19.在一定温度下,在密闭容器中加入I2和H2各1mol,发生反应:H2(g)+I2(g)?2HI(g),达平衡时,生成1.6mol HI,若其他条件不变,开始充入的H2改为1.2mol,则达到平衡时,生成HI物质的量( )
A. | 1.4mol | B. | 1.6mol | C. | 1.8mol | D. | 2.0mol |
18.体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100mol O2在催化剂作用下加热到600℃发生反应:2SO2(g)+O2(g)$?_{加热}^{催化剂}$2SO3(g).当气体总物质的量减少0.2mol时反应达到平衡,在相同的温度下测得气体压强为反应前的87.5%.下列有关叙述正确的是( )
A. | 若不改变其它条件而换用一种更高效的催化剂,则反应达限度的时间会增长 | |
B. | 达平衡后向容器中只充入O2不能提高反应速率 | |
C. | 达到平衡时,SO2的转化率是80% | |
D. | 将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为114.90g |
12.二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业.
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g)△H2=bkJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3=ckJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=(a+2b-2c)kJ•mol-1.
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2?CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示.
①a点所代表的状态不是(填“是”或“不是”)平衡状态.
②c点CO2的转化率高于b点,原因是b、c点均未达到平衡状态,c点温度高,反应速率较快,故CO2的转化率较大.
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:
H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H>0,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示).通过实验分别得到数据图2、3:
①由图2得,最佳空间流率为3600h-1;
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是使用单组分ZnO时反应速率虽然快,但是由图3可知,二氧化碳转化率、甲醇的产率都过低,实际生产中没有意义,故不采用.
③在3L容积可变的密闭容器中发生上述反应,恒温下c(CO)随反应时间t变化的曲线Ⅰ如图5所示.若在t0时改变一个条件,使曲线Ⅰ变成曲线Ⅱ,则改变的条件是加入催化剂;
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:
①该进行的反应的△S<0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP=$\frac{p({C}_{2}{H}_{4})×{p}^{4}({H}_{2}O)}{{p}^{2}(C{O}_{2})×{p}^{6}({H}_{2})}$.
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是增大压强;提高氢气和二氧化碳物质的量的比值(列举2项).
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g)△H2=bkJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3=ckJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=(a+2b-2c)kJ•mol-1.
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2?CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示.
①a点所代表的状态不是(填“是”或“不是”)平衡状态.
②c点CO2的转化率高于b点,原因是b、c点均未达到平衡状态,c点温度高,反应速率较快,故CO2的转化率较大.
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:
H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H>0,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示).通过实验分别得到数据图2、3:
①由图2得,最佳空间流率为3600h-1;
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是使用单组分ZnO时反应速率虽然快,但是由图3可知,二氧化碳转化率、甲醇的产率都过低,实际生产中没有意义,故不采用.
催化剂组分质量分数(%) | CuO | 0 | 25 | 50 | 75 | 100 |
ZnO | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 | |
到达平衡所需时间(h) | 2.5 | 7.4 | 8.1 | 12 | 无催化活性 |
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:
①该进行的反应的△S<0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP=$\frac{p({C}_{2}{H}_{4})×{p}^{4}({H}_{2}O)}{{p}^{2}(C{O}_{2})×{p}^{6}({H}_{2})}$.
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是增大压强;提高氢气和二氧化碳物质的量的比值(列举2项).
11.T℃时,体积均为0.5L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:2A(g)+B(g)?2C(g)△H=-Q kJ/mol(Q>0).保持温度不变,实验测得起始和平衡时的有关数据如表:
下列叙述中正确的是( )
0 172104 172112 172118 172122 172128 172130 172134 172140 172142 172148 172154 172158 172160 172164 172170 172172 172178 172182 172184 172188 172190 172194 172196 172198 172199 172200 172202 172203 172204 172206 172208 172212 172214 172218 172220 172224 172230 172232 172238 172242 172244 172248 172254 172260 172262 172268 172272 172274 172280 172284 172290 172298 203614
容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达到平衡时体系能量的变化 | ||
A | B | C | ||
① | 2 | 1 | 0 | 0.75Q kJ |
② | 0.4 | 0.2 | 1.6 |
A. | 容器①、②中反应的平衡常数均为4 | |
B. | 容器②中达到平衡时放出的热量为0.05QkJ | |
C. | 向容器①中通入氦气,平衡时A的转化率不变 | |
D. | 其他条件不变,若容器②保持恒容绝热,则达到平衡时C的体积分数小于$\frac{2}{3}$ |