题目内容
已知:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41kJ/mol相同温度下,在体积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应.相关数据如下:
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容器 编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达平衡过程体系 |
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CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
能量的变化 |
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① |
1 |
4 |
0 |
0 |
放出热量:32.8 kJ |
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② |
0 |
0 |
1 |
4 |
热量变化:Q |
下列说法中,不正确的是( )
A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.容器②中吸收的热量O为32.8 kJ
C.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D.容器①中当CO反应速率等于H2O的反应速率时,反应可能达到平衡
C
【解析】
试题分析:根据已知方程式可知,1molCO完全反应放出41kJ热量,而容器①放出32.8 kJ热量,所以转化率为32.8 kJ÷41kJ=0.8,所以A正确;根据反应方程式中气体系数相等的特点,容器②的CO2物料配比与容器①中CO相同,所以在相同条件下反应,两种情况下的转化率相等,因为正反应为放热反应,所以逆反应应为吸热,同样吸收32.8 kJ热量,B正确;由于2容器中含C物质的转化率相同,所以CO2的浓度不相等,C错误;方程式中 CO与H2O的反应系数相等,所以反应速率相等,达到平衡时也相等,所以当CO反应速率等于H2O的反应速率时反应也有可能达到平衡,所以D正确;故选C。
( 10分)低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g) + H2O(g)
H2(g) + CO2(g) △H= a kJ·mol-1 的平衡常数随温度的变化如下表:
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温度/℃ |
400 |
500 |
850 |
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平衡常数 |
9.94 |
9 |
1 |
(1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
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时间(min) |
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
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0 |
0.200 |
0.300 |
0 |
0 |
|
2 |
0.138 |
0.238 |
0.062 |
0.062 |
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3 |
c1 |
c2 |
c3 |
c3 |
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4 |
c1 |
c2 |
c3 |
c3 |
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5 |
0.116 |
0.216 |
0.084 |
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6 |
0.096 |
0.266 |
0.104 |
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(2) t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。①与2min时相比,3min时密闭容器中混合气体的平均摩尔质量 (填增大、减小或不变)。
②表中3 min~4 min之间反应处于 状态;CO的体积分数 16% (填大于、小于或等于)。
③反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
(3)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为 。