题目内容

向容积相同的甲、乙密闭容器中投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol):
 
反应物投入量
NH3的浓度
(mol·L
反应的
能量变化
体系压强
(Pa)
反应物
转化率

1mol N2、3mol H2
c1
放出a kJ
p1
α1

2mol NH3
c2
吸收b kJ
p2
α2
 
下列说法正确的是( )
A.c= c2     B.a + b =" 1"      C.p1>p2          D.α1 2>1
A

试题分析:甲从正反应方向开始,乙从逆反应方向开始,由于反应条件相同,容器的容积相等,物质一边倒转化后的物质的量相同,因此达到平衡时二者为等效平衡。因此达到平衡时c= c2。A正确。能量转化关系是a+b=92.4 kJ/mol。B错误。由于是等效平衡,所以反应达到平衡水体系的压强相等。即p1=p。错误。当可逆反应从正反两个相反的方向开始发生时,反应物的转化率互为倒数关系。即α1 ·α2=1。错误。
练习册系列答案
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(15分)甲醇(CH3OH)是用来制备汽油添加剂和许多普通塑料的原料,低温液相合成甲醇的方法如下。
反应原理:2H2+ CO→CH3OH;反应条件:以三乙二醇二甲醚作为溶剂,以Raney-Ni和CH3ONa为催化剂。
(1)氢碳比[γ =]:当γ=2时,甲醇的选择性[λ =]达99.8%以上;当γ>2时,可能产生副产物CH4,写出相应反应的化学方程式                             
(2)干燥除水:为防止CH3ONa的水解,必须干燥除水,下表是不同干燥方法时对CO转化率的影响。
序号
干燥方法
CO转化率/%

不处理
40.2

无水乙醇洗
56.3

以四氢呋喃洗
62.4

无水乙醇洗并真空干燥
70.1

 
77.2
从实验设计完整性思考,请补充实验⑤中的干燥方法。
(3)反应温度:下图是= 2时甲醇合成过程中压力和温度随时间变化的图像。

在反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H中,△H       0(填“>”或“<”);0~t2时间段内,随反应的进行体系的压力先增大后减小,原因是          ;能判断该反应基本结束的时刻为          ;若t3时刻,测得平衡后CO的转化率为75%,若起始反应时的CO的物质的量为a mol,假设反应容器的体积为1L,则t3时的平衡常数的值为           
(4)催化剂:在保持其它条件不变,只改变催化剂的用量,分别在1L恒容密闭容器中反应,测定10min时的CO转化率。下图是Raney-Ni为0.05g时,CO转化率与时间关系图,请画出Raney-Ni为1g时,CO转化率与时间变化图。

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