题目内容

某研究小组利用反应CO（g）+2H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体，并进一步研究CO2与H2以不同的体积之比混合时在合适条件下的反应情况．请回答下列问题：
（1）850℃时，向一体积为10L的恒容密闭容器中通入一定量的CO（g）和H2O（g），CO（g）和H2O（g）的浓度随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是______（填序号）．
A．达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol
B．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
C．从第4min开始，混合气体的平均相对分子质量才不再变化
D．第6min时，若升高温度，该反应的化学平衡常数会减小
（2）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O（g）、1.0mol CO2和x mol H2，要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是______．
（3）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO和2.0mol H2O（g），达  到平衡时，CO的转化率是______（小数点后保留1位有效数字）．
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（1）A．由图可知，平衡时△c（CO）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故△c（H2）=△c（CO）=0.12mol/L，故n（H2）=0.12mol/L×10L=1.2mol，故A错误；
B．生成1.2mol氢气，通常条件下放出的热量为41.2kJ×
1.2mol
1mol
=49.44kJ，850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol，故B错误；
C．由图可知4min时到达平衡，随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，平衡时混合气体的平均相对分子质量不变化，故C正确；
D．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故D正确；
故选CD．
（2）由图可知，平衡时CO的浓度为0.08mol/L，则：
             CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
开始（mol/L）：0.2    0.3       0       0      
变化（mol/L）：0.12   0.12      0.12    0.12
变化（mol/L）：0.08   0.18      0.12    0.12
故平衡常数k=
0.12×0.12
0.08×0.18
=1，
平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即
1×x
1×3
＜1，解得x＜3，
故答案为：x＜3；
（3）令平衡时参加反应的CO为ymol，则：
           CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
开始（mol）：1       2       0        0      
变化（mol）：y       y       y        y
变化（mol）：1-y     2-y     y        y 
反应前后气体体积不变，故
y×y
(1-y)×(2-y)
=1，解得y=
2
3
mol，
故CO的转化率为
2
3
mol
1mol
×100%=66.7%，
故答案为：66.7%．
练习册系列答案
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某研究小组利用反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+2H2（g）△H=-41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体，并进一步研究CO2与H2以不同的体积之比混合时在合适条件下的反应情况．请回答下列问题：
（1）850℃时，向一体积为10L的恒容密闭容器中通入一定量的CO（g）和H2O（g），CO（g）和H2O（g）的浓度随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是
CD
CD
（填序号）．
A．达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol
B．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
C．从第4min开始，混合气体的平均相对分子质量才不再变化
D．第6min时，若升高温度，该反应的化学平衡常数会减小
（2）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O（g）、1.0mol CO2和x mol H2，要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是
x＜3
x＜3
．
（3）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO和2.0mol H2O（g），达  到平衡时，CO的转化率是
66.7%
66.7%
（小数点后保留1位有效数字）．

在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：
CO2(g) + H2(g)   CO(g) + H2O(g)，其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：

t℃
700
800
850
1000
1200
K
2.6
1.7
1.0
0.9
0.6
(1) K的表达式为：　         　  　　；该反应的正反应为　　        　反应（“吸热”或“放热”）
(2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是：               
Ａ．容器中压强不变　　      Ｂ．混合气体中CO浓度不变
Ｃ．v(H2)正= v(H2O)逆　　    D．c(CO2) = c(CO)　
（3）某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)  △H=－41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算为标准状况下体积）CO2，则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是                                。
（4）如将H2与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：
CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O（1）  ΔH1＝－890.3 kJ/mol 
H2(g) + 1/2O2(g)  H2O（1）           ΔH2＝－285.8 kJ/mol 
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                     。
（5）熔融盐燃料电池如下图：

该图是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

近年来，由于温室效应和资源短缺等问题，关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H＝－41.2kJ/mol ，制备CO2与H2 的混合气体，并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用。

(1) 已知：850℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O浓度变化如图1所示：

下列说法正确的是       （填序号）

A.达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol

B.达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量

C.在0—4min，混合气体的平均相对分子质量增大

D.第6min时，若升高温度，反应平衡常数会减小

E.第8min时，若充入氦气，会导致v正(CO)＜v逆(H2O)

(2) 850 ℃时，若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是                         。

(3) 如将H2 与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：

CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1＝－890.3 kJ/mol

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)            ΔH2＝－285.8 kJ/mol

则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                               。

(4) 熔融盐燃料电池(见图2）是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是________。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448 L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

 

在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：

CO2(g) + H2(g)   CO(g) + H2O(g)，其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：

t℃

700

800

850

1000

1200

K

2.6

1.7

1.0

0.9

0.6

(1) K的表达式为：　         　  　　；该反应的正反应为　　        　反应（“吸热”或“放热”）

(2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是：               

Ａ．容器中压强不变　　      Ｂ．混合气体中CO浓度不变

Ｃ．v(H2)正= v(H2O)逆　　    D．c(CO2) = c(CO)　

（3）某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)  △H=－41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算为标准状况下体积）CO2，则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是                                。

（4）如将H2与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：

CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O（1）  ΔH1＝－890.3 kJ/mol 

H2(g) + 1/2O2(g)  H2O（1）           ΔH2＝－285.8 kJ/mol 

则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                     。

（5）熔融盐燃料电池如下图：

该图是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

 
近年来，由于温室效应和资源短缺等问题，关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H=－41.2kJ/mol ，制备CO2与H2 的混合气体，并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用。
(1)已知：850℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O浓度变化如图1所示：
下列说法正确的是__________（填序号）   
A.达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol    
B.达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量    
C.第4min始，混合气体的平均相对分子质量不再变化    
D.第6min时，若升高温度，反应平衡常数会减小    
E.第8min时，若充入氦气，会导致v正(CO)<v逆(H2O)
(2) 850 ℃时，若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是________。
(3)研究小组采用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L 1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算为标准状况下体积）CO2，则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是________________。
(4) 如将H2 与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。
已知：CH4(g) + 2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1＝－890.3 kJ/mol   
H2(g) + 1/2O2(g)H2O(l)     ΔH2＝－285.8 kJ/mol   
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是__________________。
(5) 熔融盐燃料电池(见图2）是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是________。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448 L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

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