题目内容

(10分)工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。

(1)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)= ; H2的平衡转化率为_________________________。

(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。写出反应的热化学方程式 。

(3)该温度下,反应平衡常数K=______(填数值)。

(4)恒容条件下,下列措施中能使反应体系中增大的措施有 。

A.升高温度 B.充入He气

C.再充入2 molH2 D.使用催化剂

23.(1)0.075mol·L-1·min-1 75%

(2)CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol-1 (3)12 (4)C

【解析】

试题分析:(1)根据V (CO)=△C/△t=(1-0.25)mol/L÷10min=0.075mol·L-1·min-1,根据反应掉的物质的量浓度的比值与化学计量数成正比,CO反应掉0.75mol/L,则氢气反应掉1.5mol/L,H2的平衡转化率为(1.5×2)÷3×100%=75%。

(2)根据图像可知,反应物的能量高于生成物的能量,该反应为放热反应,放出的热量为510-419=91kJ,

所以该反应的热化学方程式为CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol-1,

(3)根据 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

开始浓度 1 2 0

变化浓度 0.75 1.5 0.75

平衡浓度 0.25 0.5 0.75 K=0.75÷(0.5×0.5×0.25)=12

(4) A.升高温度,平衡逆向移动,甲醇的量减少,CO的量增多,比值减小,错误;B.充入He气,体积不变,平衡不移动,比值不变,错误;C.再充入2 molH2,平衡正向移动,甲醇的量增多,CO的量减少,比值增大,正确; D.使用催化剂不影响平衡,比值不变,选C。

考点:考查化学反应速率、平衡转化率、化学平衡常数的计算,影响平衡的因素等知识。

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