题目
题型:不详难度:来源:
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
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①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
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④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 | T(°C) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
ⅰ | 150 | ½ | 0.1 |
ⅱ | ________ | ________ | 5 |
ⅲ | 350 | ________ | 5 |
答案
⑥
实验编号 | T(°C) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
ⅰ | | | |
ⅱ | 150 | 1/3 | |
ⅲ | | 1/3 | |
解析
CH4(g)+H2O(g)
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起始: 1.0 mol 2.0 mol 0 0
变化: 0.5 mol 0.5 mol 0.5 mol 1.5 mol
平衡: 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 1.5 mol
v(H2)=(1.5 mol/100 L)/5 min=0.0030 mol/(L·min)。
K=[c(CO)×c3(H2)]/[c(CH4)×c(H2O)]=0.005×0.0153/(0.005×0.015)=2.25×10-4。
在其他条件不变的情况下降低温度,正逆化学反应速率都减小。
(2)④因反应自发进行,故ΔG=ΔH-TΔS<0,ΔH<0,反应前后分子数减小,故ΔS<0。⑤由于ΔH<0,则升高温度,平衡逆向移动,甲醇产率降低,A不合题意;将CH3OH(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,甲醇产率增加,B符合题意;充入He,使体系总压强增大,但各物质的浓度不变,平衡不移动,C不合题意;再充入1 mol CO和3 mol H2,相当于增大反应物浓度,平衡正向移动,D符合题意。⑥显然该同学通过“控制变量法”探究温度、压强对化学平衡的影响,探究的前提只能是改变一个条件,而其他条件不变,故实验ⅱ的温度是150°C,n(CO)/n(H2)=1/3,同样实验ⅲ中n(CO)/n(H2)=1/3。
核心考点
试题【甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室】;主要考察你对化学平衡状态的判断等知识点的理解。[详细]
举一反三
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时间(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
t1℃ | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
t2℃ | 20 | a | b | c |
下列说法一定正确的是( )
A.正反应为吸热反应
B.如果t2℃<t1℃,那么a>b=c,且a=10+0.5b
C.如果t2℃<t1℃,那么t2℃达到平衡的时间介于1 000 s至1 500 s之间
D.如果t2℃>t1℃,那么b>10.08
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=0.100 mol/L、c(B)=0.200 mol/L及c(C)=0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108192525-30368.jpg)
请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:
② ;
③ 。
(2)实验②平衡时B的转化率为 ;实验③平衡时C的浓度为 。
(3)该反应的ΔH 0,其判断理由是 。
(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率:
实验②:v(B)= 。
实验③:v(C)= 。
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变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。试回答下列问题:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108192519-64807.jpg)
(1)化学方程式中a= ,反应物A的状态是 。
(2)该反应的焓变值ΔH (填“>”或“<”)0,在不改变其他条件的情况下增加B的物质的量,平衡 (填“正”或“逆”)向移动,平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)。
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(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)=________。
(2)反应进行至2 min时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示,3 min时再次达到平衡,则ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)5 min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。下列说法正确的是________(填写编号)。
a.v正先增大后减小 b.v正先减小后增大
c.v逆先增大后减小 d.v逆先减小后增大
表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。
(4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态:_____________。
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请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:
②______________________________________________;
③______________________________________________;
(2)实验②平衡时B的转化率为________;实验③平衡时C的浓度为________________;
(3)该反应的ΔH________0,其判断理由是_________________________________;
(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率:
实验②:vB=________;
实验③:vC=________。
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