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氢在生活、生产、科研中发挥着重要的作用。 Ⅰ.工业上利用吸热反应C(s) +2H...

氢在生活、生产、科研中发挥着重要的作用。

Ⅰ.工业上利用吸热反应C(s) +2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)来制备氢气。一定条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器发生反应,相关数据如下表:

容器

容积/L

温度/L

起始量/mol

平衡量/mol

C(s)

H2O(g)

H2(g)

2

T1

3

4

3.2

1

T2

1.5

2

1.2

 

(l)T1_______T2 (填“>”、“ =”或“<”)。

(2)T1时达到平衡后再加入lmolH2O(g),达到新平衡后H2(g)的物质的量分数__________(填“增大”、“ 不变”或“减小”);T2时,若起始时乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g),此时v(正)________v(逆)(填“大 于”、“ 等 于” 或“小于”)。

Ⅱ.CO(g)和H2(g)在一定条件下可合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    △H

(3)该反应能量变化曲线如图所示,下列叙述正确的是___________

A.该反应的△H>0

B.该反应的活化能为419kJ

C.使用催化剂后反应速率加快,△H 不变

D.若改变条件使平衡向正反应方向移动,则CO 的转化率可能增大,可能不变,也可能减小

(4)反应分別在230℃、250℃、270℃进行时,CO的平衡转化率与的关系如图所示。

①230℃对应的曲线是_________________,依据是________________

②向容积为1L的密闭容器中投入1nolCO、3molH2,在上述某温度下进行反应,平衡后测得=,则反应温度为_____________,平衡常数K=_________________

 

> 减小 小于 CD X 对于放热反应,其它条件不变时,温度越低反应物的转化率越高 250℃ 5.625 【解析】(l)根据表中数据甲的体积和起始投料均为乙的二倍,若温度相同则为等效平衡,平衡时氢气的量也应为乙的二倍,则乙中氢气应为1.6mol,实际只有1.2mol,反应为吸热反应,温度降低平衡逆向移动氢气的含量减小,故T1>T2;(2)T1时达到平衡后再加入lmolH2O(g),平衡转移消耗的水比加入的少得多,故达到新平衡后H2(g)的物质的量分数减小;T2时,K=,若起始时乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g),此时Q=,反应逆向移动,v(正)小于v(逆);(3) A.由图中信息可知,该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,故△H<0,选项A错误;B.该反应没有催化剂条件下正反应的的活化能为419kJ/mol,选项B错误;C.使用催化剂后反应速率加快,但催化剂只能改变反应的活化能,不能改变焓变,故△H不变,选项C正确;D.若改变条件使平衡向正反应方向移动,则CO的转化率可能增大,可能不变,也可能减小,选项D正确。答案选CD;(4)①反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)为放热反应,升高温度反应逆向移动,CO的转化率降低,故230℃对应的曲线是X,依据是对于放热反应,其它条件不变时,温度越低反应物的转化率越高; ②平衡后测得=,设,,故 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 开始时的浓度(mol/L) 1 3 0 改变的浓度(mol/L) 0.9 3-4x 3x 平衡时的浓度(mol/L) 0.1 4x=1.2 3x=0.9 根据反应有3-4x=2×3x,x=0.3,代入以上数据,则时,CO的转化率为,对应的温度应该为250℃,平衡常数K=5.625。  
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②上述流程中,钨的化合价只在反应Ⅰ中发生改变;

③常温下钨酸难溶于水。

请回答下列问题:

(l)操作Ⅰ用到的玻璃仪器为______________

(2)写出FeWO4在熔融条件下与Na2CO3、空气反应生成Fe2O3 的化学方程式________________

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(5)反应Ⅰ中,物质X 可为H2、CO。

①已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)      △H1=a kJ/mol

W3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O (g)           △H2=bkJ/mol

WO3(s)+3CO(g)W(s)+3CO2(g)          △H3=c kJ/mol

根据上述信息,2WO3(s)+3C(s)2W(s)+3CO2(g)的△H=____________kJ/mol(用含a、b、c的式子表示)。

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①连接好装置后,接下来的操作是____________________

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