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工业上合成甲醇的反应为:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH <...

工业上合成甲醇的反应为:CO(g) + 2H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)  ΔH <0。300,5MPa条件下,将0.20mol CO与0.58mol H2的混合气体充入2L恒容密闭容发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示.

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(1)计算300时该反应的平衡常数K=_______________.

(2)CO 的平衡转化率为_______________.

(3)下列措施可增大甲醇产率的是____________.

A.压缩容器体积               B.将CO(g)从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大   D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2

(4)可判断可逆反应达到平衡状态的依据是______.

A.v(CO)= 2v(H2)

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.容器中CO、H2、CH3OH的物质的量之比为1:2:1

E.混合气体压强不再随时间变化而变化

(5)若其它条件不变,使反应在500下进行,在上图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图.

(6)甲醇与水蒸气反应生成氢气的反应方程式:CH3OH(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+3H2(g)   ΔH>0反应在图2中进行。其中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1mol CH3OH(g)和2mol H2O(g),向B容器中充入1.2mol CH3OH(g)和2.4mol H2O(g),两容器分别发生上述反应.已知起始时容器A和B的体积均为a L.试回答:反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L,容器B中CH3OH的转化率为______,A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B______A(填“>”“<”或“=”).

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(1)4(mol/L)-2(2)20% (3)A B D(4)CE (5) (6)75% < 【解析】 试题分析:(1)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) 加入的 (mol/L) 0.10 0.29 0 反应的(mol/L) 0.02 0.04 0.02 平衡后(mol/L) 0.08 0.25 0.02 K===4(mol/L)-2;(2)从图象分析,生成甲醇0.04mol,则反应的CO为0.04mol,α(CO)=×100%=20%;(3)A.对于反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),反应物气体体积大于生成物,压缩容器体积 时,压强增大,平衡正向移动,可增加甲醇产率,A正确;B.分离出甲醇,平衡正向移动可增加甲醇产率,故B正确;C.充入He,不影响各气体的分压,平衡不移动,不能增加甲醇产率,故C错误;D.体积不变,再充入反应物气体,平衡正向移动,可增加甲醇产率,故D正确.故选A B D;(4)可逆反应达到平衡状态的依据是正逆反应速率相同,A.v正(CH3OH)=v正(CO2)是反应速率之比等于化学方程式计量数之比,不能说你反应达到平衡,故A不符合;B.反应前后气体质量不变,容器体积不变,反应过程中密度不变,混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡,故B不符合;C.反应前后气体物质的量不等,质量守恒,混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,故C符合;D.容器中CO、H2、CH3OH的物质的量之比为1:2:1时,不一定是平衡状态,故D不符合;E.反应前后气体物质的量不等,混合气体压强不再随时间变化而变化是平衡状态,故答案为CE;(5)温度升高,反应速率加快,达到平衡时间短.正反应放热,升温时平衡逆向移动,平衡时甲醇浓度比300℃低,可得下图:;(6)B容器的体积变为原来的1.5倍,增加的气体的物质的量为3.6 mol×0.5=1.8 mol,依据化学方程式可知增加2mol,反应甲醇1mol,则反应的甲醇的物质的量为0.9 mol,CH3OH的转化率=×100%=75%.A是恒容反应容器,B是恒压反应容器.B容器充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g)与B容器充入1molCH2OH(g)和2molH2O(g),是等效平衡.反应方程式中生成物气体增多,反应时A容器压强比B容器大,所以A中平衡时相当于B平衡后的加压,加压平衡向逆反应方向移动,A容器中H2O百分含量增多,填B“<A”。 考点:考查化学平衡三段式计算,平衡标志的分析判断。  
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考点分析:
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空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。

(1)一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应SO2(g)+NO2(g) 满分5 manfen5.com SO3(g)+NO(g),测得上述反应5 min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)=           ,此反应在该温度下的平衡常数表达式为K=                  

(2)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g) 满分5 manfen5.com CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:

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上述合成甲醇的反应为           反应(填“放热”或“吸热”)。

A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为                   。A、B两点对应的压强大小关系是PA            PB(填“大于”、 “小于”或“等于”)。

若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时负极的电极反应式为           理论上通过外电路的电子最多为          mol

 

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(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH = a kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH = b kJ·mol-1

TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)  ΔH =c kJ·mol-1

TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH =      kJ·mol-1(用含abc的式子表示)

(2)用50 mL 0.50mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热.回答下列问题:

 

起始温度t1/

终止温度t2/

温度差

(t2-t1)/

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平均值

1

25.5

25.0

25.25

28.5

3.25

2

24.5

24.2

24.45

27.6

3.15

3

25.0

24.5

24.75

26.5

1.75

 

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该实验中,量取50 mL盐酸或NaOH溶液,需要用到的玻璃仪器除胶头滴管外还要        

装置中大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是             

某同学实验记录的数据如上表所示,其中记录的终止温度是指           温度;

计算该实验发生中和反应时放出的热量为             J[中和后生成的溶液的比热容c=4.2 J·(g·)-1,稀溶液的密度都为1 g·cm-3];

若用50 mL 0.55 mol·L-1的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,通过测得的反应热来计算中和热,测得的中和热ΔH会           (填“偏大”、 “偏大”或“不变”,其原因是              

 

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甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.下图是用甲醇燃料电池电解饱和食盐水的装置示意图。已知甲池的总反应式为: 2CH3OH+3O2+4KOH==2K2CO3+6H2O

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请回答下列问题

(1)甲池是________装置,通入CH3OH的电极名称是______(填“正极”或“负极”); 通入O2的电极上发生: ____________________

(2)乙池中A是________极(填“阴”或“阳”);用湿润的淀粉碘化钾试纸来检验B电极     上产生的_________________。

(3)乙池中反应的总反应的化学方程式为_____________________;

(4)若将乙池中的NaCl溶液换成AgNO3溶液,B电极上发生的电极反应:_____________;

(5)若将乙池中B电极换成铜电极,B电极上发生的电极反应:_____________;

(6)若反应结束后乙池中A(石墨)电极上共收集到气体0.050mol,则甲池中理论上消耗O2_____mL(标准状况下)。

 

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利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价产氢率高,具有实用推广价值。

已知:CH4(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ·mol-1

CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g)ΔH=-42.3kJ·mol-1

(1)甲烷和水蒸气生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为___________________。

(2)为了探究反应条件对反应CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g)ΔH=-42.3kJ·mol-1

的影响,某活动小组设计了三个实验,实验曲线如图3所示

 

编号

温度

压强

c(CO)

c(H2O)

530

3MPa

1.0mol·L-1

3.0mol·L-1

X

Y

1.0mol·L-1

3.0mol·L-1

630

5MPa

1.0mol·L-1

3.0mol·L-1

 

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请依据实验曲线图补充完整表格中的实验条件:X=______,Y=______MPa。

实验从开始至平衡,其平均反应速度率v(CO)=___________mol·L-1·min-1

实验达平衡时CO的转化率________实验达平衡时CO的转化率(填“大于”、“小于”或“等于”)。

530,平衡常数K=1,若往1L容器中投入0.2molCO(g)0.2molH2O(g)0.1molCO2(g) 0.1 mol H2(g)此时化学反应将_________(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动。

 

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空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,下列有关说法中,正确的是

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A.当有0.1 mol电子转移时,a极产生1.12 L O2(标准状况下)

B.b极上发生的电极反应是:4H2O+4e===2H2↑+4OH

C.c极上发生的电极反应是:O2+4H+4e===2H2O

D.d极上进行还原反应,产生的H可以通过隔膜进入A中

 

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