甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为_______ 。
②图中的P1____ P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为______ 。
③该反应的△H____ 0(填“<”、“>”或“=”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);△H<0……Ⅱ。
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_____ 。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=________ b=_______
B.根据反应Ⅱ的特点,右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强Px=_________ MPa。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为
②图中的P1
③该反应的△H
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);△H<0……Ⅱ。
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | P(MPa) |
1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
2 | a | 1/3 | 5 |
3 | 350 | b | 5 |
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=
B.根据反应Ⅱ的特点,右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强Px=
10-11高三上·宁夏银川·阶段练习 查看更多[3]
更新时间:2016-12-09 14:43:05
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解题方法
【推荐1】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。利用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)该反应的化学方程式为:_______________________ 。
(2)从反应开始到3min时,氢气的平均反应速率v(H2)=_________ ;达到平衡时氢气的浓度为_________ 。
(3)下列措施中不能使该反应速率增大的是_______________ 。
A 在原容器中再充入1 molCO2 B 在原容器中充入1 mol He使体系压强增大
C 缩小容器的容积 D 将水蒸气从体系中分离出
(4)当下列物理量不变时,能说明反应已经达到平衡状态的是________ 。
A 混合气体的压强
B CH3OH(g)和H2O(g)的体积分数比
C 混合气体的密度
D 混合气体的平均摩尔质量
(1)该反应的化学方程式为:
(2)从反应开始到3min时,氢气的平均反应速率v(H2)=
(3)下列措施中不能使该反应速率增大的是
A 在原容器中再充入1 molCO2 B 在原容器中充入1 mol He使体系压强增大
C 缩小容器的容积 D 将水蒸气从体系中分离出
(4)当下列物理量不变时,能说明反应已经达到平衡状态的是
A 混合气体的压强
B CH3OH(g)和H2O(g)的体积分数比
C 混合气体的密度
D 混合气体的平均摩尔质量
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【推荐2】如图是煤的综合利用过程中化工产业链的一部分
(1)煤的气化发生的主要反应是:。
已知:
煤气化时发生主要反应的热化学方程式是:
∆H=___________ kJ/mol
(2)用煤气化后得到的合成氨: 。在容积为2L的密闭容器中投入和充分反应,在不同时间改变反应条件,正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是___________ (填字母)。
a.t1时可能增大了的浓度 b.t2时可能充入了氦气
c.t3时可能降低了温度 d.t4时可能分离出氨气
(3)某温度时合成甲醇的反应 ,在容积固定的密闭容器中,各物质的浓度如下表所示:
①前2min的反应速率___________ 。
②该温度下的平衡常数___________ 。(可用分数表示)
(1)煤的气化发生的主要反应是:。
已知:
煤气化时发生主要反应的热化学方程式是:
∆H=
(2)用煤气化后得到的合成氨: 。在容积为2L的密闭容器中投入和充分反应,在不同时间改变反应条件,正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是
a.t1时可能增大了的浓度 b.t2时可能充入了氦气
c.t3时可能降低了温度 d.t4时可能分离出氨气
(3)某温度时合成甲醇的反应 ,在容积固定的密闭容器中,各物质的浓度如下表所示:
浓度 时间 | |||
0 | 1.0 | 1.8 | 0 |
2min | 0.5 | 0.5 | |
4min | 0.4 | 0.6 | 0.6 |
6min | 0.4 | 0.6 | 0.6 |
②该温度下的平衡常数
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解题方法
【推荐3】如图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况,t是到达平衡状态的时间。试回答:
(1)该反应的化学反应方程式为_____ 。
(2)若达到平衡状态的时间是2min,A物质的平均反应速率为_____ 。
(3)假设该反应在体积固定的密闭容器中进行,下列能做为判断该反应达到化学平衡状态的标志的是_____。
(4)达到平衡时,A的体积分数是_____ 。
(1)该反应的化学反应方程式为
(2)若达到平衡状态的时间是2min,A物质的平均反应速率为
(3)假设该反应在体积固定的密闭容器中进行,下列能做为判断该反应达到化学平衡状态的标志的是_____。
A.每有3molA消耗,就会有3molC消耗 | B.B的体积分数保持不变 |
C.气体的密度保持不变 | D.B和C的浓度之比1∶3 |
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【推荐1】甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,它清洁、高效、具有优良的环保性能,甲醚是一种无色气体,具有轻微的醚香味,其燃烧热为1455kJ·mol-1。
(1)写出甲醚燃烧的热化学方程式____ ;已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1;计算反应:4C(s)+6H2(g)+O2(g)=2CH3OCH3(g)的反应热为____ 。
(2)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0
①一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是____
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变
b.单位时间内有2mol H2消耗时,有1molH2O生成
c.容器中气体密度不再改变
d.容器中气体压强不再改变
②温度升高,该化学平衡移动后,达到新的平衡,CH3OCH3的产率将___ (填“变大”、“变小”或“不变”)
(1)写出甲醚燃烧的热化学方程式
(2)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0
①一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变
