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(12分)化学平衡原理在工农业生产中发挥着重要的指导作用。
(1)反应C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K的表达式为 ;
已知C(s) +H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数为K1;H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g)的平衡常数为K2 ,则K与K1、K2二者的关系为 。
(2) 已知某温度下,反应2SO2+O2
2SO3,的平衡常数K=19
在该温度下的体积固定的密闭容器中充入C(SO2)=1mol·L-1,C(O2)=1mol·L-1,当反应在该温度下SO2转化率为80%时,该反应 (填“是”或“否”)达到化学平衡状态,若未达到,向 (填“正反应”或“逆反应”) 方向进行。
(3)对于可逆反应:aA(g) +bB(g)cC(g)+dD(g) △H = a kJ·mol-1;
若a+b>c+d,增大压强平衡向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;若升高温度,平衡向逆反应方向移动,则a_______0(填“>”或“<”)
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(1)工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,在恒容容器中,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+2H2(g)
①下列措施中能说明反应达到平衡状态的是___________
| A.体系压强保持不变 |
| B.混合气体的密度保持不变 |
| C.CO与H2的浓度之比为1∶2 |
| D.单位时间内,消耗2molH2的同时消耗1mol CH3OH |
(2)已知: CO(g)+
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式为 __________
(15分)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
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(1)反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。
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(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 。
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(4)甲醇燃料电池有着广泛的用途,同时Al—AgO电池是应用广泛的鱼雷电 池,其原 理 如右图所示。该电池的负极反应式是 。
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(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为 。
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CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
①若起始浓度分别为c(CO)=3 mol·L-1,c(H2O)=0.75 mol·L-1时,达到平衡后CO的转化率为20%。
②若起始浓度分别为c(CO)=3 mol·L-1,c(H2O)=4.5 mol·L-1时,达到新平衡后CO的转化率为60%。
试通过分析和计算完成下列问题:
在830 K时,现以起始浓度分别为c(CO)=a mol·L-1,c(H2O)=b mol·L-1投料,发生以上反应,测得平衡后c(H2)=c mol·L-1。
(1)选择回答:在多次实验中,若保持b不变而减小a,则达到平衡后CO的转化率____________,H2O的转化率_______________。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
(2)当a=4,c=1.5时,b=__________________。
(3)当a=2b时,a∶c=___________________。
(4)a、b、c在该平衡体系中的关系式为________________________。
(提示:先分别计算两种情况下水的转化率,找出CO、H2O转化率之间的数量关系)
查看习题详情和答案>>(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mo1-1
①该反应在高温下______自发进行(填“能”或“不能”)
②恒温下,在容积不变的密闭容器中,进行如上可逆反应.一段时间后,下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是:______.
Ⅰ混合气体的密度;Ⅱ容器内气体的压强;Ⅲ混合气体的总物质的量,ⅣCO物质的量浓度
A.只有Ⅳ.
B只有Ⅰ和Ⅳ
C.只有Ⅱ和Ⅲ
D.只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ
(2)水煤气再进一步反应可制取氢气.反应为H2O(g)+CO(g)?H2(g)+CO2(g),某温度下该反应的平衡常数K=4/9.该温度下在甲、乙、丙三个恒温密闭容器中,只投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度下表所示.下列判断不正确的是______
| 起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
| c(H2)/mo1/L | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
| c(CO2)/moI/L | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
B.平衡时甲中和丙中的H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中的c(CO2)是甲中的2倍,是0.102mol/L
D.平衡时,乙中的CO2的转化率大于60%
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来制取甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),下图表示该反应进行过程中能量的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,冲入1mo1CO2和3mo1H2反
①下列措施中能使平衡混合物中c(CH3OH))增大的是______
A.升高温度
B.冲入He(g)使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再冲入1mo1CO2和3mo1H2
②在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2)=2.4mo1;其他条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2)=0.82mol,则得T1______T2(填“>”、“<”或“=”)
(4)在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇(常温下为液体).CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mo1、△H=-285.5kJmo1
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式:______
②该转化的积极意义是______
有人提出,可以设计反应CO2=C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO2对环境的影响.请你判断是否可行并说出理由:______.