2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸.在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系如圖所示.當(dāng)乙酸的生成速率主要取決于溫度時.其影響范圍是 .">

【題目】CO、CO2是含碳元素的常見氣體,也是參與碳循環(huán)的重要物質(zhì)。

(1)利用煤化工中產(chǎn)生的CO和H2可制取甲醇,反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。實(shí)驗(yàn)室中,在1L恒容的密閉容器中進(jìn)行模擬合成實(shí)驗(yàn)。將1molCO和2molH2通入容器中,分別恒溫在300℃和500℃反應(yīng),每隔一段時間測得容器內(nèi)CH3OH的物質(zhì)的量(單位:mol)如下表所示:

10min

20min

30min

40min

50min

60min

300℃

0.40

0.60

0.75

0.84

0.90

0.90

500℃

0.60

0.75

0.78

0.80

0.80

0.80

①300℃和500℃對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K300℃_________K500℃(填“>”、“=”或“<”)。

②在一定條件下,下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是_______(填標(biāo)號)。

A.容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

B.2v(H2)=v(CH3OH)

C.容器中氣體的壓強(qiáng)保持不變

D.單位時間內(nèi)生成nmolCO的同時生成2nmolH2

③300℃時,前10min內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v(H2)=_________mol/(L·min)。

④下列措施能夠增大此反應(yīng)中CO的轉(zhuǎn)化率的是_________(填標(biāo)號)。

A.充入CO氣體B.升高溫度

C.使用優(yōu)質(zhì)催化劑D.往容器中再充入1molCO和2molH2

⑤500℃時,保持反應(yīng)體系的溫度不變,60min時再向容器中充入CH3OH氣體和H2各0.4mol,反應(yīng)將向____________________(填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不”)進(jìn)行。再次達(dá)到平衡時的平衡常數(shù)為____________L2/mol2

(2)二氧化碳催化加氫也可合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H。在密閉容器中投入1molCO2和2.75molH2,在不同條件下發(fā)生反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測得平衡時甲醇的物質(zhì)的量隨溫度、壓強(qiáng)的變化如下圖所示.

①二氧化碳合成甲醇正反應(yīng)的△H______0(填“>”、“<”或“=”,下同)。

②M、N兩點(diǎn)時化學(xué)反應(yīng)速率:v(N)______v(M)。

(3)一定條件下,向容積不變的某密閉容器中加入amolCO2和bmolH2發(fā)生反應(yīng):

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),欲使整個反應(yīng)過程中CO2的體積分?jǐn)?shù)為恒定值,則a與b的大小關(guān)系式是_________。

(4)以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑,可以將COspan>2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系如圖所示。當(dāng)乙酸的生成速率主要取決于溫度時,其影響范圍是_______________________。

【答案】 AC 0.08 D 正反應(yīng)方向 25 a=b 300℃~400

【解析】

1)①根據(jù)熱效應(yīng)分析平衡常數(shù),若為放熱反應(yīng),則其平衡常數(shù)隨著溫度的升高而降低,若為吸熱反應(yīng),則其平衡常數(shù)隨著溫度的升高而增大,據(jù)此分析作答。

②反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化,可由此進(jìn)行判斷;

③由表可知10 min內(nèi),甲醇的濃度變化為0.40 mol/L,根據(jù) = 先計算v(CH3OH),再利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算(H2);

④根據(jù)CO的轉(zhuǎn)化率公式 = 100%,則需使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,或減小CO起始的物質(zhì)的量,據(jù)此分析作答;

500 ℃時,保持反應(yīng)體系的溫度不變,60 min時已達(dá)到平衡,CH3OH的物質(zhì)的量為0.8 mol,體積為1L,則其濃度為0.8 mol/L,則結(jié)合反應(yīng)列出三段式得,

反應(yīng) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始(mol/L1 2 0

轉(zhuǎn)化(mol/L0.8 1.6 0.8
平衡(mol/L0.2 0.4 0.8

根據(jù)K=將數(shù)值帶入計算K值,當(dāng)加入新物質(zhì)后,根據(jù)濃度商QcK值的關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向;溫度不變,其K值不變,據(jù)此分析作答。

2)①由圖可知,壓強(qiáng)一定時,溫度越高,CH3OH的物質(zhì)的量越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動;
②正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),溫度一定時,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,甲醇的物質(zhì)的量增大,結(jié)合圖可知,P1>P2,根據(jù)壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響作答;

3)設(shè)轉(zhuǎn)化的二氧化碳的物質(zhì)的量為x

CO2的體積分?jǐn)?shù)為 = ,據(jù)此討論;

4)根據(jù)圖示可知,乙酸的生成速率在300℃后逐漸增大,據(jù)此分析。

1)①由表可知反應(yīng)進(jìn)行到50 min時,各物質(zhì)的濃度均保持不變,則反應(yīng)均達(dá)平衡狀態(tài),此時300℃和500℃甲醇的平衡濃度分別為0.90 mol/L0.80 mol/L,說明升高溫度,不利于生成甲醇,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則K300 K500,

