我国力争在2060年前实现“碳中和”,综合利用CO2具有重要的意义。300MP、200oC条件下,CO2与H2反应可制得气态甲醇(CH3OH),其反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O(g)。
(1)该反应的能量变化如图所示:
该反应是_______ 反应(填“吸热”或“放热”),判断的理由是 _______ 。
(2)为了加快该反应的速率,可以采取措施_______ (任写一种)。
(3)在实际生产中,测得合成塔中H2及H2O(g)的物质的量随时间变化如下图所示,则图中代表的曲线是_______ (填“X”或“Y”),v(正)与v(逆)相等的点为_______ (填字母)。
(4)在一定温度下,将2molCO2与6molH2气体混合于2L密闭容器中制甲醇,2min末生成0.8mol H2O(g)。
①用单位时间内浓度的减小来表示2min内该反应的平均速率为_______ mol· L-1· min-1;
②2min末容器中H2的物质的量浓度_______ 。
(1)该反应的能量变化如图所示:
该反应是
(2)为了加快该反应的速率,可以采取措施
(3)在实际生产中,测得合成塔中H2及H2O(g)的物质的量随时间变化如下图所示,则图中代表的曲线是
(4)在一定温度下,将2molCO2与6molH2气体混合于2L密闭容器中制甲醇,2min末生成0.8mol H2O(g)。
①用单位时间内浓度的减小来表示2min内该反应的平均速率为
②2min末容器中H2的物质的量浓度
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更新时间:2023-12-15 18:27:51
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【推荐1】化学反应伴随着能量的变化,请根据所学知识回答下列问题
Ⅰ.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如图:(1)若E1>E2,反应体系的总能量_______ (填“升高”或“降低”),为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)能量高的物质相比于能量低的物质更_______ (填“稳定”或“不稳定”)
Ⅱ.原电池反应能够提供电能,如图是某原电池装置图。(3)Zn棒是原电池的_______ 极,发生_______ (填“氧化”或“还原”)反应。
(4)Cu棒上发生的电极反应式为_______ 。
(5)溶液中H+向_______ (填“Zn”或“Cu”)电极定向移动。
Ⅰ.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如图:(1)若E1>E2,反应体系的总能量
(2)能量高的物质相比于能量低的物质更
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(4)Cu棒上发生的电极反应式为
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【推荐2】某科研团队在体积固定的密闭容器中将和催化重整制备合成气,其反应历程示意图如下:
回答下列问题:
(1)制备合成气的化学方程式为___________ ,中含有___________ 键(填“极性”或“非极性”)。
(2)历程①→②是___________ (填“释放”或“吸收”)能量的过程,Ni起___________ 作用。
(3)按充入和,并维持温度和容积不变,下列不能说明制备合成气的反应达到化学平衡状态的是___________。
(4)在体积为的密闭容器中加入、以及催化剂进行重整反应,的平衡转化率与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。
①为了加快反应速率,可采取的措施为___________ 。
②当温度为、压强为时,a点的___________ (填“>”“<”或“=”)。
③在温度为、压强为时,时达到平衡,用表示该反应的反应速率为___________ 。保持温度和体积不变,若起始时提高投料比,则起始速率___________ (填“加快”“减慢”或“无法判断”)。
回答下列问题:
(1)制备合成气的化学方程式为
(2)历程①→②是
(3)按充入和,并维持温度和容积不变,下列不能说明制备合成气的反应达到化学平衡状态的是___________。
A.混合气体的总压强不再变化 | B. |
C.与浓度比值不再变化 | D.的体积分数不再变化 |
①为了加快反应速率,可采取的措施为
②当温度为、压强为时,a点的
③在温度为、压强为时,时达到平衡,用表示该反应的反应速率为
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解答题-实验探究题
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【推荐3】在研究化学反应中的能量变化时,我们通常做下面的实验:在一个小烧杯里,加入20克已研磨成粉末的八水合氢氧化钡,将小烧杯放在事先已滴有3-4滴水的玻璃片(或三合板)上,然后向烧杯内加入约10克氯化铵晶体,根据实验步骤,填写下表,并回答问题
(4)写出实验过程中发生反应的化学方程式__________ 。
(5)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是:_________________ 。
(6)该反应在常温下就可进行,说明_________ 。
实验步骤 | 实验现象及结论 |
将晶体混合,立即快速搅拌 | 有刺激性气味能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝的 |
用手摸烧杯下部 | 感觉烧杯变凉说明此反应是 |
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(5)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是:
(6)该反应在常温下就可进行,说明
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【推荐1】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成硼酸(H3BO3)的化学方程式_____________ 。为提高浸出速率,除适当增加硫酸的浓度外,还可采取的措施有_________ (写出两条)。
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(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是(用离子方程式表示)_______ 。然后再调节溶液的pH约为5,目的是________ 。
(4)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______ 。
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成硼酸(H3BO3)的化学方程式
(2)利用
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【推荐2】滴定法是实验室和工业生产中常用的一种简便、快速和应用广泛的定量分析方法.在实验室用溶液分别滴定体积均为浓度均为的盐酸和醋酸溶液,得到溶液随加入溶液体积而变化的两条滴定曲线.
