组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡常数
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:65 题号:10417485
“低碳循环”引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气,合成气有广泛应用.试回答下列问题:
(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) H>0。已知在1100°C时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,平衡移动后达到新平衡,此时平衡常数值____(填“增大”“减小”“不变”);
②1100°C时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol·L1,c(CO)=0.1mol·L1,则在这种情况下,该反应这一时刻向_______进行(填“左”或“右”)。
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇CH3OH,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),H=﹣49.0KJmol1,某温度下,向体积为1L恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示.

①反应开始至平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=______,CO2的转化率为_____;该温度下上述反应的平衡常数K=_____(分数表示);
②反应达到平衡后,下列能使的值增大的措施是______(填符号)。
a.升高温度               b.再充入H2 c.再充入CO2 d.将H2O(g)从体系中分离            e.充入He(g)
③有人提出,可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) (H>0)来消除CO的污染,请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由________

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【推荐1】甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)        △H1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   △H2=+41.2kJ/mol
III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-49.53kJ/mol
某些物质的标准生成热
物质COCO2H2CH3OH(g)
标准生成热(kJ/mol)-110.52-393.510-201.25
回答下列问题:
(1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据,可以用来计算化学反应热。化学反应热:ΔH=生成物标准生成热总和一反应物标准生成热总和。计算 △H1=_____kJ/mol。
(2)在一容积可变的密闭容器中,1molCO与2 mol H2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)     △H1,CO在不同温度下的平衡转化率(a)与压强的关系如图所示。

①a、b两点的反应速率:v(a)___v(b)(填“>”、“<”或“=” )
②T1____T2(填“>”、“<"或“=”),原因是___________________________
③在c点条件下,下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_____(填代号)。
a.H2的消耗速率是CH3OH 生成速率的2倍          b.CH3OH的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变                                d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
④计算图中a点的平衡常数Kp____(kPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)合成甲醇尾气中CO的浓度常用电化学气敏传感器进行测量,其中CO传感器可用下图简单表示,则阳极发生的电极反应为_________
2018-03-16更新 | 671次组卷
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【推荐2】甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g); △H。
(1)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图甲所示。
   
①从反应开始到5min,用氢气表示的平均反应速率v(H2)=________
②下列说法正确的是________(填序号)。
A. 达到平衡时,H2的转化率为75%
B. 5min后容器中压强不再改变
C. 达到平衡后,再充入氩气,反应速率增大
D. 2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
(2)某温度下,在一恒压容器中分别充入1.2molCO和1molH2,达到平衡时容器体积为2L,且含有0.4molCH3OH(g),则该反应平衡常数的值为__________
(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料。已知H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol,则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________
(4)现有容积均为1L的a、b、c三个密闭容器,往其中分别充入1molCO和2molH2的混合气体,控制温度,进行反应,测得相关数据的关系如图所示。b中甲醇体积分数大于a中的原因是____________。达到平衡时,a、b、c中CO的转化率大小关系为___________
   
(5)甲醇作为一种燃料还可用于燃料电池。在温度为650℃的熔融盐燃料电池中用甲醇、空气与CO2的混合气体作反应物,镍作电极,用Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质。该电池的负极反应式为___________________________
2019-01-11更新 | 165次组卷
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【推荐3】工业上采用高温活性炭催化COC12合成光气(COCl2))。
(1)COCl2中的原子最外层都达到8电子稳定结构,光气分子的电子式为_____
(2)工业上利用天然气(CH4)与CO2进行高温重整制备CO的反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.3 kJ/mol。已知:C—H、C≡O、H—H键的键能依次为413 kJ·mol-1、1076 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1C=O键的键能为____kJ·mol-1
(3)光气为窒息性毒剂,极易水解生成氯化氢,泄漏后可用水雾吸收,化学方程式为:_______
(4)某温度下2L恒容密闭容器中充入2 mol CO(g)、2 mol Cl2(g)和适量的活性炭,发生反应:Cl2(g)+CO(g)COCl2(g) ΔH=-108 kJ·mol-1,测得在混合气中COCl2的体积分数φ(COCl2)和时间t的关系如图曲线Ⅰ所示。

①下列情况不能表明该反应达到平衡状态的是_______填字母标号)。
A.CO的体积分数不改变
B.Cl2的消耗速率与COCl2的生成速率相等
C.体系中不改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②按曲线Ⅰ,平衡常数K____。A点时,向容器中加入等物质的量COCl2再次达到平衡时光气的体积分数会______增大”、 “减小不变”。
③曲线Ⅱ相对曲线Ⅰ改变的条件可能是_______填字母标号)。
A.恒容通入惰性气体B.通入CO
C.增大压强D.升高温度
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