故答案為:>;

②反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),依據(jù)平衡移動原理分析判斷

A. 氣體的平均摩爾質(zhì)量 = ;質(zhì)量是守恒的保持不變,但只要反應(yīng)向正向移動則氣體的總物質(zhì)的量在減小,則當(dāng)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變了,證明已達(dá)到平衡,故A項(xiàng)正確;

B.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知,v(H2) = 2v(CH3OH),才能說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡,所以2v(H2) = v(CH3OH),不能說明正逆反應(yīng)速率相等,則不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B項(xiàng)錯誤;

C. 反應(yīng)是前后氣體體積變化的反應(yīng),容器中氣體的壓強(qiáng)保持不變,證明達(dá)到了平衡,故C項(xiàng)正確;

D. 單位時間內(nèi)生成n mol CO的同時生成2n mol H2,不能說明正逆反應(yīng)速率相等,不一定平衡,故D項(xiàng)錯誤。

故選AC;

③由表可知10 min內(nèi),甲醇的濃度變化為0.40mol/L,所以vCH3OH= = =0.04 mol/Lmin),根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則所以vH2= 2 vCH3OH=2×0.04 mol/Lmin= 0.08 mol/Lmin).
故答案為:0.08 mol/Lmin);

A. 充入CO氣體,平衡雖然向正反應(yīng)方向移動,但起始CO的物質(zhì)的量增多,最終導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化率減小,故A項(xiàng)錯誤;

B. 因反應(yīng)為放熱反應(yīng),則升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小,故B項(xiàng)錯誤;

C. 使用合適的催化劑,化學(xué)平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變,故C項(xiàng)錯誤;

D. 往容器中再充入1 mol CO2 mol H2,相當(dāng)于給反應(yīng)體系加壓,因反應(yīng)為氣體體積分?jǐn)?shù)減小的方向,所以增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,故D項(xiàng)正確;

答案選D;

500 ℃時,保持反應(yīng)體系的溫度不變,60 min時已達(dá)到平衡,CH3OH的物質(zhì)的量為0.8 mol,體積為1L,則其濃度為0.8 mol/L,則結(jié)合反應(yīng)列出三段式得,

反應(yīng) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始(mol/L1 2 0

轉(zhuǎn)化(mol/L0.8 1.6 0.8
平衡(mol/L0.2 0.4 0.8

K= = = 25 L2/mol2,再向容器中充入CH3OH氣體和H20.4 mol后,c(CH3OH) = 1.2 mol/Lc(H2) = 1.8 mol/L,c(CO) = 0.2 mol/L,其濃度商Qc = = L2/mol2K,故反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,溫度不變,再次達(dá)到平衡其K值不變,為25 L2/mol2

故答案為:正反應(yīng)方向;25;

2)①由圖可知,壓強(qiáng)一定時,溫度越高,CH3OH的物質(zhì)的量越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H<0,

故答案為:<;

②正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),溫度一定時,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,,甲醇的物質(zhì)的量增大,故壓強(qiáng)P1>P2,又因?yàn)閴簭?qiáng)增大,反應(yīng)速率也增大,所以 v(N) < v(M)

故答案為:<;

3)設(shè)轉(zhuǎn)化的二氧化碳的物質(zhì)的量為x,

CO2的體積分?jǐn)?shù)為 = ,要使為恒定的值,則ab的大小關(guān)系式為a=b

故答案為:a=b;

4)由圖2知,乙酸的生成速率在300℃后逐漸增大,催化劑已失去活性,則乙酸的生成速率主要取決于溫度影響的范圍:300400℃,

故答案為:300400℃。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】由短周期元素組成的中學(xué)常見的含鈉元素的物質(zhì)A、B、C、D,存在如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件已略去)。

1)若A為過氧化鈉,ACO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為___A與水反應(yīng)的離子方程式為___。

2)①向飽和C溶液中通CO2,化學(xué)方程式為:___。

1mol/LB溶液逐滴加入1L1mol/LAlCl3溶液中,產(chǎn)生白色沉淀39g,則所加入的B溶液的體積可能為___L。

3)下列圖象中,橫坐標(biāo)表示加入試劑或通入氣體的物質(zhì)的量,縱坐標(biāo)表示產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量,用圖象的序號或文字回答下列問題:

.表示向AlCl3溶液中逐漸滴加NaOH溶液的是___;

.表示向NaAlO2溶液中逐漸滴加稀鹽酸的是___

.表示向NaAlO2溶液中通入CO2的是___;

.③圖___(填“能”或“不能”)代表向含NaOH的澄清石灰水中通入CO2。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·H2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是_________,儀器a的名稱是_______。

