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 > 化学平衡的移动及其影响因素 > 温度对化学平衡移动的影响
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:43 题号:21238728
甲烷不仅是一种燃料,还可以作化工原料用来生产氢气、乙炔、碳黑等物质。回答下列问题:
(1)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如下图所示。

_______(填“>”、“<”“=”,下同)。
②点a、b、c对应的平衡常数三者之间的关系是_______
③比较b、c两点的正反应速率的大小并说明理由:_______
(2)一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
恒定压强为时,将的混合气体投入反应器中,发生以上两反应,平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。

①分析图中各曲线所代表的物质,其中的物质的量分数与温度的变化曲线是_______(填图中字母标号)。
②已知投料比为的混合气体,时,的平衡转化率为_______(保留2位有效数字)。

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】利用合成气(主要成分为CO、CO2、 H2) 一定条件下合成甲醇(CH3OH),发生的主要反应如下:
Ⅰ. CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) △H。
Ⅱ. CO(g) + H2O(g)=CO2(g) +H2(g) ∆H2=-41.2 kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关化学键键能数据如下:
化学键H-HC-OC≡OH-OC-H
E/(kJ/mol)4363431076465413
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式_______反应I在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下自发进行。
(2)在T℃时,向5L恒容密闭容器中加入0.6 mol CO和0.45 molH2,发生反应Ⅰ。CO和CH3OH的浓度在不同时刻的变化状况如图所示:

①下列能够说明反应在第6min时达到平衡状态的是______
A.混合气体的平均摩尔质量不再改变               
B. CH3OH 的浓度不变
C. v(CO) : v(H2)= 2:1                                 
D. P(CO):P( H2)= 1:2
第8 min时改变的条件是_______
②在第12 min时升高温度,重新达到平衡时,化学平衡常数将_______ (填 “增大”“不变”或“减小”),理由是_______
(3)某科研小组研究了反应CO(g) + 2H2(g)= CH3OH(g)的动力学,获得其速率方程v=k[c(H2)]1/2[c(CO)]m,k为速率常数(只受温度影响),m为CO的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分初浓度和反应初速率如下:
实验序号c(H2)/mol/Lc(CO)/mol/Lv/mol/L
10.1000.1001.2×10-2
20.0500.1008.4×10-3
30.1000.2002.4×10-2
CO的反应级数m=_______, 当实验2进行到某时刻,测得c(H3)= 0.010 mol·L-1,则此时的反应速率v_______mol·L-1·s-1(已知:≈0.3)。
(4)利用CH4重整CO2的催化转化如图所示,CH4与CO2重整反应的方程式为_______。有关转化过程,下列说法正确的是_______ (填序号)。

a. 过程Ⅰ中CO2未参与反应
b.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
c.转化②中CaO消耗过程中的CO2,有利于反应正向进行
d. 转化③中Fe与CaCO3,反应的物质的量之比为4:3
2022-09-06更新 | 382次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。
(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2,在一定条件下反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①从反应开始到3 min时,氢气的平均反应速率v(H2)=__________________
②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是______________
A.在原容器中再充入1 mol CO2 B.在原容器中再充入1 mol H2
C.在原容器中充入1 mol He             D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积                           F.将水蒸气从体系中分离出
(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料,其热化学反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔHa kJ·mol1,在一定压强下,测得该反应的CO2转化率/ (%)与温度、实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。

温度(K)


500

600

700

800

1.5

45

33

20

12

2

60

43

28

15

3

83

62

37

22


①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。
②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则反应产生的热量___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③增大的值,则生成乙醇的物质的量______________________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。
2020-09-23更新 | 270次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】Ⅰ.工业上以乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应如下:
(g) (g)+H2(g) ΔH
现将乙苯蒸气通入体积可变的密闭容器中反应,维持体系总压强恒定。在某催化剂作用下,乙苯的平衡转化率随温度变化如图所示。

已知:气体分压=气体总压()×体积分数。
(g)、(g)、(g)的燃烧热分别为
(1)上述反应中,_______(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)500℃时,10分钟建立平衡,用单位时间内物质的量的改变表示平均反应速率,则10分钟内v()=_______
(3)a、b点的平衡常数_______(填“>”“<”或“=”),原因是_______
(4)550℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数_______
2022-05-11更新 | 115次组卷
共计 平均难度:一般