甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應(yīng)I和II，用CH4和H2O為原料來制備甲醇：
CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2 (g)……I   CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……II。
（1）將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容積為100L反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖。

①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min，則用H2表示的平均反應(yīng)速率為____________________。
②圖中的P1_________P2（填“<”、“>”或“=”），100℃時(shí)平衡常數(shù)的值為__________ 。
（2）在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下， 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下，自發(fā)反應(yīng)Ⅱ，生成甲醇。
③該反應(yīng)的△H ____ 0；若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是________。
A．升高溫度B．將CH3OH(g)從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大D．再充入1mol CO和3mol H2
④為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計(jì)三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
T(℃)
N(CO)/n(H2)
P（Mpa）
i
150
1/3
0.1
ii
 
 
5
iii
350
 
5
 
a．請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
b．根據(jù)反應(yīng)II的特點(diǎn)，在給出的坐標(biāo)圖中，畫出在5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢(shì)曲線示意圖，并標(biāo)明壓強(qiáng)。
（1）①0.003mol/（L·min）（2分）   ②<（2分）2.25×10-4（3分）  ­
（2）③<（2分） BD（2分）   ④a．（見下表，3分）   b．（見下圖，2分）

實(shí)驗(yàn)編號(hào)
T（℃）
n（CO）/n（H2）
P（Mpa）
i
150
1/3
0.1
ii
150
1/3
5
iii
350
1/3
5
 

試題分析：⑴①0.003mol/（L·min）   ②<2.25×10-4    ⑵③反應(yīng)Ⅱ?yàn)殪販p的反應(yīng)，要自發(fā)反應(yīng)必須為放熱反應(yīng)，故△H < 0,若容器容積不變，可增加甲醇產(chǎn)率的措施有BD。④a通過“控制變量法”探究外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，探究的前提只能是改變一個(gè)條件，而其它條件不變，由此可得：Ⅱ中溫度為150℃，n （CO）/n（H2）=1/3，Ⅲ中n （CO）/n（H2）為1/3；
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
（1）在T℃時(shí)，將0．6molH2和0．4molN2置于容積為2 L的密閉容器中(壓強(qiáng)為mPa)發(fā)生反應(yīng)：3H2+N22NH3 △H<0。若保持溫度不變，某興趣小組同學(xué)測(cè)得反應(yīng)過程中容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖所示：8 min內(nèi)分鐘NH3的平均生成速率為   mol·L-1·min-1。

（2）仍在T℃時(shí)，將0．6molH2和0．4molN2置于一容積可變的密閉容 器中。
①下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是      (填序號(hào))。
a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為l：3：2
b．3v正(N2)=v逆(H2)
c．3v正(H2)=2v逆(NH3)
d．混合氣體的密度保持不變
e．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化
②該條件下達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)與題（1）條件下NH3的體積分?jǐn)?shù)相比          (填“變大”“變小”或“不變”)。
③達(dá)到平衡后，改變某一條件使反應(yīng)速率發(fā)生了如圖所示的變化，改 變的條件可能是         。

a．升高溫度，同時(shí)加壓
b．降低溫度，同時(shí)減壓
c．保持溫度、壓強(qiáng)不變，增大反應(yīng)物濃度
d．保持溫度、壓強(qiáng)不變，減小生成物濃度
（3）硝酸廠的尾氣含有氮氧化物，不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。   氨氣能將氮氧化物還原為氮?dú)夂退�，其反�?yīng)機(jī)理為：
2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)  H=-akJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-bkJ·mol-1
則NH3直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為：              。
若標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO與NO2混合氣體40．32L被足量氨水完全吸收，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)?2．56L。該混合氣體中NO與NO2的體積之比為       。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