(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置,打開K1、K2,關(guān)閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為_________

同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_____________

(3)打開K3,關(guān)閉K1K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是________;d中析出磚紅色沉淀,為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是___________、_________、洗滌、干燥。

(4)指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)______________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>

選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

操作

A

20.00 mL鹽酸

25 mL酸式滴定管中裝入鹽酸。調(diào)整初始讀數(shù)為5.00 mL后,將剩余鹽酸全部放入錐形瓶中

B

測量飽和Na2CO3溶液的pH

用蒸餾水濕潤pH試紙,放入Na2CO3溶液中,觀察pH試紙顏色,并與比色卡對比,讀出pH

C

制取純凈的FeCl 3固體

加熱蒸干FeCl3溶液

D

驗(yàn)證Ksp[Cu(OH)2] Ksp[Mg(OH)2]

0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1 mol/L CuSO4溶液

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某課外活動小組欲利用氨氣與CuO反應(yīng),研究氨氣的性質(zhì)并測其組成,設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)(夾持裝置未畫出)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題:

(1)儀器a的名稱為____________;儀器b中可選擇的試劑為(任意填一種)_____________。

(2)實(shí)驗(yàn)中,裝置C中黑色CuO粉末全部轉(zhuǎn)化為紅色固體(已知Cu2O也為紅色固體),量氣管中有無色無味的氣體。實(shí)驗(yàn)前稱取黑色CuO 80g,實(shí)驗(yàn)后得到紅色固體質(zhì)量為68g。則紅色固體成分的化學(xué)式為_______________。

(3)E裝置中濃硫酸的作用是____________________________________。

(4)F中讀取氣體體積前,應(yīng)對裝置F進(jìn)行的操作是:___________________,若無此操作,而F中左邊液面低于右邊液面,會導(dǎo)致讀取的氣體體積________ (填“偏大”或“偏小”或“無影響”);圖中量氣管可由________ (請選擇字母填空:A.酸式滴定管,B.堿式滴定管)改裝而成。

(5)要想測得氨氣分子中氮、氫原子個數(shù)比,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)至少測量或讀取哪些數(shù)據(jù)________。

A.B裝置實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差mg; B.F裝置實(shí)驗(yàn)前后液面差VL

C.D裝置實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差mg; D.E裝置實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差mg;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用反應(yīng)6NO2+8NH3=7N2+12H2O構(gòu)成電池的方法,既能實(shí)現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放,減輕環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能,裝置如圖所示。下列說法不正確的是(

A.電流從右側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)電極

B.A電極上發(fā)生氧化反應(yīng),B為正極

C.當(dāng)有2.24LNO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)被處理時,轉(zhuǎn)移電子為0.4mol

D.電極A極反應(yīng)式為2NH3-6e-=N2+6H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ.如圖為原電池裝置示意圖。

1)若APb,BPbO2,電解質(zhì)為H2SO4溶液,工作時的總反應(yīng)為PbPbO22H2SO4===2PbSO42H2O,寫出B電極反應(yīng)式:__________。該電池在工作時,A電極的質(zhì)量將_______(增加”“減小不變”),若該電池反應(yīng)消耗了0.1 mol H2SO4,則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為________

2)若A、B均為鉑片,電解質(zhì)為KOH溶液,分別從A、B兩極通入H2O2,該電池即為氫氧燃料電池,寫出A電極反應(yīng)式:_____________________________。該電池在工作一段時間后,溶液的堿性將________(增強(qiáng)”“減弱不變”)。

Ⅱ.現(xiàn)用圖裝置來測定某原電池工作時在某段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。量筒的規(guī)格為1000 mL,供選擇的電極材料有純銅片和純鋅片。

3b電極材料為________,其電極反應(yīng)式為_________________________。

4)當(dāng)量筒中收集到672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時,通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為________mol,此時a電極質(zhì)量________(增加減少”)________g

5)如果將a、b兩電極的電極材料對調(diào),U形管中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)已知:①

2

的△H=______________。

2)汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致:2,已知該反應(yīng)在2404℃,平衡常數(shù). 請回答:

①某溫度下,向2L的密閉容器中充入1mol5分鐘后的物質(zhì)的量為0.5,則的反應(yīng)速率為________________

②將混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中,如圖變化趨勢正確的是_____(填字母序號).

③該溫度下,某時刻測得容器內(nèi)、、NO的濃度分別為、,此時反應(yīng)__________________(處于化學(xué)平衡狀態(tài)向正反應(yīng)方向進(jìn)行向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”),理由是______________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】銅鋅原電池(如圖)工作時,下列敘述正確的是

A. 正極反應(yīng)為:Zn2eZn2

B. 一段時間后銅片增重,鹽橋中K移向CuSO4溶液

C. 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片

D. 電池工作時Zn2Cu2的濃度保持不變

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同步練習(xí)冊答案