在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) kJ·mol)
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1mol N2、3mol H2 | 2mol NH3 | 4mol NH3 |
NH3的浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出akJ | 吸收bkJ | 吸收ckJ |
体系压强(pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
请写出下列物理量的关系:
(1)浓度c1与c2_________________;2c2与c3________________
(2)能量a与b __________________;2b与c___________________
(3)压强p1与p2_________________;2p2与p3__________________
(4)转化率α1与α2________________;α2与α3___________________
甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度(℃) | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) | K3 | ||
(1)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)判断反应③△H 0;△S 0(填“>”“=”或“<”)
在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正) v(逆) (填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 。
(5)一定温度下,C(s)和水蒸气在密闭容器中,建立平衡状态:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);ΔH>0。
①平衡时混合气体的平均相对分子质量Mr(平)的取值范围为__________>Mr(平)>__________。
②若使用CO和H2从逆反应方向在相同温度下建立平衡,则平衡混合气体的平均相对分子质量M′r(平)的取值范围为__________>M′r(平)>__________。
用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染,
(1)传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现,
其中,反应①为:2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(g) △H1
反应②生成1molCl2(g)的反应热为△H2,则总反应的热化学方程式为 , (反应热用△H1和△H2表示)。
(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性,
①实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的aHCl—T曲线如图12,则总反应的△H 0,(填“>”、“﹦”或“<”);A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是 。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应aHCl—T曲线的示意图,并简要说明理由: 。
③下列措施中有利于提高aHCl的有 。
A、增大n(HCl) B、增大n(O2) C、使用更好的催化剂 D、移去H2O
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
t(min) | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 |
n(Cl2)/10-3mol | 0 | 1.8 | 3.7] | 5.4 | 7.2 |
计算2.0~6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min-1为单位)。