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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:432 题号:5917031
以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH =+131.3 kJ·mol-1
①该反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是____(填字母,下同)。
a.容器中的压强不变
b.1 mol H—H键断裂的同时,断裂2 mol H—O键
c.c(CO)=c(H2)
d.密闭容器的容积不再改变
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

2

4

1.6

2.4

6

2

900

1

2

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验1中从反应开始至平衡以CO2表示的平均反应速率为v(CO2)=________(取小数点后两位,下同)。
②该反应的正反应为________(填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=________
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO23 mol H2,达到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________

a.升高温度                                               
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来                  
d.再充入1 mol CO2和3 mol H2

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②CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g) ΔH2=+13.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应CH3CHO(g)+H2(g)C2H5OH(g)的ΔH=___________
(2)工业生产中,控制CH3COOCH3流速为22.4m3·h-1(已换算为标准状况),CH3COOCH3的转化率为80.0%,则CH3COOCH3的反应速率为___________mol·min-1(保留三位有效数字)。CH3COOCH3,流速过大时转化率下降,原因是___________
(3)乙酸甲酯加氢反应通常使用铜基催化剂,催化剂1的主要成分为Cu-Al,催化剂Ⅱ的主要甲成分为Cu-Zn-Al,实验中采用催化剂I和催化剂Ⅱ测得不同温度下相同时间内乙酸甲酯的转化率如图(以反应①为主)。工业生产中应使用的催化剂是___________。(填“催化剂I”或“催化剂Ⅱ”)。
   
(4)在乙酸甲酯催化加氢反应体系中,下列说法正确的是___________。
A.增大H2与CH3COOCH3的初始投料比,有利于提高CH3COOCH3的转化率
B.当气体的平均摩尔质量保持不变时,说明反应体系已达平衡
C.平衡后,压缩容器体积,反应①正向移动,反应②不移动
D.选用合适的催化剂可提高CH3COOCH3的平衡转化率
(5)实验室中,一定条件下在1L密闭容器内通入2.00molCH3COOCH3和3.96molH2发生反应①和②,测得不同温度下达平衡时CH3COOCH3转化率和乙醇的选择性如下图所示。260°C时反应①的平衡常数K=___________。温度高于240℃时,随温度升高乙醇的选择性降低的原因是___________

(乙醇的选择性=
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(1)已知:在25℃、101kPa下,由最稳定的单质生成1mol物质的反应焓变,叫作该物质的标准摩尔生成焓,规定稳定单质的标准摩尔生成焓为0.下表为常见几种物质的标准摩尔生成焓的数值。
物质
标准摩尔生成焓/(kJ·mol-1)91.3-241.80-46.050.6
则反应   ___________kJ·mol-1,该反应在___________(填“低温”“高温”或“任何温度”)下能够自发进行。
(2)工业上常用甲烷消除氮氧化物的污染,生成物为常见的大气成分,在两种不同温度下(T1,T2均大于100℃),向2L固定体积的密闭容器中分别加入0.8molCH4、1.4molNO2和催化剂,测得甲烷物质的量随反应时间的变化如图所示:

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①在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,下列能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.
B.
C.混合气体的密度不随时间变化
D.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
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50075010001300
0.40.6411.5
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物质
燃烧热 ()-890.3-283.0-285.8
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