题目内容

1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g)???????? ΔH1=-393.5 kJ/mol

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)? ΔH2=+131.3 kJ/mol

则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)ΔH= ____? ___kJ/mol

2在一恒容的密闭容器中COH2合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)? ΔH

下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。

A.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2

B.混合气体总物质的量不变

C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

DCH3OHCOH2的浓度都不再发生变化

CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。AB两点的平衡常数K(A)_______K(B)“=””,下同);由图判断ΔH _____0

某温度下,将2.0 mol CO6.0 molH2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测c(CO)=0.25 mol/L,则CO的转化率=?????????? ,此温度下的平衡常数K=????????????? (保留二位有效数字)。

3)工作温度650的熔融盐燃料电池,用煤炭气(COH2)作负极反应物,空气与CO2的混合气体为正极反应物,催化剂镍作电极,用一定比例的Li2CO3Na2CO3低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为:CO+H24e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为????????????????????????

 

【答案】

1-524.82分)?

2c2分); =2分);<2分);75%3分); 1.32分)

3O2+4e-+2CO2=2CO32-2

【解析】

试题分析: (1根据盖斯定律和已知方程式可得ΔH=ΔH1ΔH2 =-393.5 kJ/mol131.3 kJ/mol=-524.8 kJ/mol

2A项每消耗1 mol CO的同时生成2molH2 表示的是正逆反应速率相等,所以反应达到平衡。

B.根据反应方程式中气体系数可知,该反应是前后气体的减少的反应,所以混合气体总物质的量不变时,反应达到平衡,B正确;

C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率均表示正反应速率,不能说明反应达平衡,C错误;

D.反应中各物质的浓度不再变化是化学反应达到平衡的重要标志,D正确。

反应的平衡常数只与温度有关,所以图像中AB的温度相等,所以平衡常数也相等,即K(A)= K(B);又可看出图像曲线随着温度升高,CO的转化率不断降低,所以温度升高对正反应不利,使平衡逆向移动,所以该反应的正反应是一个放热反应,ΔH <0

??????????????? CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

初始浓度(mol/L):1?????? 3????????????? ????????? 0

转化浓度(mol/L):0.75??? 2.25????????????? ????? 0.75

平衡浓度(mol/L):0.25??? 0.75????????????? ????? 0.75

所以H2的转化率=0.75÷1×100%=75%

平衡常数K= c(CH3OH) / c(CO)c2(H2) =0.75/ 0.752 0.25=1.3

3)该电池的反应原理实质是用水煤气做燃料,制成一个燃料电池,所以电池总反应式就是水煤气的燃烧反应CO+H2 +O2=CO2+H2O,可以看出Li2CO3Na2CO3只是做电解质并没有发生反应,所以根据已知得负极反应式消耗CO32-可推得正极反应式应生成CO32-所以可得正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-

考点:本题考查的是化学反应原理的知识,设计盖斯定律的应用计算、化学平衡标志的判断、转化率和化学平衡常数的计算、电化学方程式的书写等内容。

 

练习册系列答案
相关题目

(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。

(1)已知:

    C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH1=—393.5 kJ·mol-1   ①

    2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH2=—483.6 kJ·mol-1  ②

    C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1   ③

则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)=H2O(g)+CO2(g),ΔH=       kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移    mol e-

(2)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,是用煤炭气(CO、H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气体在正极反应,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为                                 

(3)密闭容器中充有10mol CO与20 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如右图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为VAL,则该温度下的平衡常数K=                  ;A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)n(B)=     

②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA      tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是        

A 降温     B 加压    C 使用催化剂    D 将甲醇从混合体系中分离出来

 

(14分)CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。

(1)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g)△H1=﹣393.5kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g)△H2=﹣483.6kJ·mol-1

C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1

则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)=== H2O(g)+CO2(g)的△H=        kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6L与氧气反应生成CO2和H2O,反应过程中转移      mol电子。

(2)熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),是用煤气(CO+H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e+2CO32→3CO2+H2O;则该电池的正极反应式是:              

(3)密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数K=              ;此时在B点时容器的体积VB      10L(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA       tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③在不改变反应物用量情况下,为提高CO转化率可采取的措施是               

 

(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。
(1)已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH1=—393.5 kJ·mol-1   ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH2=—483.6 kJ·mol-1   ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1  ③
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH=       kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移    mol e-
(2)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,是用煤炭气(CO、H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气体在正极反应,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为                                 
(3)密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如右图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为VAL,则该温度下的平衡常数K=                  ;A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)n(B)=      
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA      tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是       
A 降温     B 加压     C 使用催化剂    D 将甲醇从混合体系中分离出来

CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。

(1)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1

C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3= +131.3kJ·mol-1

则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)=== H2O(g)+CO2(g)的△H=                   。 

标准状况下的煤炭气(CO、H2)336L与氧气反应生成CO2和H2O,反应过程中转移      mol电子。

(2)熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),是用煤气(CO+H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e+2CO32===3CO2+H2O;则该电池的正极反应式是:              

(3)密闭容器中充有1 mol CO与2mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数K=       ;此时在B点时容器的体积VB     10L(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tC         tA(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③在不改变反应物用量情况下,为提高CO转化率可采取的措施是     。(写出两点即可)

 

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