b.单位时间内有2mol H2消耗时,有1molH2O生成
c.容器中气体密度不再改变
d.容器中气体压强不再改变
②温度升高,该化学平衡移动后,达到新的平衡,CH3OCH3的产率将
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【推荐2】在密闭容器中,使2 mol A和4 mol B混合发生下列反应:
A(g)+2B(g) 2C(g) ΔH<0。
(1)当反应达到平衡时,A和B的浓度比是_______ ;A和B的转化率比是_______ 。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量_________ ,密度_________ 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将________ (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度______ (填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
A(g)+2B(g) 2C(g) ΔH<0。
(1)当反应达到平衡时,A和B的浓度比是
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将
(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将
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【推荐3】氮是大气中含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题:
(1)据报道,意大利科学家获得了极具研究价值的N4,其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式:______________________ 。
(2)据报道,NH3可直接用作车用燃料电池,写出该电池的负极反应式:
__________________________________________________________________________ 。
(3)在T1℃时,将5 mol N2O5置于10 L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①上述平衡体系中O2的体积分数为__________ ,N2O5的物质的量为__________ mol。
②用O2表示从0~5 min内该反应的平均速率υ(O2)=__________ 。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有__________ 。
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是__________ 。
A.都引起a减小 B.都引起a增大
C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
(1)据报道,意大利科学家获得了极具研究价值的N4,其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式:
(2)据报道,NH3可直接用作车用燃料电池,写出该电池的负极反应式:
(3)在T1℃时,将5 mol N2O5置于10 L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①上述平衡体系中O2的体积分数为
②用O2表示从0~5 min内该反应的平均速率υ(O2)=
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是
A.都引起a减小 B.都引起a增大
C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
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【推荐1】一定温度下,发生反应:(反应条件已略),现向2L密闭容器中充入和发生反应,测得随时间的变化如下表:
(1)①0~2min内,___________
②达到平衡时的物质的量浓度为___________
(2)已知可逆反应:,正反应为放热反应。将装有和混合气体的烧瓶放入热水中,观察到的现象___________ ,产生该现象的原因是___________ 。
(3)在一定温度下,取一定量的冰醋酸加水稀释,稀释过程中溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示:
请回答下列问题:
①“O”点导电能力为0,说明冰醋酸没有电离,也说明了电解质发生电离的条件之一是___________ 。写出醋酸的电离方程式___________ 。
②a、b、c三点对应的溶液中,最大的是___________ 点,判断的理由是___________ 。
③a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最大的最___________ 点。
时间/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1.5 | 1.2 | 1.1 | 1.0 | 1.0 |
(1)①0~2min内,
②达到平衡时的物质的量浓度为
(2)已知可逆反应:,正反应为放热反应。将装有和混合气体的烧瓶放入热水中,观察到的现象
(3)在一定温度下,取一定量的冰醋酸加水稀释,稀释过程中溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示:
请回答下列问题:
①“O”点导电能力为0,说明冰醋酸没有电离,也说明了电解质发生电离的条件之一是
②a、b、c三点对应的溶液中,最大的是
③a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最大的最
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【推荐2】室温下,初始浓度为的溶液中随的变化如图所示,回答下列问题:
(1)和在溶液中相互转化的离子方程式_______ 。
(2)由图可知,随着溶液酸性增强,的平衡转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。根据点数据,计算出该转化反应的平衡常数为_______ 。
(3)升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的∆H_______ 0(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(1)和在溶液中相互转化的离子方程式
(2)由图可知,随着溶液酸性增强,的平衡转化率
(3)升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的∆H
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解题方法
【推荐3】一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中化学反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态。
(1)根据图像,升高温度,K值将________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。如果继续充入CO,则CO的转化率会________ (填“增大”、“减小”或“不变”),与原平衡相比,CO的含量会________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是________ (填字母,下同)。
