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甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O為原料,通過反應Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應室(容積為100 L),在一定條件下發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如下圖。

①已知100 ℃壓強為p1時達到平衡所需的時間為5 min,則用H2表示的平均反應速率為　　　　。 
②圖中的p1　　　　p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃壓強為p2時平衡常數為　　　　。 
③該反應的ΔH　　　　0(填“<”“>”或“=”)。 
(2)在一定條件下,將a mol CO與3amol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0 ……Ⅱ
①若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是(　　)
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗表格中。
A.下表中剩余的實驗條件數據:a=　　　　;b=。 
B.根據反應Ⅱ的特點,下圖是在壓強分別為0.1 MPa和5 MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強px=　　　　MPa。 

實驗編號
T/℃
n(CO)/n(H2)
p/MPa
1
150
1/3
0.1
2
a
1/3
5
3
350
b
5
 


(1)①0.003 0 mol·L-1·min-1�、�<　2.25×10-4�、�>
(2)①BD�、�150　　0.1

解析(1)①v(H2)=3v(CH4)=×3="0.003" 0 mol·L-1·min-1;②依據反應式可知增大壓強平衡左移,轉化率減小,所以p1<p2;用“三部曲”可求出在100 ℃壓強為p1時平衡時各物質的濃度分別為c(CH4)="0.005" mol·L-1、c(H2O)="0.015" mol·L-1、c(CO)="0.005" mol·L-1、c(H2)="0.015" mol·L-1,K==2.25×10-4;(2)①C選項相當于減壓、D選項相當于加壓;②設計實驗應該只有一個變量,實驗1、2壓強不同,溫度相同;實驗2、3溫度不同,其他相同;壓強越大轉化率越高,px的壓強小。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（14分）（2012?重慶）尿素[CO（NH2）2]是首個由無機物人工合成的有機物．
（1）工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應方程式為             ．
（2）當氨碳比=4時，CO2的轉化率隨時間的變化關系如圖1所示．
①A點的逆反應速率v逆（CO2）             B點的正反應速率v正（CO2）（填“大于”“小于”或“等于”）．
②NH3的平衡轉化率為             ．
（3）人工腎臟可采用間接電化學方法除去代謝產物中的尿素，原理如圖2所示．

①電源的負極為             （填“A”或“B”）．
②陽極室中發(fā)生的反應依次為             、             ．
③電解結束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將             ；若兩極共收集到氣體13.44L（標準狀況），則除去的尿素為              g（忽略氣體的溶解）．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氯化銅是一種廣泛用于生產顏料、木材防腐劑等的化工產品。某研究小組用粗銅（含雜質Fe）按下述流程制備氯化銅晶體（CuCl2·2H2O）。

（1）實驗室采用如下圖所示的裝置，可將粗銅與Cl2反應轉化為固體1（加熱儀器和夾持裝置已略去）。

① 儀器A的名稱是　　　　         。
② 裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是　　　　　。
③如果濃鹽酸不能順利滴下，可能的原因是              。
④裝置Ⅳ中盛裝的試劑是                ，其作用是                 。
（2）在CuCl2溶液轉化為CuCl2·2H2O的操作過程中，發(fā)現溶液顏色由藍色變?yōu)辄S綠色。小組同學欲探究其原因。
已知：在氯化銅溶液中有如下轉化關系：
 (aq) +4Cl－(aq)(aq) +4H2O(l)
藍色　　　　　　　　　　　黃色
①上述反應的化學平衡常數表達式是K=　　　　。
②現欲使溶液由黃色變成藍色，請寫出兩種可采用的方法
a．                     b                    。
（3）由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的過程中要加入鹽酸的目的是                  。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發(fā)生反應生成NH3：N2＋3H2O2NH3＋O2
進一步研究NH3生成量與溫度的關系，部分實驗數據見下表(反應時間3 h)：

T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10－6 mol)
4.8
5.9
6.0
 
請回答下列問題：
(1)50℃時從開始到3 h內以O2物質的量變化表示的平均反應速率為        mol·h－1。
(2)該反應過程與能量關系可用如圖表示，則反應的熱化學方程式是                   。

(3)與目前廣泛應用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率較慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議：                                       。
(4)工業(yè)合成氨的熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。在某壓強恒定的密閉容器中加入2 mol N2和4 mol H2，達到平衡時，N2的轉化率為50%，體積變?yōu)?0 L。求：
①該條件下的平衡常數為       ；
②若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與上述平衡相同。反應放出的熱量       (填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某溫度時，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的量隨時間的變化曲線如下圖所示。