在80℃時(shí)，將0.40mo1的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2O42NO2 △H>0，隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：
       t/s
n/mol
0
20
40
60
80
100
n(N2O4)
0.40
a
0.20
c
d
e
n(NO2)
0.00
0.24
b
0.52
0.60
0.60
（1）計(jì)算0～20s內(nèi)用NO2表示的平均反應(yīng)速率為     mo1?L—1?s—1。
（2）計(jì)算在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    （請(qǐng)注明單位）。
（3）反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度升高，混合氣體的顏色    （填“變淺”“變深”或“不變”）。
（4）要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施有    （填序號(hào)）。
A．增大N2O4的起始濃度
C．使用高效催化劑
B．向混合氣體中通入NO2
D．升高溫度
（5）如圖是80℃時(shí)容器中N2O4物質(zhì)的量的變化曲線，請(qǐng)?jiān)谠搱D中補(bǔ)畫出（不用計(jì)算，定性處理）該反應(yīng)在60℃時(shí)N2O4物質(zhì)的量的變化曲線。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

活性炭可處理大氣污染物NO。T℃時(shí)，在1L密閉容器中加入NO氣體和炭粉，發(fā)生反應(yīng)生成兩種氣體A和B，測(cè)得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：
 
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
起始狀態(tài)
2.030
0.100
0
0
2 min時(shí)
2.000
0.040
0.030
0.030
 
（1）2 min內(nèi)，用NO表示該反應(yīng)的平均速率v(NO)＝______mol·L-1·min-1。
（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式是______；T℃時(shí)，它的平衡常數(shù)K＝9/16，則2 min時(shí)反應(yīng)______（填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)；已知升高溫度時(shí)，K增大，則該反應(yīng)為______（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（3）為了提高反應(yīng)速率和NO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是______。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

（1）如圖所示，A是由導(dǎo)熱材料制成的密閉容器，B是一耐化學(xué)腐蝕且易于傳熱的透明氣囊。關(guān)閉K2，將各1 mol NO2通過K1、K3分別充入A、B中，反應(yīng)起始時(shí)A、B的體積相同均為a L。

①B中可通過________________判斷可逆反應(yīng)2NO2N2O4已經(jīng)達(dá)到平衡。
②若平衡后在A容器中再充入0.5mol N2O4，則重新到達(dá)平衡后，平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)_______________（填 “變大”“變小”或“不變”）。
③若容器A中到達(dá)平衡所需時(shí)間t s，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始?jí)簭?qiáng)的0.8倍，則平均化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)等于____________________。
④若打開K2，平衡后B容器的體積縮至0.4a L，則打開K2之前，氣球B體積為______L。
（2）用電解的方法將硫化鈉溶液氧化為多硫化物的研究具有重要的實(shí)際意義，將硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗔蚧锸请娊夥ㄌ幚砹蚧瘹鋸U氣的一個(gè)重要內(nèi)容。

如圖，是電解產(chǎn)生多硫化物的實(shí)驗(yàn)裝置：
①已知陽(yáng)極的反應(yīng)為：(x+1)S2－=SxS2－+2xe－，
則陰極的電極反應(yīng)式是：                  。
當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移xmol電子時(shí)，產(chǎn)生的氣體體積為        （標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。
②將Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液時(shí)，通常是在
氮?dú)鈿夥障氯芙�。其原因是（用離子反應(yīng)方程式表示）：             。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

氨氣是重要化工產(chǎn)品之一。傳統(tǒng)的工業(yè)合成氨技術(shù)的反應(yīng)原理是：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa時(shí)，將N2、H2置于一個(gè)固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的量濃度變化如圖所示，回答下列問題：

（1）計(jì)算反應(yīng)在第一次平衡時(shí)的平衡常數(shù)K＝           。（保留二位小數(shù)）
（2）產(chǎn)物NH3在5～10 min、25～30min和45～50 min時(shí)平均反應(yīng)速率（平均反應(yīng)速率分別以v1、v2、v3表示）從大到小排列次序?yàn)?u>                      。
（3）H2在三次平衡階段的平衡轉(zhuǎn)化率分別以α1、α2、α3表示，其中最小的是     。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動(dòng)的方向是____________，采取的措施是____________
（5）請(qǐng)?jiān)谙聢D中用實(shí)線表示25～60min 各階段化學(xué)平衡常數(shù)K的變化圖像。

K

 

