【題目】我國(guó)煤炭資源豐富,通過煤的氣化和液化。能使煤炭得以更廣泛的應(yīng)用。

I.先將煤轉(zhuǎn)化為CO,再利用CO和水蒸氣反應(yīng)制取H2,反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

(1)2L恒容密閉容器中充入CO和水蒸氣,800℃時(shí)測(cè)得部分?jǐn)?shù)據(jù):

t/min

0

1

2

3

4

n(CO)/mol

0.80

0.64

0.50

0.20

0.20

n(H2O)/mol

1.20

1.04

0.90

0.60

0.60

從反應(yīng)開始到2min時(shí),υ(H2)___________________;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________。

(2)相同條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO、3mol水蒸氣、2molCO2、2mol H2,此時(shí)υ____υ(填“>”、“<”“=”)。

II.利用CO生產(chǎn)燃料甲醇(CH3OH),一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),圖a表示反應(yīng)中能量的變化,圖b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,COCH3OH的濃度隨時(shí)間的變化:

(1)在圖a中,曲線_____(填“a”“b”)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于_______反應(yīng)(填吸熱放熱);若保持其他條件不變,將反應(yīng)體系升溫,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)將______(填變大”、“變小不變”)。

(2)下列說(shuō)法正確的是_______(填序號(hào))

起始充入的CO2mol

增加CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率增大

當(dāng)混合氣體的密度不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡

保持溫度和容積不變,再充入2molCO4mol H2,再次達(dá)平衡時(shí) 會(huì)減小

(3)若在相同情況下,最初向容器中充入____mol CH3OH(g),可以達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)。

(4)請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出平衡時(shí)甲醇的百分含量隨壓強(qiáng)的變化曲線,要求畫溫度不同的2條曲線(在曲線上標(biāo)出T1、T2T1&t;T2)。____________

。

【答案】0.075mol/(L·min)3>a放熱變、佗2

【解析】

.(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)在2 min時(shí)CO的物質(zhì)的量減少了0.80mol-0.50mol=0.30mol。根據(jù)方程式可知,氫氣的物質(zhì)的量應(yīng)增加0.30mol,濃度增加0.30mol÷2L=0.15mol/L,所以2min內(nèi)的平均速率為v(H2)= =0.075 mol·L1·min1;由表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)在進(jìn)行3min4min時(shí),COH2O的物質(zhì)的量保持不變,說(shuō)明此時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài),則有如下關(guān)系:
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始濃度(mol/L) 0.40 0.60 0 0

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 0.30 0.30 0.30 0.30

平衡濃度(mol/L) 0.10 0.30 0.30 0.30

所以平衡常數(shù)K==3.0,故答案為:0.075mol/(L·min)、3;

(2)相同條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO3mol水蒸氣、2molCO2、2mol H2,此時(shí)反應(yīng)的濃度熵Qc==<K,說(shuō)明反應(yīng)此時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則υ,故答案為:>;

II.(1)由圖可知,曲線a降低了反應(yīng)所需的活化能,則a使用了催化劑,又因該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng);其他條件不變,將反應(yīng)體系升溫,平衡逆向移動(dòng),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)將減小,故答案為:a;放熱;變。
(2) 由圖可知起始CO的濃度為1mol/L,則CO的起始物質(zhì)的量為1mol/L×2L=2mol;

②增加CO濃度,會(huì)促進(jìn)氫氣的轉(zhuǎn)化,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,但CO的轉(zhuǎn)化率減;

③由于在反應(yīng)過程中,反應(yīng)混合物的總質(zhì)量不變,容器的體積不變,則氣體的密度并不隨反應(yīng)的時(shí)行而發(fā)生變化,故當(dāng)混合氣體的密度不變時(shí),反應(yīng)不一定達(dá)到平衡;

④保持溫度和容積不變,再充入2molCO4mol H2,與原平衡比較,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),再次達(dá)平衡時(shí) 會(huì)減小;

綜上所述,正確的說(shuō)法有①④,故答案為:①④;

(3)若在相同情況下,通過從逆反應(yīng)方向開始建立上述同樣的平衡狀態(tài),則須滿足起始加入量一邊倒之后與原平衡相同,原平衡的起始加入量為4molH22molCO,故需加入2mol CH3OH(g),故答案為:2;

(4)由于該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體體積縮小的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),甲醇的含量增大;該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,甲醇的含量減小,由此分析可得圖像為:,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:

