题目内容
(1)在压强为0.1MPa条件下,将amolCO与3amolH2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)
①该反应的△H 0,△S 0(填“<”、“>”或“=”).
②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1mol CO和3mol H2
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ?mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ?mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为 .
(3)在一密闭容器中充入1mol H2和1mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)═2HI(g)△H<0.改变下列条件能加快化学反应速率的是 .
(a)保持容器容积不变,向其中加入1mol H2.
(b)保持容器容积不变,向其中加入1mol N2(N2不参加反应).
(c)保持容器内气体压强不变,向其中加入1mol N2(N2不参加反应).
(d)保持容器内气体压强不变,向其中加入1mol H2(g)和1mol I2(g).
(e)提高起始的反应温度.
①该反应的△H
②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1mol CO和3mol H2
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ?mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ?mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
(3)在一密闭容器中充入1mol H2和1mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)═2HI(g)△H<0.改变下列条件能加快化学反应速率的是
(a)保持容器容积不变,向其中加入1mol H2.
(b)保持容器容积不变,向其中加入1mol N2(N2不参加反应).
(c)保持容器内气体压强不变,向其中加入1mol N2(N2不参加反应).
(d)保持容器内气体压强不变,向其中加入1mol H2(g)和1mol I2(g).
(e)提高起始的反应温度.
考点:反应热和焓变,热化学方程式,化学反应速率的影响因素,化学平衡的调控作用
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题,化学反应速率专题
分析:(1)①大多数的化合反应是放热反应,根据反应物和产物气体系数和的大小可以判断熵变符号;
②根据化学平衡移动原理,增加甲醇产率,即使化学平衡正向移动即可;
(2)根据盖斯定律来计算化学反应的焓变;
(3)在恒定温度下,反应速率的影响因素取决于浓度和压强,浓度越大,反应速率越大,如通入和反应物无关气体,参加反应的物质的浓度不变,则反应速率不变,如压强不变,通入和反应无关的气体,但体积增大,反应物的浓度减小,则反应速率减小,以此解答该题.
②根据化学平衡移动原理,增加甲醇产率,即使化学平衡正向移动即可;
(2)根据盖斯定律来计算化学反应的焓变;
(3)在恒定温度下,反应速率的影响因素取决于浓度和压强,浓度越大,反应速率越大,如通入和反应物无关气体,参加反应的物质的浓度不变,则反应速率不变,如压强不变,通入和反应无关的气体,但体积增大,反应物的浓度减小,则反应速率减小,以此解答该题.
解答:
解:(1)①大多数的化合反应是放热反应,焓变小于零,该反应中,反应物的系数和大于产物气体系数和,所以该反应是熵减的反应,熵变小于零,
故答案为:<;<;
②A.该反应是放热的,升高温度,平衡逆向进行,会减小甲醇产率,故A错误;
B.将CH3OH(g)从体系中分离,会促使平衡正向移动,提高甲醇的产率,故B正确;
C.充入He,使体系总压强增大,体积不变,各组分浓度不变,所以平衡不会移动,不会改变甲醇产率,故C错误;
D.再充入1mol CO和3molH2,增大压强,平衡右移,有利提高甲醇的产率,故D正确;
故选BD.
(2)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol,
②CO(g)+2 H2(g)=CH3OH(g)△H=+129.0 kJ/mol,
将方程式①-②得CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+206.0kJ/mol-(-129.0kJ/mol)=+77.0 kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1;
(3)(a)保持容器容积不变,向其中加入1molH2,反应物浓度增大,反应速率增大,故a正确;
(b)保持容器容积不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),参加反应的物质的浓度不变,则反应速率不变,故b错误;
(c)保持容器内气体压强不变,向其中加入1mol氮气,则体积增大,反应物的浓度减小,则反应速率减小,故c错误;
(d)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1molI2(g),因体积增大为2倍,物质的量增大为2倍,则浓度不变,反应速率不变,故d错误;
(e)提高起始的反应温度,会加快反应速率,故e正确.
故选(a)(e).
故答案为:<;<;
②A.该反应是放热的,升高温度,平衡逆向进行,会减小甲醇产率,故A错误;
B.将CH3OH(g)从体系中分离,会促使平衡正向移动,提高甲醇的产率,故B正确;
C.充入He,使体系总压强增大,体积不变,各组分浓度不变,所以平衡不会移动,不会改变甲醇产率,故C错误;
D.再充入1mol CO和3molH2,增大压强,平衡右移,有利提高甲醇的产率,故D正确;
故选BD.
(2)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol,
②CO(g)+2 H2(g)=CH3OH(g)△H=+129.0 kJ/mol,
将方程式①-②得CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+206.0kJ/mol-(-129.0kJ/mol)=+77.0 kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1;
(3)(a)保持容器容积不变,向其中加入1molH2,反应物浓度增大,反应速率增大,故a正确;
(b)保持容器容积不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),参加反应的物质的浓度不变,则反应速率不变,故b错误;
(c)保持容器内气体压强不变,向其中加入1mol氮气,则体积增大,反应物的浓度减小,则反应速率减小,故c错误;
(d)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1molI2(g),因体积增大为2倍,物质的量增大为2倍,则浓度不变,反应速率不变,故d错误;
(e)提高起始的反应温度,会加快反应速率,故e正确.
故选(a)(e).
点评:本题考查化学反应速率,侧重于影响因素的考查,难度不大,注意把握影响因素,注意惰性气体的特点.
练习册系列答案
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