题目内容


在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如下表:

实验

编号

温度/℃

起始时物质的量/mol

平衡时物质的量/mol

n(X)

n(Y)

n(M)

700

0.40

0.10

0.090

800

0.10

0.40

0.080

800

0.20

0.30

a

900

0.10

0.15

b

下列说法正确的是(  )

A.实验①中,若5 min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5 min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol·L-1·min-1

B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0

C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%

D.实验④中,达到平衡时,b>0.060


C [解析] 根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比, v(N)=v(M)==1.0×10-3mol·L-1·min-1,A项错误;

实验②中      X(g)+Y(g) M(g)+ N(g)

c起始(mol·L-1)  0.01  0.04  0  0

c转化(mol·L-1)  0.008  0.008  0.008  0.008

c平衡(mol·L-1)  0.002  0.032  0.008  0.008

求得:K=1.0,B项错误;

根据温度相同,则K相等,

      X(g)+ Y(g) M(g)+ N(g)

c起始(mol·L-1)  0.02  0.03  0  0

c转化(mol·L-1a  a  a  a

c平衡(mol·L-1)  0.02-a  0.03-a  a  a

K=1.0,求得a=0.012,则X的转化率=×100%=60%,C项正确;根据上述三段式求得,在700 ℃,K≈2.6,则温度升高,K减小,该反应为放热反应,若④的温度为800 ℃,此时与③为等效平衡,b=0.060,但④的温度为900 ℃,则平衡逆向移动,b<0.060,则D项错误。


练习册系列答案
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 乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产或间接水合法生产。回答下列问题:

(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式:________________________________________。

(2)已知:

甲醇的脱水反应

2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH1=-23.9 kJ·mol-1

甲醇制烯烃的反应

2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g)

ΔH2=-29.1 kJ·mol-1

乙醇的异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)

ΔH3=+50.7 kJ·mol-1

则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH________kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是____________________________________。

(3)如图所示为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=____________________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

②图中压强(p1p2p3p4)的大小顺序为____,理由是___________________。

③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 ℃、压强6.9 MPa,n(H2O)∶n(C2H4)=0.6∶1。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可采取的措施有________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。


煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:

CaSO4(s)+CO(g)CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)

CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)

请回答下列问题:

(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________。

(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp=________(用表达式表示)。

(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1 )大于反应Ⅱ的速率(v2 ),则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。

(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是____________________________________________________________________。

                      A      B

                       C      D

(5)图(a)为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________。

A.向该反应体系中投入石灰石

B.在合适的温度区间控制较低的反应温度

C.提高CO的初始体积百分数

D.提高反应体系的温度

(6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图(b)画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。

 

     (a)            (b)

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