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(1)根据图像,升高温度,K值将
(2)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
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解题方法
【推荐1】已知NO2和N2O4可以相互转化: 。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线________ 表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是________ 。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________ 。
A. 容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B. 容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D. 容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
(2)反应25 min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是____________________________________ (用文字表达);
(3)若要准确测定NO2相对分子质量,应采取的有效措施是_________ (填字母序号)
A.升高温度,降低压强 B.降低温度,升高压强
C.降低温度,降低压强 D.升高温度,升高压强
(4)根据图像,计算反应在该温度下的平衡常数K=________
(5)现用3.2gCu与足量的浓HNO3反应,制得1.68 L N2O4和NO2的混合气体(体积以标况折算),则含有NO2的物质的量为____ ,化学反应__________ (填向逆方向进行、向正方向进行、已达平衡)(温度不变)。
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线
A. 容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B. 容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D. 容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
(2)反应25 min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是
(3)若要准确测定NO2相对分子质量,应采取的有效措施是
A.升高温度,降低压强 B.降低温度,升高压强
C.降低温度,降低压强 D.升高温度,升高压强
(4)根据图像,计算反应在该温度下的平衡常数K=
(5)现用3.2gCu与足量的浓HNO3反应,制得1.68 L N2O4和NO2的混合气体(体积以标况折算),则含有NO2的物质的量为
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【推荐2】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)NSR储存还原时,NO的储存和还原在不同时段交替进行,如1所示。
①NO储存转化为Ba(NO3)2过程中,参加反应的NO和O2的物质的量之比为___ 。
②H2还原Ba(NO3)2的过程分两步进行,图2表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为___ 。
(2)NaClO溶液能有效去除NO。25℃时,NO的去除率随pH的变化如图3所示(用盐酸调节pH);pH=4时,NO的去除率随温度的变化如图4所示。
①25℃时,随着pH降低,NO脱除率增大的原因是___ 。
②pH=4时,60~80℃间NO脱除率下降的原因是___ 。
(3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入Ca(OH)2悬浊液中,改变n(NO2):n(NO)的值,NOx的去除率如图5所示。
已知:a.NOx的去除率=1-×100%
b.NO与Ca(OH)2不反应
①当n(NO2):n(NO)在0.3~0.5之间,NO与NO2吸收转化为Ca(OH)2反应的化学方程式为___ 。
②当n(NO2):n(NO)大于1.4时,NO2的去除率升高,但NO的去除率却降低。其可能的原因是___ 。
(1)NSR储存还原时,NO的储存和还原在不同时段交替进行,如1所示。
①NO储存转化为Ba(NO3)2过程中,参加反应的NO和O2的物质的量之比为
②H2还原Ba(NO3)2的过程分两步进行,图2表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为
(2)NaClO溶液能有效去除NO。25℃时,NO的去除率随pH的变化如图3所示(用盐酸调节pH);pH=4时,NO的去除率随温度的变化如图4所示。
①25℃时,随着pH降低,NO脱除率增大的原因是
②pH=4时,60~80℃间NO脱除率下降的原因是
(3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入Ca(OH)2悬浊液中,改变n(NO2):n(NO)的值,NOx的去除率如图5所示。
已知:a.NOx的去除率=1-×100%
b.NO与Ca(OH)2不反应
①当n(NO2):n(NO)在0.3~0.5之间,NO与NO2吸收转化为Ca(OH)2反应的化学方程式为
②当n(NO2):n(NO)大于1.4时,NO2的去除率升高,但NO的去除率却降低。其可能的原因是
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【推荐3】近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:
(1)Deacon发明的直接氧化法为:222下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
①反应平衡常数:K(300℃)_______ K(400℃)(选填“大于”或“小于”)。
②设HCl初始浓度为C0,根据进料浓度比(O2)的数据计算出时O2的平衡转化率等于_______ 。
③按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过低的不利影响是_______ 。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
①l-1
②l-1
③23-1
则④222的=_______ -1。
(3)下列措施可以提高反应222中HCl的平衡转化率的是_______ (填字母)。
a.增大HCl浓度 b.及时除去H2O(g) c.增加反应体系压强 d.升高温度
(1)Deacon发明的直接氧化法为:222下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
①反应平衡常数:K(300℃)
②设HCl初始浓度为C0,根据进料浓度比(O2)的数据计算出时O2的平衡转化率等于
③按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过低的不利影响是
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
①l-1
②l-1
③23-1
则④222的=
(3)下列措施可以提高反应222中HCl的平衡转化率的是
a.增大HCl浓度 b.及时除去H2O(g) c.增加反应体系压强 d.升高温度
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