(1)用溶液滴定醋酸溶液,滴定终点的现象是______________ ,若滴定终点时仰视滴定管刻度线,则会使所测的消耗的溶液体积______________ (填“偏大”、或“偏小”)
(2)滴定醋酸的曲线是______________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(3)图中和大小的比较:_______________ (填“>”、“<”或“=”)
(4)下列方法中可使溶液中醋酸的电离程度增大的是______________(填字母序号)
(5)下列图像能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是______________
(6)室温时,向醋酸溶液中加入等体积的溶液,充分反应后所得溶液显酸性,则所得溶液中的离子大小顺序为______________
(1)用溶液滴定醋酸溶液,滴定终点的现象是
(2)滴定醋酸的曲线是
(3)图中和大小的比较:
(4)下列方法中可使溶液中醋酸的电离程度增大的是______________(填字母序号)
A.适度升温 | B.加少量冰醋酸 |
C.加少量醋酸钠固体 | D.加少量碳酸钠固体 |
(5)下列图像能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是
A.溶液中与反应时间t的关系 | B.的水解速率与反应时间t的关系 | C.溶液的pH与反应时间t的关系 | D.与反应时间t的关系 |
(6)室温时,向醋酸溶液中加入等体积的溶液,充分反应后所得溶液显酸性,则所得溶液中的离子大小顺序为
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【推荐3】一氧化二氮可以用作火箭氧化剂,在室温下稳定,易于储存和飞行使用。现利用汽车尾气中的与反应来制备气体,回答下列问题。
(1)已知:的燃烧热为
①
②
③
反应的___________ 。
(2)总反应分为两步进行;
第①步:
第②步:___________ 。
实验发现,第①步反应几乎不影响总反应到达平衡所用的时间,由此推断,下列关于该反应叙述正确的是___________ 。(填序号)
A.更换催化剂,可改变反应的 B.步骤①的逆反应活化能一定小于②的
C.步骤②的有效碰撞频率小于步骤① D.反应进程中属于中间产物
(3)工业上也可用生产甲醇。在一容积可变的密闭容器中充入与,容器体积为2L,在催化剂作用下发生反应:。的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
①压强为___________ (填“>”、“<”或“=”)。
②在起始条件下,2L恒容容器中,反应的平衡常数___________ 。
(4)煤化工通常研究不同条件下CO的转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下发生反应:中的平衡转化率随投料比及温度变化关系如图所示:
①该反应是___________ 反应(填“吸热”或“放热”);
②在以铁镁为催化剂的工业中,一般控制温度为左右、投料比2)=3~5,采用此条件的原因可能是___________ 。
(1)已知:的燃烧热为
①
②
③
反应的
(2)总反应分为两步进行;
第①步:
第②步:
实验发现,第①步反应几乎不影响总反应到达平衡所用的时间,由此推断,下列关于该反应叙述正确的是
A.更换催化剂,可改变反应的 B.步骤①的逆反应活化能一定小于②的
C.步骤②的有效碰撞频率小于步骤① D.反应进程中属于中间产物
(3)工业上也可用生产甲醇。在一容积可变的密闭容器中充入与,容器体积为2L,在催化剂作用下发生反应:。的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
①压强为
②在起始条件下,2L恒容容器中,反应的平衡常数
(4)煤化工通常研究不同条件下CO的转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下发生反应:中的平衡转化率随投料比及温度变化关系如图所示:
①该反应是
②在以铁镁为催化剂的工业中,一般控制温度为左右、投料比2)=3~5,采用此条件的原因可能是
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【推荐1】以CO、CO2、CH4、CH3OH为原料的化学工艺,对控制环境污染有重要意义。
(1)治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),向体积为1L的密闭容器中充入2molNO和1molCO。
①图中正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是____ (选填字母)。
a. b. c. d.
