题目内容

工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO ( g ) + 2H2 ( g )  CH3OH ( g )    △H=-116kJ/mol
(1)该反应的化学平衡常数表达式为                       ;
(2)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是         (填字母序号) 。
a.随时将CH3OH与反应混合物分离     b.降低反应温度
c.使用高效催化剂                    d.增大体系压强
(3)一定条件下,将1 mol CO与3 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是       (填字母序号).
a.c ( H2 )减少                 b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加     d.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小
(4) 在密闭容器中充有1mol CO与2 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,CO的转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。

①A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间,tA       tC(填“大于”、“小于’’或“等于")。
②若A点时容器的体积为1 L,该温度下B点的平衡常数  K=            。 

(1)[CH3OH] / [ CO][H2]2  (2)d   (3)cd  (4)①大于  ② 1 L2·mol-2

解析试题分析:结合方程式不难得知有利于增大反应的速率且提高转化率的方法为增大体系压强;(3)将容器的容积压缩会导致平衡正向移动,所以c、d正确;(4)因为C点的温度高,所以反应速率快;根据A点时CO的转化率,结合平衡常数表达式计算K=1 L2·mol-2,而B点与A点同温度,所以K相同。
考点:化学平衡的移动、化学平衡常数的计算。

练习册系列答案
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(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图所示,其中a、c二步的化学方程式可表示为:

SO2+V2O5SO3+ V2O4
4VOSO4+O22V2O5+4SO3。
该反应的催化剂是        (写化学式)
(2) 550 ℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 M Pa。试计算反应2SO32SO2+O2在550 ℃时的平衡常数K=     。

(3)550 ℃时,将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应 达平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是       
A.升高温度                  
B.充入He(g),使体系总压强增大
C.再充入2 mol SO2和1 mol O2 
D.再充入1 mol SO2和1 mol O2
(4)维持温度不变条件下使之发生如下反应:2SO2+O22SO3,有两只密闭容器A和B。A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如下图所示)。

试填写下列空格:
A容器达到平衡时所需的时间比B容器__________(填:“短或长”);平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_______(填:“大或小”);达到所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数_________。

我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):

(1)“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒温恒容的条件下,欲提高CH4的反应速率和转化率,下列措施可行的是     。
A、增大压强    B、升高温度 C、充入He气   D、增大水蒸气浓度
(2)“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:

温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
 
提高氢碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值   (填“增大”、“不变”或“减小”);若该反应在400℃时进行,起始通入等物质的量的H2O和CO,反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3,此时v(正)   v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)有关合成氨工业的说法中正确的是     。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
(4)生产尿素过程中,理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为  ,而实际生产过程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,这是因为     。
(5)当甲烷合成氨气的转化率为60%时,以3.0×108 L甲烷为原料能够合成     L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)

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