题目内容
【题目】在一定温度下的定容密闭容器中,当下列条件不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达到平衡状态的现象是
A. 混合气体的压强 B. 混合气体的密度
C. 气体的总物质的量 D. 单位时间内生成n mol C的同时消耗2n molB
【答案】B
【解析】
试题A、反应为前后气体体积相等的反应,混合气体的压强始终不变,所以不没有说明达到平衡,不选A;B、混合气体的密度等于混合气体的质量/容器的体积,若密度不变,容器的体积不变,说明混合气体的质量不变,即A物质的质量不变,说明反应达到平衡,选B;C、反应前后气体的物质的量不变,所以不能说明反应达到平衡,不选C;D、单位时间内生成C和消耗B都说明的是正反应速率,没有说明与逆反应速率的关系,不能说明反应达到平衡,不选D。
【题目】CO2和CO可作为工业合成甲醇(CH3OH)的直接碳源,还可利用CO2据电化学原理制备塑料,既减少工业生产对乙烯的依赖,又达到减少CO2排放的目的。
(1)利用CO2和H2反应合成甲醇的原理为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。相同的温度和时间段内,催化剂中CuO的质量分数对CO2的转化率和CH3OH的产率影响的实验数据如下表所示:
ω(CuO)/% | 10 | 20 | 30 | 4b | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
CH3OH的产率 | 25% | 30% | 35% | 45% | 50% | 65% | 55% | 53% | 50% |
CO2的转化率 | 10% | 13% | 15% | 20% | 35% | 45% | 40% | 35% | 30% |
由表可知,CuO的质量分数为________催化效果最佳。
(2)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示,下列说法正确的是(______)
A.上述反应的ΔH=-91kJ·mol-1
B.a反应正反应的活化能为510kJ·mol-1
C.b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应,第Ⅱ阶段为放热反应
D.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH
E.b过程的反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段
(3)①在1L的恒定密闭容器中按物质的量之比1︰2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示,则压强P2________P1(填“>”、“<”或“=”);平衡由A点移至C点、D点移至B点,分别可采取的具体措施为________、________;在c点时,CO的转化率为________。
②甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入1molCO和2molH2,向乙中加入2molCO和4molH2,测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示,则L、M两点容器内压强:P(M)________2P(L);平衡常数:K(M)________K(L)。(填“>”、“<”或“=”)
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。
①电解时,阴极的电极反应式是________。
②工业上生产1.4×102kg的LDPE,理论上需要标准状况下________L的CO2。