在溫度為150 ℃條件下，向密閉容器中充入1 mol丙烯（C3H6）和甲烷的混合氣體，再充入足量的氧氣，完全燃燒后再恢復(fù)到150 ℃。欲使丙烯和甲烷混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度≥15.8,且反應(yīng)后氣體分子增加的總物質(zhì)的量≤0.4 mol。問(wèn)丙烯和甲烷的物質(zhì)的量之比應(yīng)滿足什么關(guān)系？


解析:

這是一個(gè)同時(shí)要滿足兩個(gè)條件的范圍計(jì)算題。首先分析第一個(gè)條件，要求≥15.8,實(shí)際上是要求混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量≥15.8×2。

若設(shè)丙烯的物質(zhì)的量為x mol,則甲烷的物質(zhì)的量為（1-x） mol。

依題意有42x+16(1-x)≥15.8×2

解之得x≥0.6,所以

再分析第二個(gè)條件，先寫出化學(xué)方程式。

CH4+2O2CO2+2H2O                                                     ①

2C3H6+9O26CO2+6H2O                                                  ②

因甲烷在燃燒前后體積不變，故反應(yīng)后增加的物質(zhì)的量只需通過(guò)②式便能建立滿足條件的關(guān)系式，設(shè)丙烯的物質(zhì)的量為y

2C3H6+9O26CO2+6H2O  Δn

2 mol                       1 mol

y mol                       0.4 mol

又因?yàn)榭偽镔|(zhì)的量增加隨C3H6的含量減少而減少，所以有≤，y≤0.8，

因此時(shí)，可以同時(shí)滿足兩個(gè)條件。

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(lái)源： 題型：閱讀理解

合成氨對(duì)化學(xué)工業(yè)和國(guó)防工業(yè)具有重要意義．
（1）向合成塔中按1：4的物質(zhì)的量之比充入N2、H2進(jìn)行氨的合成，圖A為T0C時(shí)平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)（P）的關(guān)系圖．

①寫出工業(yè)上合成氨的化學(xué)方程式
N2+3H2
催化劑
.
高溫高壓
2NH3
N2+3H2
催化劑
.
高溫高壓
2NH3
．
②圖A中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為15.00%時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率=
24.45%
24.45%
．
③圖B中T=500°C，溫度為4500C對(duì)應(yīng)的曲線是
b
b
（選填字母“a“或“b”），選擇的理由是
合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，其他條件不變，降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)
合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，其他條件不變，降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)

④由圖象知，增大壓強(qiáng)可提高原料的利用率，從生產(chǎn)實(shí)際考慮增大壓強(qiáng)需解決的問(wèn)題是
研制耐壓設(shè)備（或增大壓強(qiáng)的動(dòng)力、材料的強(qiáng)度等其他合理答案）
研制耐壓設(shè)備（或增大壓強(qiáng)的動(dòng)力、材料的強(qiáng)度等其他合理答案）
（寫出一條即可）．
（2）合成氨所需的氫氣可由甲烷與水反應(yīng)制得，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CH4（g）+H2OCO（g）+3H2（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定溫度下，在2L容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如下表
時(shí)間/min CH4（mol） H20（ mol） CO （mol） H2 （mol）
0 0.40 1.00 0 0
5 X1 X2 X3 0.60
7 Y1 Y2 0.20 Y3
10 0.21 0.81 0.19 0.62
①分析表中數(shù)據(jù)，判斷5?7min之間反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)
是
是
（填“是”或“否”），
前5min平均反應(yīng)速率v（CH4）=
0.02mol?min-1
0.02mol?min-1
．
②反應(yīng)在7～10min之間，CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是
d
d
（填字母）．
a?減少CH4      b?降低溫度c?增大壓強(qiáng)d?充入H2
③若保持溫度不變，向1L容器中起始充入0.15mol CH4.0.45mol H2O．
0.05
0.05
mol CO、
0.15
0.15
mol H2，達(dá)到平衡時(shí)CH4的體積百分含量與第一次投料相同．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO（g ）+2H2（g）?CH3OH（g ）．圖1表示反應(yīng)過(guò)程中能量的變化情況：圖2表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g ）的濃度隨時(shí)間的變化情況．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）在“圖1”中，曲線
b
b
（填“a”或“b”）表示使用了催化劑；該反應(yīng)屬于
放熱
放熱
（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）下列說(shuō)法正確的是
ac
ac
（填字母序號(hào)）．
a．起始充入的CO為2mol
b．增大CO的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大
c．容器中壓強(qiáng)恒定時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
d．保持溫度和密閉容器的容積不變，再充入1mol CO和2mol H2，再次達(dá)到平衡時(shí)n（CH3OH）/n（CO）的值會(huì)變小
（3）從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)平衡，v（H2）=
0.15
0.15
；該溫度下CO （g）+2H2（g）?CH3OH（g）的化學(xué)平衡常數(shù)為
12
12
．若保持其他條件不變，將反應(yīng)體系升溫，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)
減小
減小
（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）請(qǐng)?jiān)凇皥D3”中畫出平衡時(shí)甲醇的百分含量（縱坐標(biāo)）隨溫度（橫坐標(biāo)）的變化曲線，
要求畫出壓強(qiáng)不同的兩條曲線（在曲線上標(biāo)出p1、p2，且p1＜p2）
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2012-2013學(xué)年江西省協(xié)作體高三5月第二次聯(lián)考化學(xué)試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