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

把大氣中的游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程稱為固氮。生物固氮和大氣固氮（閃電時(shí)N2轉(zhuǎn)化為NO）屬于自然固氮，這遠(yuǎn)不能滿足人類的需要。工業(yè)固氮（合成氨）是目前人工固氮的主要方法。有關(guān)大氣固氮和工業(yè)固氮的平衡常數(shù)K值分別如下表一和表二。
表一：N2+ O2   2NO                    
溫度
27℃
2000℃
K值
3．84×10－31
0．1
 
表二：N2+ 3H22NH3      
溫度
25℃
350℃
400℃
450℃
K值
5×108
1．847
0．507
0．152
（1）根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)分析，下列說法正確的是_________。
A、N2+ O2   2NO是吸熱反應(yīng)
B、人類大規(guī)模模擬大氣固氮是沒有意義的
C、在常溫下，增加工業(yè)固氮的容器的壓強(qiáng)，K值會(huì)發(fā)生改變
D、工業(yè)固氮是放熱反應(yīng)
（2）向某密閉容器中加入4 mol NH3、1．2 mol H2和一定量的N2三種氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化如甲圖所示[已知0～t1階段保持恒溫、恒容，且c(N2)未畫出]。乙圖為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況，已知在t2、t3、t4、t5時(shí)刻各改變一種不同的條件。

①若t1="15" s，則t0～t1階段的反應(yīng)速率為v(H2)=　　　
②N2的起始物質(zhì)的量為　　　　　
③反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，下列說法中能表明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是           
A、單位時(shí)間內(nèi)生成a molN2，同時(shí)生成3a mol H2   B、容器的總壓強(qiáng)不再變化
C、混合氣體的密度不再變化        D、三個(gè)H—H 鍵斷裂的同時(shí)有六個(gè)H—N鍵斷裂
④t4時(shí)刻改變的條件為　　      　　　，t5時(shí)刻改變的條件為　　　　     　
⑤已知t0～t1階段該反應(yīng)放出或吸收的熱量為Q kJ(Q為正值)，試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________________________________________________

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

碘及其化合物在人類活動(dòng)中占有重要地位。
(1)加碘食鹽中含有碘酸鉀(KIO3)，工業(yè)上以電解法制備碘酸鉀，電解設(shè)備如圖所示。先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)：

3I2＋6KOH=5KI＋KIO3＋3H2O，再將該溶液加入       (陰極、陽(yáng)極)區(qū)，另將氫氧化鉀溶液加入另外一個(gè)區(qū)。使用       (陰、陽(yáng))離子交換膜，在陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)式：                        。
(2)碘化氫不穩(wěn)定，分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2HI(g)I2(g)+H2(g)  ΔH="+9.48" kJ·mol－1已知ΔS＞0
①該反應(yīng)屬于(    )
A．任何溫度均自發(fā)    B．任何溫度均不自發(fā)   C．高溫自發(fā)    D．低溫自發(fā)
②一定條件下，反應(yīng)在一個(gè)帶有活塞的密閉容器中達(dá)到平衡，下列說法中不正確的是(    )
A．恒溫，縮小體積，平衡常數(shù)不變
B．恒溫，縮小體積，平衡不移動(dòng)，顏色加深
C．恒容，升溫，正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率均增大  
D．恒容，在容器中若投入2mol HI，達(dá)到平衡時(shí)吸收9.48 kJ 的熱量  
③一定溫度下，平衡常數(shù)K=1/4，在2L的容器中，加入4molHI發(fā)生反應(yīng)達(dá)到平衡，HI的轉(zhuǎn)化率       。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

研究NOx（氮的氧化物）SO2、CO等大氣污染氣體的測(cè)量及處理具有重要意義。
（1）下圖是反應(yīng)過程中能量示意圖。

該反應(yīng)的焓變
（2）一定條件下，通過可以實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收。某研究小組向2L某密閉的真空容器（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì)）中通入CO和SO2，10分鐘后測(cè)得容器CO2的物質(zhì)的量為0.9mol。
①求以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為        。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K=      。
③若想加快正反應(yīng)速率的同時(shí)提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是          。
（3）工業(yè)上常用Na2CO3溶液吸收法處理氮的氧化物（以NO和NO2的混合物為例）。
已知：NO不能與Na2CO3溶液反應(yīng)。

若用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2（全部逸出）時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加44g，則混合氣體中NO和NO2的體積比為      。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案