题目内容
(10分)恒温时,将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应:2A(g) + B(g) xC (g) + D(s),10s时,测得A的物质的量为1.7mol,C的反应速率为0.0225mol·L—1·s—1;40s时反应恰好处于平衡状态,此时B的转化率为20%。请填写下列空白:
(1)x =
(2)从反应开始到40s达平衡状态,A的平均反应速率为
(3)平衡时容器中B的体积分数为
(4)该温度下此反应的平衡常数表达式为 数值是
(5)下列各项能表示该反应达到平衡状态是
A.消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1
B.容器中A、B的物质的量 n(A)∶n(B) =2∶1
C.气体的平均相对分子质量不再变化
D.压强不再变化
E.气体密度不再变化
(6)在相同温度下,若起始时c(A)=5 mol·L-1,c(B)=6mol·L-1,反应进行一段时间后,测得A的浓度为3mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态 (填“是”与“否”),此时v(正) v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(10分)
(1)3 (1分) (2)0.01mol·L—1·s—1 (1分) (3)40% (1分)
(4) (2分) 0.75(1分)
(5)CE (2分)
(6)否 大于(各1分)
【解析】
(共10分)甲醇合成反应及其能量变化如图所示:
(1)写出合成甲醇的热化学方程式________________________________。
实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示:
时间浓度(mol/L)温度 | 10 min | 20 min | 30 min | 40 min | 50 min | 60 min |
300 ℃ | 0.40 | 0.60 | 0.75 | 0.84 | 0.90 | 0.90 |
500 ℃ | 0.60 | 0.75 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
(3)在500 ℃达到平衡时,平衡常数K=________。
(4)在另一体积不变的密闭容器中,充入1.2 mol CO和2.0 mol H2,一定条件下达到平衡,测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H2的转化率为________。
(5)铜基催化剂具有活性高、选择性好和条件温和的特点,已广泛地使用于CO/CO2的加氢合成甲醇。该反应中a的大小对反应热ΔH有无影响,___________________________。