（1）由圖中所給數據進行分析，該反應的化學方程式為                  。
（2）反應從開始至2分鐘末，用Z的濃度變化表示的平均反應速率為      。
（3）達到平衡是X的濃度是      ；
（4）當反應進行到第    min，該反應達到平衡。反應達到平衡后，下列措施能加快化學反應速率的有            。
A．增大反應物的濃度    B．升高溫度    C．使用正催化劑

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

已知CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－130.9 kJ·mol－1
(1)現將0.8 mol CO2和2.4 mol H2充入容積為20 L的密閉容器中發(fā)生上述反應，下列說法正確的是__________(填字母序號)。

A．該反應在低溫下能自發(fā)進行
B．當容器內CO2氣體體積分數恒定時，該反應已達平衡狀態(tài)
C．若其他條件不變，實驗測得平衡常數：K(T1)＞K(T2)，則T1＜T2
D．現有該反應的X、Y兩種催化劑，X能使正反應速率加快約5×105倍、Y能使逆反應速率加快約8×106倍(其他條件相同)，故在生產中應該選擇X為催化劑更合適
(2)該反應進行到45 s時達到平衡，此時CO2的轉化率為68.75%。下圖1中的曲線表示該反應在前25 s內的反應進程中CO2濃度變化。


①若反應延續(xù)至70 s。請在圖1中用實線畫出25 s至70 s的反應進程曲線。
②某化學興趣小組采用實驗對比法分析改變實驗條件對該反應進程的影響，每次只改變一個條件，并采集反應進程中CO2的濃度變化，在原有反應進程圖像上繪制對應的曲線。實驗數據如下表：
實驗
編號
CO2起始
濃度/mol·L－1
反應溫
度/℃
反應壓
強/kPa
是否加入
催化劑
A
0.030
150
101
否
B
0.040
150
101
否
C
0.040
250
101
是
 
但是該小組負責繪制圖線的學生未將曲線(虛線)繪制完整(見圖2)，也忘記了注明每條曲線所對應改變的條件，請把每個實驗編號與圖2中對應曲線的字母進行連線。
實驗編號　　　　　　圖2中字母
A　　　　　　　　　　a
B　　　　　　　　　　b
C　　　　　　　　　　c

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

在密閉容器中進行的如下反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。SO2的起始濃度是0.4 mol·L－1，O2的起始濃度是1 mol·L－1，當SO2的轉化率為80%時，反應達到平衡狀態(tài)。
(1)反應的平衡常數為________。
(2)若將平衡時反應混合物的壓強增大1倍，平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。
(3)若平衡時反應混合物的壓強減小1倍，平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。
(4)平衡時保持體積不變，向平衡混合氣體中充入稀有氣體Ar，使體系總壓變?yōu)樵瓉淼?倍，平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

有A、B、C、D四個反應:

反應
 		A
 		B
 		C
 		D
 
ΔH/(kJ·mol-1)
 		10.5
 		1.80
 		-126
 		-11.7
 
ΔS/(J·mol-1·K-1)
 		30.0
 		-113.0
 		84.0
 		-105.0
 
 
則在任何溫度下都能自發(fā)進行的反應是　　　　;任何溫度下都不能自發(fā)進行的反應是　　　　;另兩個反應中,在溫度高于　　　　　 ℃時可自發(fā)進行的反應是　　　　　;在溫度低于　　　　 ℃時可自發(fā)進行的反應是　　　　　。 

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g)，在一定溫度進行如下反應：
A(g)B(g)＋C(g)　　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1
反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表：

時間t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
總壓強p/100 kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
 
回答下列問題：
(1)欲提高A的平衡轉化率，應采取的措施為____________。
(2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉化率α(A)的表達式為______________。平衡時A的轉化率為__________，列式并計算反應的平衡常數K__________。
(3)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n(A)，n(總)＝____ mol，n(A)＝________ mol。
②下表為反應物A濃度與反應時間的數據，計算：a＝________。
反應時間t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L－1)
0.10
a
0.026
0.006 5
 
分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結論是________________________________，由此規(guī)律推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為__________ mol·L－1。

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同步練習冊答案