2的反应速率______,CO(g)的转化率为_______.

 

【答案】

(1)C(2)<(3)不变(4)0.04 mol/(L•min)   ;  60

【解析】略

 

练习册系列答案
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(2012?万安县模拟)能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
(l)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L

(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通过容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min

②100℃时反应I的平衡常数为
7.2×10-5(mol/L)2
7.2×10-5(mol/L)2

(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
1
2
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
CD
CD
(填字母序号).
A.c(H2)减小               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      E.平衡常数K增大
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸气重整法.该法中的一个主要反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:
反应是熵增加的反应
反应是熵增加的反应

②甲醇部分氧化法.在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图2所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O

(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图3装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+

②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

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