题目内容
将氨基甲酸铵晶体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+ CO2(g)。不能说明该分解反应达到平衡状态的是 ( )
A.单位时间内生成1 mol CO2的同时消耗2 mol NH3
B.形成6个N—H键的同时有2个C=O键断裂
C.容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变
D.混合气体的密度不再改变的状态
C
【解析】
试题分析:A.在任何时刻都存在单位时间内生成1 mol CO2的同时产生2 mol NH3。但是同时还消耗2 mol NH3。说明单位时间内氨气的产生速率与消耗速率相等。反应达到平衡。正确。B.在任何时刻,都存在形成6个N—H键的同时有2个C=O键形成。而现在同时还有2个C=O键断裂。说明在相同的时间内C=O键形成与断裂数目相等。反应达到平衡。正确。C.由于在反应体系中只有生成物中的CO2与NH3是气体。在任何时刻都存在容器中CO2与NH3的物质的量之比不变。因此不能作为判断平衡的标志。错误。D.参加反应的物质一固体。若反应未达到平衡,则气体的质量就要增加或减小,混合气体的密度就增大或减小,若达到平衡,则气体的质量不变,气体的密度也不再改变。因此可以证明反应达到平衡状态。
考点:考查化学平衡状态的判断的知识。
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[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H (kJ/mol) | 活化能Ea (kJ/mol) |
甲烷氧化 | CH4(g)+2O2(g) | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸汽重整 | CH4(g)+H2O(g) | 206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g) | 165.0 | 243.9 |
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP= ;
随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
A.600℃,0.9MpaB.700℃,0.9MPaC.800℃,1.5MpaD.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。