【題目】將純鋅片和純銅片按下圖方式插入100 mL相同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,回答下列問題:

(1)下列說(shuō)法中正確的是________(填序號(hào))。

A 甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

B 乙中銅片上沒有明顯變化

C 甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少

D 兩燒杯中H+的濃度均減小

(2)在相同時(shí)間內(nèi),兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速率:________(“>”“<”“=”)乙。

(3)甲燒杯中鋅電極為 _________(正極/負(fù)極),寫出銅極的電極方程式___________

(4)當(dāng)甲中產(chǎn)生1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),理論上通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下表是周期表中的一部分,根據(jù)A-I在周期表中的位置,第(1)(2)小題用元素符號(hào)或化學(xué)式回答,(3)~(5)小題按題目要求回答。

周期

I A

Ⅱ A

Ⅲ A

Ⅳ A

Ⅴ A

Ⅵ A

Ⅶ A

O

1

A

2

D

E

G

I

3

B

C

F

H

(1)表中A~I(xiàn)元素中,化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是________,只有負(fù)價(jià)而無(wú)正價(jià)的是_________,氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)是_______,還原性最強(qiáng)的單質(zhì)是____________。

(2)在B、C、E、F、G、H中,原子半徑最大的是__________________。

(3)最高價(jià)氧化物的水化物堿性最強(qiáng)的化合物的電子式是___________。

(4)A和D組成最簡(jiǎn)單的化合物的電子式是_____________________

(5)用電子式表示B和H組成化合物的形成過程_____________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,氣密性已檢查)。

實(shí)驗(yàn)過程:

Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸,制取出一種黃綠色氣體。

Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí),夾緊彈簧夾。

Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí),關(guān)閉活塞a。

Ⅳ. 打開活塞b,將少量C中溶液滴入D中,關(guān)閉活塞b,取下振蕩,靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色。

(1)A中濕潤(rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán),得出結(jié)論:________________________。

(2)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________。

(3)操作Ⅳ可得出結(jié)論:____________________________________________

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:本實(shí)驗(yàn)中的鹵素單質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱依次為:_____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(NH4)2SO4是一種常見的化肥,某工廠用石膏、NH3、H2O和CO2制備(NH4)2SO4的工藝流程如下:

下列說(shuō)法正確的是

A. 通入NH3和CO2的順序可以互換

B. 操作2為將濾液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,可得(NH4)2SO4

C. 步驟②中反應(yīng)的離子方程式為Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+

D. 通入的NH2和CO2均應(yīng)過量,且工藝流程中CO2可循環(huán)利用

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是

A. 用石墨電極電解MgCl2溶液:Mg2++2C1-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2

B. 向明礬溶液中滴加碳酸鈉溶液:2Al3++3CO32-==Al2(CO3)3

C. 向Ca(HCO3)2溶液中滴加少最NaOH溶液:Ca2++2HCO3-+2OH-==CaCO3↓+CO32-+2H2O

D. 向Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI溶液:2NO3-+8H++6I-==3I2+2NO↑+4H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分別代表某一元素。根據(jù)表中所列元素回答問題:

(1)元素B在周期表中的位置是______

(2)上表短周期元素中金屬性最強(qiáng)的是______(填元素符號(hào))。

(3)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性最強(qiáng)的物質(zhì)______(填化學(xué)式)。

(4)A、C、D三元素形成化合物的電子式為______,該化合物中含有的作用力有______。

(5)表中F、G、H元素可形成與Ar具有相同電子層結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單離子,這些離子的半徑由大到小的順序是______(用離子符號(hào)表示)。

(6)E可在B、C形成的常見化合物中燃燒的方程式是______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】固體X由四種元素組成,為探究其組成和性質(zhì),設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn):

1)固體X中含有HO、____________元素。

2)寫出固體X受熱分解的化學(xué)方程式______。

3)取少量固體B溶于稀硫酸,加入適量的KI溶液,反應(yīng)后溶液顯棕黃色,同時(shí)產(chǎn)生一種白色的碘化物沉淀,寫出產(chǎn)生該現(xiàn)象的離子方程式______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)①寫出乙炔的結(jié)構(gòu)式________________;②寫出水玻璃中溶質(zhì)的化學(xué)式________________。

(2)寫出二氧化錳與濃鹽酸共熱反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________________________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案