【題目】CH4H2O(g)在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),該反應(yīng)僅在高溫下能自發(fā)進(jìn)行。

1)該反應(yīng)的 ΔH ____0(填“< > =”)。

2T ℃時(shí),向2L密閉容器中投入2mol CH41.5mol H2O(g),發(fā)生上述反應(yīng),平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____。

3 T ℃時(shí),向1 L密閉容器中投入2 mol CH4、1 mol H2O(g)3 mol CO、2 mol H2,則反應(yīng)的v()___v() (選填“< >”或“=)

4)現(xiàn)向三個(gè)體積均為2L的恒容密閉容器I、II、Ⅲ中,均分別充入1molCO 2mo1H2發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1-90.1kJ/mol。三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為Tl、T2T3且恒定不變。當(dāng)反應(yīng)均進(jìn)行到5min時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,其中只有一個(gè)容器中的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

5min時(shí)三個(gè)容器中的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是容器_______(填序號(hào))。

0-5 min內(nèi)容器I中用CH3OH表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(CH3OH)=_______。(保留兩位有效數(shù)字)

③當(dāng)三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),CO轉(zhuǎn)化率最高的是容器______。

【答案】> 13.5 > 0.067 mol/Lmin

【解析】

1)根據(jù)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化判斷該反應(yīng)的ΔS>0,且已知該反應(yīng)僅在高溫下能自發(fā)進(jìn)行,根據(jù)ΔH-TΔS<0反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,可知ΔH>0;

2)根據(jù)已知信息列出三段式,計(jì)算平衡時(shí)刻各物質(zhì)的濃度,進(jìn)而計(jì)算平衡常數(shù);

3)計(jì)算此刻反應(yīng)的濃度商,與平衡常數(shù)比較,判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向,從而確定正逆反應(yīng)速率的大小;

4)①溫度越高,反應(yīng)速率越快,則達(dá)到平衡時(shí)間越短,其中只有一個(gè)容器中的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),最有可能是,升溫平衡逆向移動(dòng),氫氣含量最大;

②設(shè)反應(yīng)生成的甲醇為x mol/L,根據(jù)已知信息可列出三段式,計(jì)算生成的甲醇的濃度,進(jìn)而利用計(jì)算用甲醇表示的化學(xué)反應(yīng)速率;

③該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越低,反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度越大,CO轉(zhuǎn)化率越大。

1)該反應(yīng)的ΔS>0,已知該反應(yīng)僅在高溫下能自發(fā)進(jìn)行,根據(jù)ΔH-TΔS<0反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,可知ΔH>0;

故答案為:>

2T ℃時(shí),向2L密閉容器中投入2 mol CH41.5mol H2O(g),發(fā)生上述反應(yīng),平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,根據(jù)已知信息可列出三段式:

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)

開始(mol/L): 1 0.75 0 0
變化(mol/L): 0.5 0.5 0.5 1.5

平衡(mol/L): 0.5 0.25 0.5 1.5

則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù);

故答案為:13.5

3T ℃時(shí),向1 L密閉容器中投入2 mol CH41 mol H2O(g)、3 mol CO、2 mol H2,則此刻反應(yīng)的濃度商<K,則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v()>v();

故答案為:>;

4)①三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為Tl、T2、T3且恒定不變,當(dāng)反應(yīng)均進(jìn)行到5min時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示,溫度越高反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡時(shí)間越短,其中只有一個(gè)容器中的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),最有可能是,升溫平衡逆向移動(dòng),氫氣含量最大;
故答案為:

②設(shè)反應(yīng)生成的甲醇為x mol/L,則可列出三段式:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

開始(mol/L):0.5 1 0

轉(zhuǎn)化(mol/L):x 2x x

5min時(shí)(mol/L):0.5-x 1-2x x

5min時(shí),氫氣的體積分?jǐn)?shù)為0.4,則,解得x=,則容器I中用CH3OH

表示的化學(xué)反應(yīng)速率;

故答案為:0.067 mol/Lmin);

③該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越低,反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度越大,則當(dāng)三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),CO轉(zhuǎn)化率最大;

故答案為:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)在400℃時(shí),將一定量的SO214molO2壓入一個(gè)盛有催化劑的10L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2O22SO3,已知2min后,容器中剩余2molSO212molO2,則:

①生成了__molSO3,SO2的起始物質(zhì)的量濃度是__。

2min內(nèi)平均反應(yīng)速率:v(O2)=__。

2)某溫度時(shí),在2 L的密閉容器中,X、YZ三種物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