②平衡时,CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。则p1___ p2(填“>”、“<”或“=”),100℃时,该反应的压强平衡常数Kp=___ (用含P1的计算式表示)。
(2)一定温度下,在三个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-bkJ/mol。相关数据如表:
请回答:①2c1____ c3(填“>”、“<”或“=”);b=____ ,a=___ 。
②若甲中反应10s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是____ mol/(L·s)。
(1)治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),向体积为1L的密闭容器中充入2molNO和1molCO。
①图中正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是
a. b. c. d.
②平衡时,CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。则p1
(2)一定温度下,在三个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-bkJ/mol。相关数据如表:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1molCO2(g)和3molH2(g) | 1molCH3OH(g)和1molH2O(g) | 2molCO2(g)和6molH2(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 | c3 |
平衡时能量变化 | 放出29.4kJ | 吸收akJ |
H—H | C—H | C—O | C=O | O—H | |
键能kJ/mol | 436 | 415 | 326 | 803 | 464 |
②若甲中反应10s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是
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【推荐2】按要求回答问题:
(1)以Zn和Cu为电极,稀H2SO4为电解质溶液形成的原电池中:
①H+向___________ 极移动(填“正”或“负”)。
②电子流动方向由____________ 极流向____________ 极(填:“正”、“负”)。
③若有1mol e- 流过导线,则理论上负极质量减少____________ g。
④若将稀硫酸换成硫酸铜溶液,电极质量增加的是___________ (填“锌极”或“铜极”),原因是_____________ (用电极方程式表示)。
(2)一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g)+cP(g),M、N、P的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①反应化学方程式中各物质的系数比为a∶b∶c=_________ 。
②1 min到3 min这段时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为:__________ 。
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是____________________________ 。
A.反应中当M与N的物质的量相等时
B.P的质量不随时间变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N,同时消耗b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
F.M的物质的量浓度保持不变
(1)以Zn和Cu为电极,稀H2SO4为电解质溶液形成的原电池中:
①H+向
②电子流动方向由
③若有1mol e- 流过导线,则理论上负极质量减少
④若将稀硫酸换成硫酸铜溶液,电极质量增加的是
(2)一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g)+cP(g),M、N、P的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①反应化学方程式中各物质的系数比为a∶b∶c=
②1 min到3 min这段时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为:
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是
A.反应中当M与N的物质的量相等时
B.P的质量不随时间变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N,同时消耗b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
F.M的物质的量浓度保持不变
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【推荐3】氨是一种重要的工业品,也可作燃料电池的原料。回答下列问题:
(1)NH3的电子式为_______ ,Sb与N位于同一主族,核电荷数为51,其在元素周期表中的位置为_______ 。
(2)等利用BaZrO3基质子陶瓷膜反应器,通过电化学方法合成氨的装置如图所示。
①电解质溶液可能为_______ (填“稀H2SO4”或“KOH”)溶液。
②有NH3生成的电极为该电池的_______ (填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为_______ 。
(3)N2H4(联氨)可由NH3与NaClO溶液制得,该反应的离子方程式为_______ 。
(4)标准状况下,将由11.2LN2和33.6LH2组成的混合气体通入一体积为1L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3。5min后反应达到平衡,此时容器压强为起始压强的,0~5min内υ(NH3)_______ mol∙L−1∙min−1,N2的转化率为_______ 。
(1)NH3的电子式为
(2)等利用BaZrO3基质子陶瓷膜反应器,通过电化学方法合成氨的装置如图所示。
①电解质溶液可能为
②有NH3生成的电极为该电池的
(3)N2H4(联氨)可由NH3与NaClO溶液制得,该反应的离子方程式为
(4)标准状况下,将由11.2LN2和33.6LH2组成的混合气体通入一体积为1L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3。5min后反应达到平衡,此时容器压强为起始压强的,0~5min内υ(NH3)
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解题方法
【推荐1】回收利用CO2是环境科学研究的热点课题,是减轻温室效应危害的重要途径 。
(1)工业上,利用天然气与二氧化碳反应制备合成气(CO和H2),化学方程式为CO2(g) +CH4(g)=2CO( g) +2H2O(g),上述反应的能量变化如图1所示,该反应是____ (填“吸热反应”或“ 放热反应"”)。
(2)工业上用CO2生产甲醇(CH3OH)燃料,可以将CO2变废为宝。在体积为IL的密闭容器中,充入l molCO2和4molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。
①从反应开始到平衡,用CH3OH 表示的平均反应速率为______ 。
②若反应CO2(g) +3H2 (g) = CH3OH (g) +H2O(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:
A.v(H2) =0.01 mol•L-1 •s-1 B.v(CO2) =0.15 mol•L-1 •s-1
