题目内容

(10分)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:

CO(g)+H2O(g) ??CO2(g)+H2(g) ΔH<0

(1)CO和H2O浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=________mol/(L·min).t1℃时物质浓度(mol/L)的变化

时间/min

CO

H2O

CO2

H2

0

0.200

0.300

0

0

2

0.138

0.238

0.062

0.062

3

C1

C2

C3

C3

4

C1

C2

C3

C3

5

0.116

0.216

0.084

 

6

0.096

0.266

0.104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表.

①表中3 min~4 min 之间反应处于________状态;c1________0.08 mol/L(填“>”“<”或“=”).

②反应在4 min~5 min间,平衡向逆方向移动,可能的原因是________(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是________(单选).

a.增加水蒸气    b.降低温度        c.使用催化剂              d.增加氢气浓度

 

【答案】

(1)0.03 (2)①平衡 > ②d a

【解析】(1)v(CO)==0.03 mol/(L·min).

(2)①0 min~2 min, c(CO)减小 0.062 mol/L,即平均速率为0.031 mol/(L·min),由于反应速率一般随反应的进行而减慢,所以2 min~3 min, c(CO)的减小值小于0.31 mol/L,因此c1>(0.138-0.031) mol/L>0.08 mol/L;

②由于降低温度平衡向右移动,所以4 min~5 min的条件变化不是b,由于c(CO2)减小,应是增加了H2浓度;第5 min~6 min, c(CO)减小,c(H2O)增大,c(CO2)增大,应是增加了水蒸气.

 

练习册系列答案
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近年来,由于温室效应和资源短缺等问题,关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。某研究小组利用反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H=-41.2kJ/mol ,制备CO2与H2 的混合气体,并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用。

(1) 已知:850℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O浓度变化如图1所示:

下列说法正确的是       (填序号)

A.达到平衡时,氢气的物质的量是0.12mol

B.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量

C.在0—4min,混合气体的平均相对分子质量增大

D.第6min时,若升高温度,反应平衡常数会减小

E.第8min时,若充入氦气,会导致v(CO)<v(H2O)

(2) 850 ℃时,若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是                         

(3) 如将H2 与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:

CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1=-890.3 kJ/mol

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)            ΔH2=-285.8 kJ/mol

则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                               

(4) 熔融盐燃料电池(见图2)是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32-8e=5CO2+2H2O。正极的电极反应是________。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中,若通入了标准状况下空气448 L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

 

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