题目内容

纳米钴(Co)常用于CO加氢反应的催化剂，500 K时有催化反应：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　ΔH<0。下列有关说法正确的是(　　)
A．纳米技术的应用，提高了催化剂的催化性能
B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度减小
C．温度越低，越有利于CO催化加氢
D．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率
A
加压平衡正向移动，但移动的结果不能抵消条件的改变，CO的浓度还是增大的，B项错误；工业生产的温度应考虑催化剂的活性温度，C项错误；从平衡体系中分离出水蒸气，反应速率减慢，D项错误
练习册系列答案
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下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．配制FeCl3溶液时为防止溶液浑浊常加入少量稀盐酸
B．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深
C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D．合成氨工业采用高压条件
甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L)，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)……Ⅰ，CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“＝”)，100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的ΔH________0，ΔS________0(填“<”“>”或“＝”)。
⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是________。
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号
T(°C)
n(CO)/n(H2)
p(MPa)
ⅰ
150
½ 
0.1
ⅱ
________
________
5
ⅲ
350
________
5
 
可逆反应，反应过程中，当其他条件不变时，C在混合物中的含量与温度（T）的关系如图I所示，反应速率（v）与压强（p）的关系如图II所示。据图分析，以下说法正确的是（　　）
A．T1＜T2，Q＞0
B．增大压强，物质B的转化率增大
C．反应达平衡后，增加少量的D，平衡逆向移动　
D．a+b＞c+d
溶液中，反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)="0.100" mol/L、c(B )="0.200" mol/L及c(C )="0" mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。

请回答下列问题：
(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：②                  ；③                      。
(2)实验②平衡时B的转化率为       ；实验③平衡时C的浓度为        。
(3)该反应的ΔH      0，其判断理由是                               。
(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率：实验②：v(B)=            。
一定条件下，向容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，5 min后反应达到平衡时c(CH3OH)为0.2 mol·L－1。CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度关系如图所示。下列说法错误的是(　　)。
A．0～5 min，CO2的平均反应速率为0.04 mol·(L·min)－1
B．反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)的ΔH＜0
C．在T2℃时，若反应处于状态D，则一定有v正＜v逆
D．若T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(双选) (　　)。
A．催化剂V2O5可改变该反应的正、逆反应速率
B．增大反应体系的压强、反应速率一定增大
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在t1，t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1，c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝
在某一容积为5 L的密闭容器内，加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O，在催化剂存在和800℃的条件下加热，发生如下反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）  ΔH＞0，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：

（1）根据图上数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为v（CO）＝          mol/（L·min）-1，该温度下的平衡常数K＝            。
（2）在体积不变的条件下，改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有        （填字母）
A升高温度；B降低温度；C增大压强；D减小压强；E加入催化剂；G移出一氧化碳气体
（3）如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2，在相同的条件下，反应达平衡时，c（CO）＝                 mol/L。
（4）若保持温度和容器的体积不变，在（1）中上述平衡体系中，再充入0.3mol 的水蒸气，重新达到平衡后，CO的转化率        （填“升高”、“降低”还是“不变”），CO2的质量分数        （填“升高”、“降低”还是“不变”）。
（5）在催化剂存在和800℃的条件下，在某一时刻测得c（CO）＝c（H2O）＝0.09mol/L,c（CO2）＝c（H2）＝0.13mol/L,则此反应是否处于平衡状态        （填“是”或“否”）,若没有处于平衡状态则该反应向        移动。（填“正方向”或“逆方向”）
工业制硝酸的主要反应是：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O (g)  ΔH=" -1025" KJ/mol
（1）一定温度下，现将0.8mol NH3和1.5mol O2充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是       

（2）在容积为1L的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：
时间／浓度
c(NH3)(mol/L)
C(O2)(mol/L)
C(NO)(mol/L)
起始
0.8
1.5
0
第2min
0.7
a
0.1
第4min
0.4
1.0
0.4
第6min
0.4
1.0
0.4
第8min
1.2
2.5
0.4
 
①起始时物料比c (O2) : c (NH3)＞1.25，其原因是                              
②反应在第2min到第4min时O2的平均反应速率为             mol·L－1·min－1
③反应在第2min改变了反应条件，改变的条件可能是        （填字母序号）
a．使用催化剂   b．升高温度   c．增大压强   d．增加O2的浓度
④反应在第8min改变的反应条件可能是                    ，再次达到平衡时，NO的体积分数            
          （填“增大”、“减小”或“不变”）

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