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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:316 题号:4633255
在某一容积为5 L的体积不变的密闭容器内,加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH>0,反应中CO2的浓度随时间变化情况如图:

(1)根据图上数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为v(CO)=________mol/(L·min),该温度(800℃)下的平衡常数K=____________
(2)在体积不变的条件下,改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有_______(填字母)
A.升高温度
B.降低温度
C.增大压强
D.减小压强

E.加入催化剂
G.移出一氧化碳气体
(3)如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2,在相同的条件下,反应达平衡时,c(CO)=___________mol/L。
(4)若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol 的水蒸气,重新达到平衡后,H2O的转化率_____________(填“升高”、“降低”还是“不变”)。
(5)在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得c(CO)=c(H2O)=0.09mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.13mol/L,则此反应是否处于平衡状态:____________(填“是”或“否”),若没有处于平衡状态则该反应向____________方向移动。(填“正反应”或“逆反应”)

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】回答下列问题
(1)已知:还原性HSO>I-,氧化性IO>I2,在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液,发生下列反应:NaIO3+NaHSO3→I2+Na2SO4+H2SO4+H2O
①配平上述反应的化学方程式_______;并写出其氧化产物_______
②在NaIO3溶液中滴加过量NaHSO3溶液,反应完全后,推测反应后溶液中的还原产物为_______ (填化学式);
(2)向某密闭容器中加入0.15 mol/LA、0.05 mol/L C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示[t0时c(B)未画出,t1时增大到0.05 mol/L]。乙图为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
   
①若t4时改变的条件为减小压强,则B的起始物质的量浓度为_______mol/L;
②若t1=15 s,则t0~t1阶段以C浓度变化表示的平均反应速率为v(C)=_______mol/(L·s)。
③t3时改变的某一反应条件可能是_______(选填序号)。
a.用催化剂   b.增大大压强   c.增大反应物浓度
④有甲、乙两个容积均为2L的密闭容器,在控制两容器温度相同且恒定情况下,向甲中通入3mol A,达到平衡时,B的体积分数为20%,则向乙容器中充入1 mol C和0.5mol B,达到平衡时,C的浓度c(C)=_______
2016-12-09更新 | 319次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐2】为加快实现“双碳”目标,有效应对全球气候变化、构建低碳社会,CO2资源化利用受到越来越多的关注。
I.利用CO2与CH4制备合成气CO、H2的反应历程如下:
第一步:CH4(g)+CO2(g)→C(ads)+2H2(g)+CO2(g) ΔH1=E1kJ·mol-1
第二步:C(ads)+2H2(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g) ΔH2=E2kJ·mol-1
说明:ads为吸附型催化剂。
(1)制备合成气总反应的反应热ΔH=___________kJ·mol-1
(2)一定条件下ads对CO2也有吸附作用。结合下图分析ads吸附CO2的适宜条件是___________
   
(3)由甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。在不同反应物浓度时,该反应的反应速率如下表所示:
实验编号1234
c(CH4)/(mol·L-1)0.10000.20000.30000.4000
v/(mol·L-1·min-1)0.00760.01530.02270.0306
该反应的速率方程为:v=___________mol·L-1·min-1[用含c(CH4)的代数式表示]。
Ⅱ.CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应:
反应1:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
(4)已知温度为T时,向0.5L恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2,一段时间后达到平衡,测得体系中生成2.5molH2O,压强变为原来的75%,反应1的平衡常数K=___________(用分数表示),CH4选择性=___________(CH4选择性=,保留三位有效数字)。
2023-07-05更新 | 78次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=−41 kJ·mol−1
②C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=−73 kJ·mol−1
③2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=−171 kJ·mol−1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式: __________________
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:

①反应的化学方程式为: ___________________________
②从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________mol/(L∙min)。
(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)中CO的平衡转化率随及温度变化关系如图所示:[p(H2O)、p(CO)表示H2O、CO的平衡分压,分压=总压×物质的量分数]:

上述反应的逆反应方向是_____________反应(填“吸热”或“放热”);
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压(pB)代替平衡浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应的Kp=______________,提高 ,则Kp_____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。使用铁镁催化剂的实际工业流程中,一般采用400 ℃左右、 =3~5,采用此条件的原因可能是___________
2018-02-25更新 | 269次组卷
共计 平均难度:一般