按要求完成下列各小題。       

Ⅰ、CO和H2的混合氣體俗稱合成氣，是一種重要的工業(yè)原料氣，焦炭、天然氣（主要成分為CH4）、重油、煤在高溫下均可與水蒸氣反應(yīng)制得合成氣。

（1）已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為： 

它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為：                                                 。

（2）向體積為2L的密閉容器中充入CH4和H2O(g)組成的混合氣（共1mol），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，并達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得溫度、壓強(qiáng)、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕對(duì)該反應(yīng)的影響如圖所示。

   ①圖1中的兩條曲線所示投料比的關(guān)系X2 ____ X1(填“=”“>”或“<”下同)

   ②圖2中兩條曲線所示的壓強(qiáng)比的關(guān)系：P2 _______P1

（3）以CH4、O2為原料可設(shè)計(jì)成燃料電池：

①設(shè)裝置中盛有150.0mL 1.0mol/L KOH溶液，放電時(shí)參與反應(yīng)的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L，假設(shè)放電過(guò)程中沒(méi)有氣體逸出，則放電完畢后，所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為：          

②以H2SO4溶液代替KOH溶液為電解質(zhì)溶液,將CH4改為C6H12O6 ，則燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為：

                 。

Ⅱ、（1）某溫度(t℃)時(shí)，測(cè)得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH＝11。在此溫度下，將pH＝2的H2SO4溶液VaL與pH＝12的NaOH溶液VbL混合，若所得混合液為中性，則Va︰Vb＝           。

(2)在25℃時(shí)，將c mol·L-1的醋酸溶液與0.02 mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性，用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=____________________。

 

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

(08浙大附中模擬)在體積、溫度都相同的條件下有下列反應(yīng)：2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)。現(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：Ⅰ.A、B的起始物質(zhì)的量均為2mol，

Ⅱ.C、D的起始物質(zhì)的量分別為2mol和6mol。以下敘述中不正確的是（     ）  

A．Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)混合氣的百分組成相同

B．Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量相同

C．達(dá)平衡時(shí)，Ⅰ途徑的反應(yīng)速率vA等于Ⅱ途徑的反應(yīng)速率vA

D．達(dá)平衡時(shí)，Ⅰ途徑所得混合氣的密度為Ⅱ途徑所得混合氣密度的1/2

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

(08上海嘉定區(qū)期末)甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),工業(yè)上可利用

此反應(yīng)生產(chǎn)合成氨原料氣H2。

已知溫度、壓強(qiáng)和水碳比[]對(duì)甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響如下圖：

            圖1（水碳比為3）                        圖2（水碳比為3）                            圖3（800℃）

 

（1）該反應(yīng)平衡常數(shù)K表達(dá)式為_(kāi)_______________________。

（2）降低反應(yīng)的水碳比平衡常數(shù)K__________（選填“增大”、“減小”或“不變”）;

升高溫度，平衡向____________方向移動(dòng)（選正反應(yīng)或逆反應(yīng)）。

（3）圖2中，兩條曲線所示溫度的關(guān)系是：t1_____t2（選填>、=或<）；

圖1中，在800℃、2MPa比1MPa時(shí)的甲烷含量_______（選填高、低或不變），

原因是____________________________________________________

（4）工業(yè)生產(chǎn)中使用鎳作催化劑。但要求原料中含硫量小于5×10-7%，其目的是？

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同步練習(xí)冊(cè)答案