合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料.從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3

請(qǐng)回答下列問題:
(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示.反應(yīng)進(jìn)行的前5min內(nèi),v(H2)=
0.3mol/(L?min)
0.3mol/(L?min)
;10min時(shí),改變的外界條件可能是
升高溫度
升高溫度

(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等.在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過程中溫度不變.已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象

(3)反應(yīng)③中△H3=
-41.2kJ/mol
-41.2kJ/mol
.800℃時(shí),反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表:
CO H2O CO2 H2
0.5mol 8.5mol 2.0mol 2.0mol
此時(shí)反應(yīng)③中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是
a
a
(填代號(hào)).
a.v(正)>v(逆)       b.v(正)<v(逆)        c.v(正)=v(逆)       d.無法判斷.
分析:(1)根據(jù)圖可知,前5min內(nèi)甲烷的濃度由1.00mol/L減小為0.50mol/L,以此計(jì)算v(H2),由圖可知,10min時(shí)甲烷的濃度繼續(xù)減小,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng);
(2)甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,且甲、乙兩容器初始容積相等,由圖可知,甲的體積不變,乙的壓強(qiáng)不變,則假定甲不變,乙中發(fā)生CH4+CO2?2CO+2H2,其體積增大,則相當(dāng)于壓強(qiáng)減小,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率增大,但壓強(qiáng)小,反應(yīng)速率減慢,則達(dá)到平衡的時(shí)間變長;
(3)根據(jù)蓋斯定律可知,①-②可得反應(yīng)③,再利用Q與K的關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向,從而確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系.
解答:解:(1)根據(jù)圖可知,前5min內(nèi)甲烷的濃度由1.00mol/L減小為0.50mol/L,則v(CH4)=
1.00mol/L-0.50mol/L
5min
=0.1mol/(L?min),由化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于反應(yīng)速率之比,
則v(H2)=3×0.1mol/(L?min)=0.3mol/(L?min),由圖可知,10min時(shí)甲烷的濃度繼續(xù)減小,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則升高溫度符合題意,
故答案為:0.3 mol/(L?min);升高溫度;
(2)甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,且甲、乙兩容器初始容積相等,由圖可知,甲的體積不變,乙的壓強(qiáng)不變,則假定甲不變,乙中發(fā)生CH4+CO2?2CO+2H2,其體積增大,則相當(dāng)于壓強(qiáng)減小,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率增大,但壓強(qiáng)小,反應(yīng)速率減慢,則達(dá)到平衡的時(shí)間變長,則乙中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象為
,故答案為:;
(3)根據(jù)蓋斯定律可知,①-②可得反應(yīng)③,則△H3=+206.1kJ/mol-(+247.3kJ/mol)=-41.2kJ/mol,
800℃時(shí),反應(yīng)③的K=1.0時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,化學(xué)平衡不移動(dòng);
由表格中的數(shù)據(jù)可知,氣體的體積相同,則物質(zhì)的量與濃度成正比,Q=
2.0×2.0
2.0×8.5
<K=1.0,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,即選a,
故答案為:-41.2 kJ/mol;a.
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算,化學(xué)平衡的移動(dòng)及反應(yīng)方向的判斷,難度較大,(2)是學(xué)生解答中的難點(diǎn),注意利用思維轉(zhuǎn)化的方法來解答.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2010?梅州一模)合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示.反應(yīng)進(jìn)行的前5min內(nèi),v(H2)=
0.3mol/(L?min)
0.3mol/(L?min)
;10min時(shí),改變的外界條件可能是
升高溫度或充入水蒸氣
升高溫度或充入水蒸氣

(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等.在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol,并維持反應(yīng)過程中溫度不變.已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象.
(3)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ/mol在800℃時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表:
CO H2O CO2 H2
0.5mol 8.5mol 2.0mol 2.0mol
此時(shí)反應(yīng)中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是
a
a
(填序號(hào)).
a.v(正)>v(逆)       b.v(正)<v(逆)        c.v(正)=v(逆)       d.無法判斷.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料.從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3
請(qǐng)回答下列問題:
(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示.10min時(shí),改變的外界條件可能是
升高溫度
升高溫度


(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等.在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過程中溫度不變.已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象.
(3)反應(yīng)③中△H3=
-41.2kJ/mol
-41.2kJ/mol
.800℃時(shí),反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表:
CO H2O CO2 H2
0.5mol 8.5mol 2.0mol 2.0mol
此時(shí)反應(yīng)③中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是
a
a
(填代號(hào)).
a.v(正)>v(逆)   b.v(正)<v(逆)   c.v(正)=v(逆)  d.無法判斷
(4)800K時(shí)下列起始體積相同的密閉容器中充入2mol SO2、1mol O2,其反應(yīng)是2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H=-96.56kJ?mol-1,甲容器在反應(yīng)過程中保持壓強(qiáng)不變,乙容器保持體積不變,丙容器維持絕熱,三容器各自建立化學(xué)平衡.
①達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)K(甲)
=
=
K(乙)
K(丙)(填“>”、“<”或“=”).
②達(dá)到平衡時(shí)SO2的濃度C(SO2)(甲)
C(SO2)(乙
C(SO2)(丙)(填“>”、“<”或“=”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料.從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生為:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol
請(qǐng)回答下列問題:
(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示.反應(yīng)中處于平衡狀態(tài)的時(shí)間為
5~10分鐘、12分鐘后
5~10分鐘、12分鐘后
;10min時(shí),改變的外界條件可能是
升高溫度
升高溫度

(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等.在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過程中溫度不變.已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象.
(3)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) 800℃時(shí),反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0.
①某時(shí)刻測(cè)得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表:
CO H2O CO2 H2
0.5mol 8.5mol 2.0mol 2.0mol
此時(shí)反應(yīng)中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是
a
a
(填代號(hào)).
a.v(正)>v(逆)     b.v(正)<v(逆)      c.v(正)=v(逆)     d.無法判斷
②800℃時(shí),向體積為2L的密閉容器中充入2mol CO和4mol H2O,求達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料。從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:

① CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)   ΔH1=+206.1 kJ/mol

② CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  ΔH2=+247.3 kJ/mol

③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)    ΔH3

請(qǐng)回答下列問題:

⑴ 在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示。反應(yīng)進(jìn)行的前5 min內(nèi), v(H2)=  ▲  ;10 min時(shí),改變的外界條件可能是  ▲  。

⑵ 如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過程中溫度不變。已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖像如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖像。

⑶ 反應(yīng)③中ΔH3  ▲  。800℃時(shí),反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表:

CO

H2O

CO2

H2

0.5 mol

8.5 mol

2.0 mol

2.0 mol

此時(shí)反應(yīng)③中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是  ▲  (填代號(hào))。

a.v(正)>v(逆)       b.v(正)<v(逆)        c.v(正)=v(逆)       d.無法判斷

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