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工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH
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图1 (图中表示生成1mol物质时的能量) 图2
(1)根据图1请写出合成甲醇的热化学方程式
(2)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如上图2。t1时改变了某种条件,改变的条件可能是 。
(3)判断反应达到平衡状态的依据是 (填字母序号)。
| A.2v(H2)(逆) =v(CO)(正) | B.混合气体的密度不变 |
| C.混合气体的平均相对分子质量不变 | D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
(4)在一定温度下,若将4a mol H2和2amol CO放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为 。若此时再向该容器中投入a mol CO、2amol H2和amol CH3OH,判断平衡移动的方向是 (“正向移动”“逆向移动”或“不移动”);与原平衡相比,CO的物质的量浓度 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(5)某甲烷燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料做电极。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,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见图)。A物质的化学式是_________;该原电池的负极反应式可表示为 。
工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH
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图1 (图中表示生成1mol物质时的能量) 图2
(1)根据图1请写出合成甲醇的热化学方程式
(2)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如上图2。t1时改变了某种条件,改变的条件可能是 。
(3)判断反应达到平衡状态的依据是 (填字母序号)。
A.2v(H2)(逆) =v(CO)(正) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
E.容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1:2:1
(4)在一定温度下,若将4a mol H2和2amol CO放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为 。若此时再向该容器中投入a mol CO、2amol H2和amol CH3OH,判断平衡移动的方向是 (“正向移动”“逆向移动”或“不移动”);与原平衡相比,CO的物质的量浓度 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(5)某甲烷燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料做电极。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,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见图)。A物质的化学式是_________;该原电池的负极反应式可表示为 。
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(1)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
②以下有关说法正确的是__________________
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得 c(CO)= 0.2mol/L,则CO的转化率为80%
(2)已知在常温常压下
①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ·mol-1
则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=____________kJ·mol-1
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有______ 个电子发生转移。
(4)以上述电池做电源,用右上图所示装置,在实验室中模拟铝制品表面 “钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是 _________(用相关的电极反应式和离子方程式表示)
(14分)在450℃并有催化剂存在下,于一容积恒定的密闭容器内进行下列反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=―190 kJ·mol—1
(1)该反应500℃时的平衡常数________450℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
(2)450℃时,在一2L密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是
(3)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是___________________(用文字表达),10min到15min的曲线变化的原因可能是 (填字母)。
A.加了催化剂 B.缩小容器体积
C.降低温度 D.增加SO3物质的量
(4)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是______。
(填字母)
a.向装置中再充入N2 b.向装置中再充入O2
c.改变反应的催化剂 d.升高温度
(5)利用图中数据计算450℃时反应进行至15min时,SO2的平衡转化率为: 。
(6)450℃时,另一2L容积不变的密闭容器中,测得某时刻各物质的量如下:
n(SO2)=0.4mol,n(O2)=0.2mol,n(SO3)=0.8mol,则此时该反应向 进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
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(14分)在450℃并有催化剂存在下,于一容积恒定的密闭容器内进行下列反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) △H=―190 kJ·mol—1
(1)该反应500℃时的平衡常数________450℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
(2)450℃时,在一2L密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是 ![]()
(3)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是___________________(用文字表达),10min到15min的曲线变化的原因可能是 (填字母)。
| A.加了催化剂 | B.缩小容器体积 |
| C.降低温度 | D.增加SO3物质的量 |
(填字母)
a.向装置中再充入N2 b.向装置中再充入O2
c.改变反应的催化剂 d.升高温度
(5)利用图中数据计算450℃时反应进行至15min时,SO2的平衡转化率为: 。
(6)450℃时,另一2L容积不变的密闭容器中,测得某时刻各物质的量如下:
n(SO2)=0.4mol,n(O2)=0.2mol,n(SO3)=0.8mol,则此时该反应向 进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。 查看习题详情和答案>>