C.v(CH3OH)=0.3 mol•L-1 •min-1 D.v(H2O)=0.45 mol•L-1 •min-1
该反应进行由慢到快的顺序为_______ (填字母)。
③下列描述能说明反应达到最大限度的是_____ (填字母)
A.混合气体的密度保持不变
B.混合气体中CH3OH 的体积分数约为21.4%
C.混合气体的总质量保持不变
D.H2、CH3OH的生成速率之比为3:1
(3)甲醇(CH3OH )是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景。以甲醇、氧气和KOH溶液为原料,石墨为电极制造新型手机电池,氧气在___ 极反应;电极反应式为______ 。
(1)工业上,利用天然气与二氧化碳反应制备合成气(CO和H2),化学方程式为CO2(g) +CH4(g)=2CO( g) +2H2O(g),上述反应的能量变化如图1所示,该反应是
(2)工业上用CO2生产甲醇(CH3OH)燃料,可以将CO2变废为宝。在体积为IL的密闭容器中,充入l molCO2和4molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。
①从反应开始到平衡,用CH3OH 表示的平均反应速率为
②若反应CO2(g) +3H2 (g) = CH3OH (g) +H2O(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:
A.v(H2) =0.01 mol•L-1 •s-1 B.v(CO2) =0.15 mol•L-1 •s-1
C.v(CH3OH)=0.3 mol•L-1 •min-1 D.v(H2O)=0.45 mol•L-1 •min-1
该反应进行由慢到快的顺序为
③下列描述能说明反应达到最大限度的是
A.混合气体的密度保持不变
B.混合气体中CH3OH 的体积分数约为21.4%
C.混合气体的总质量保持不变
D.H2、CH3OH的生成速率之比为3:1
(3)甲醇(CH3OH )是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景。以甲醇、氧气和KOH溶液为原料,石墨为电极制造新型手机电池,氧气在
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【推荐2】I.将等物质的量A、B混合于1L的密闭容器中,发生如下反应,3A(g)+B(g) ⇌ xC(g)+2D(s),经5min后达到平衡,测得D的物质的量为2mol,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率是0.2mol/(L•min)。请计算:
(1)平衡时A的浓度为_____ ;反应开始前容器中B的物质的量为_____ 。
(2)前5min内用B表示的平均反应速率_____ 。
(3)化学反应方程式中x的值_____ 。
(4)平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为_____ 。
II.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) ⇌ 2NH3(g)+CO2(g)。
(5)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是_____ (填序号)。
①v正(NH3)=2v逆(CO2)
②密闭容器中NH3的物质的量不变
③容器中NH3与CO2的物质的量之比保持不变
④密闭容器中气体总压强保持不变
⑤CO2(g)的体积分数保持不变
⑥形成2molNH3的同时消耗1molCO2
⑦气体的平均相对分子质量保持不变
⑧混合气体的密度保持不变
(1)平衡时A的浓度为
(2)前5min内用B表示的平均反应速率
(3)化学反应方程式中x的值
(4)平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为
II.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) ⇌ 2NH3(g)+CO2(g)。
(5)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是
①v正(NH3)=2v逆(CO2)
②密闭容器中NH3的物质的量不变
③容器中NH3与CO2的物质的量之比保持不变
④密闭容器中气体总压强保持不变
⑤CO2(g)的体积分数保持不变
⑥形成2molNH3的同时消耗1molCO2
⑦气体的平均相对分子质量保持不变
⑧混合气体的密度保持不变
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【推荐3】“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) ΔH>0。已知在1100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值________ (填“增大”、“减小”或“不变”);
②1100 ℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1 mol·L-1,则在这种情况下,该反应向_______ 进行(填“左”或“右”),判断依据是________________________ 。
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,现向体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3 mol H2,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从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________ 。
②反应达到平衡后,下列措施能使增大的是____________ (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)
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+ H2O(g)CO2(g) +H2(g) △H = -41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是____________ 。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为____________ 。
(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) ΔH>0。已知在1100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值
②1100 ℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1 mol·L-1,则在这种情况下,该反应向
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,现向体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3 mol H2,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从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
②反应达到平衡后,下列措施能使增大的是
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)
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+ H2O(g)CO2(g) +H2(g) △H = -41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为
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