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100 L),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、压强的关系如下图。
①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的p1 p2(填“<”“>”或“=”),100 ℃压强为p2时平衡常数为 。
③该反应的ΔH 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,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) ΔH<0 ……Ⅱ
①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1 mol CO和3 mol H2
②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表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a= ;b=。
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa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。
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 |
NO2和N2O4可相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法中正确的是( )
A.图中共有两条曲线x和y,其中曲线y表示NO2浓度随时间的变化
B.A、B、C、D四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是B和C
C.反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是加入0.4 mol N2O4
D.若要达到与D相同的状态,在25 min时还可采取的措施是适当缩小容器体积
一定温度下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1,测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,下列说法正确的是( )
A.平衡常数K=
B.达到平衡后NO2与SO2的转化率相等
C.SO3和NO的体积比保持不变可以证明达到平衡状态
D.在反应过程中可能存在c(NO2)=c(SO2)
已知图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是( )
A.图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
B.图一t2时改变的条件一定是增大了反应物的浓度
C.图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
D.若图二t1时改变的条件是增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小
下列叙述中能判断某化学平衡发生移动的是( )
A.混合物中各组分的浓度改变
B.正、逆反应速率改变
C.混合物中各组分的含量改变
D.混合体系的压强发生改变
用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法中正确的是( )
A.温度:T1>T2>T3
B.正反应速率:v(A)>v(C) v(B)>v(D)
C.平衡常数:K(A)>K(C) K(B)=K(D)
D.平均摩尔质量:M(A)<M(C) M(B)>M(D)