X的轉(zhuǎn)化率是__

②由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___;

③若三種物質(zhì)都是氣體,則平衡時(shí)Y所占體積的百分比為__。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)圖示的說法正確的是

A. 圖甲表示CH4 (g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O(1)的能量變化

B. 圖乙表示壓強(qiáng)對(duì)2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影響,且壓強(qiáng):P>P

C. 圖丙表示溫度對(duì)N2 (g)+3H2(g)NH3 (g) △H<0的影響

D. 圖丁表示N2 (g)+3H2(g)2NH3 (g)平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)隨起始n(N2)/n(H2)的變化,則轉(zhuǎn)化率:αA(H2)=αB(H2)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對(duì)某難溶電解質(zhì)AnBm的飽和溶液中,下列說法正確的是

A. 加同溫度的水,其溶度積減小、溶解度增大

B. 升高溫度,它的溶解度和溶度積都增大

C. 飽和溶液中cAm+=cBn

D. 加同溫度的水,其溶度積、溶解度均不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如下圖所示,下列說法不正確的是

A. X極為電池的負(fù)極 B. 電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>

C. 電池工作時(shí),Y極上發(fā)生還原反應(yīng) D. 電池的電解質(zhì)溶液中II3的濃度不斷減少

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于反應(yīng)熱的說法正確的是(

A.已知甲烷的燃燒熱為890.3kJ·mol-1,則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1

B.0.5molN21.5molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1

C.已知C(石墨,s)=C(金剛石,s) ΔH=+1.9kJ·mol-1,說明金剛石具有的能量比石墨低

D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,20g氫氧化鈉固體溶于稀鹽酸中恰好完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量大于28.7kJ

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列是有關(guān)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像,其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是(

A.①是其他條件一定時(shí),反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,則逆反應(yīng)ΔH>0

B.②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后,化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的圖像

C.③是在有無催化劑存在條件下,建立平衡過程的圖像,a是使用催化劑時(shí)的曲線

D.④是一定條件下,向含有一定量A的恒容密閉容器中逐漸加入B,達(dá)平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率的圖象

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某小組同學(xué)用如下裝置電解食鹽水,并對(duì)電解產(chǎn)物進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)裝置

電解質(zhì)溶液

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

NaCl溶液

a極附近

b極附近

開始時(shí),產(chǎn)生白色渾濁并逐漸增加,當(dāng)沉入U形管底部時(shí)部分沉淀變?yōu)槌赛S色;隨后a極附近沉淀自下而上也變?yōu)槌赛S色

產(chǎn)生無色氣泡

資料顯示:

①氯化亞銅(CuCl)為白色粉末,微溶于水;

②氫氧化亞銅(CuOH)為黃色不溶于水的固體,易脫水分解為紅色的

水溶液中不穩(wěn)定,酸性條件下易歧化為Cu;

④氫氧化銅可以溶于濃NaOH得到藍(lán)色溶液.

經(jīng)檢驗(yàn),b極產(chǎn)生的氣體是,b極附近溶液的pH______填“增大”、“減小”、或“不變”;銅絲a應(yīng)與電源的______填“正”或“負(fù)”極相連。

同學(xué)們分析a極附近生成的白色渾濁是CuCl,則該極的電極反應(yīng)式是______。

①橙黃色沉淀中含有,則CuCl轉(zhuǎn)化為的原因是______用方程式表示;

②結(jié)合離子在溶液中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,解釋“a極附近沉淀自下而上”變?yōu)槌赛S色原因是______。

同學(xué)們通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)沉淀中含有:將橙黃色沉淀濾出洗滌后,滴加至過量,應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是______。

同學(xué)們根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)提出猜想:電解時(shí),Cu做陽極先被氧化為。為此,他們用Cu電極電解NaOH溶液,實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到陽極產(chǎn)生大量無色氣泡,附近溶液變藍(lán),未見預(yù)期的黃色沉淀。根據(jù)現(xiàn)象能否得出“該猜想不成立”的結(jié)論,并說明理由:______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在容積為V的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)??,下列說法正確的是( )

A.A為氣態(tài),則氣體的平均密度不再變化時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.升高溫度,C的體積分?jǐn)?shù)增大,則該反應(yīng)正方向放熱

C.達(dá)到平衡后,向容器中加入B,正反應(yīng)速率一定增大

D.達(dá)到平衡后,若將容器的容積壓縮為原來的一半,C的濃度變?yōu)樵瓉淼?/span>倍,則A一定為非氣態(tài)

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