甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應(yīng)I和II，用CH4和H2O為原料來制備甲醇：
CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2 (g)……I   CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……II。
（1）將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容積為100L反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖。

①已知100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min，則用H2表示的平均反應(yīng)速率為____________________。
②圖中的P1_________P2（填“<”、“>”或“=”），100℃時平衡常數(shù)的值為__________ 。
（2）在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下， 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下，自發(fā)反應(yīng)Ⅱ，生成甲醇。
③該反應(yīng)的△H ____ 0；若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)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(qiáng)增大D．再充入1mol CO和3mol H2
④為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。
實驗編號
T(℃)
N(CO)/n(H2)
P（Mpa）
i
150
1/3
0.1
ii
 
 
5
iii
350
 
5
 
a．請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。
b．根據(jù)反應(yīng)II的特點，在給出的坐標(biāo)圖中，畫出在5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖，并標(biāo)明壓強(qiáng)。
（1）①0.003mol/（L·min）（2分）   ②<（2分）2.25×10-4（3分）  ­
（2）③<（2分） BD（2分）   ④a．（見下表，3分）   b．（見下圖，2分）

實驗編號
T（℃）
n（CO）/n（H2）
P（Mpa）
i
150
1/3
0.1
ii
150
1/3
5
iii
350
1/3
5
 

試題分析：⑴①0.003mol/（L·min）   ②<2.25×10-4    ⑵③反應(yīng)Ⅱ為熵減的反應(yīng)，要自發(fā)反應(yīng)必須為放熱反應(yīng)，故△H < 0,若容器容積不變，可增加甲醇產(chǎn)率的措施有BD。④a通過“控制變量法”探究外界條件對化學(xué)平衡的影響，探究的前提只能是改變一個條件，而其它條件不變，由此可得：Ⅱ中溫度為150℃，n （CO）/n（H2）=1/3，Ⅲ中n （CO）/n（H2）為1/3；
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
（1）在T℃時，將0．6molH2和0．4molN2置于容積為2 L的密閉容器中(壓強(qiáng)為mPa)發(fā)生反應(yīng)：3H2+N22NH3 △H<0。若保持溫度不變，某興趣小組同學(xué)測得反應(yīng)過程中容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時間變化如圖所示：8 min內(nèi)分鐘NH3的平均生成速率為   mol·L-1·min-1。

（2）仍在T℃時，將0．6molH2和0．4molN2置于一容積可變的密閉容 器中。
①下列各項能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是      (填序號)。
a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為l：3：2
b．3v正(N2)=v逆(H2)
c．3v正(H2)=2v逆(NH3)
d．混合氣體的密度保持不變
e．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
②該條件下達(dá)到平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)與題（1）條件下NH3的體積分?jǐn)?shù)相比          (填“變大”“變小”或“不變”)。
③達(dá)到平衡后，改變某一條件使反應(yīng)速率發(fā)生了如圖所示的變化，改 變的條件可能是         。

a．升高溫度，同時加壓
b．降低溫度，同時減壓
c．保持溫度、壓強(qiáng)不變，增大反應(yīng)物濃度
d．保持溫度、壓強(qiáng)不變，減小生成物濃度
（3）硝酸廠的尾氣含有氮氧化物，不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。   氨氣能將氮氧化物還原為氮氣和水，其反應(yīng)機(jī)理為：
2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)  H=-akJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-bkJ·mol-1
則NH3直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為：              。
若標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO與NO2混合氣體40．32L被足量氨水完全吸收，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮氣42．56L。該混合氣體中NO與NO2的體積之比為       。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

在80℃時，將0.40mo1的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2O42NO2 △H>0，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：
       t/s
n/mol
0
20
40
60
80
100
n(N2O4)
0.40
a
0.20
c
d
e
n(NO2)
0.00
0.24
b
0.52
0.60
0.60
（1）計算0～20s內(nèi)用NO2表示的平均反應(yīng)速率為     mo1?L—1?s—1。
（2）計算在80℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    （請注明單位）。
（3）反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度升高，混合氣體的顏色    （填“變淺”“變深”或“不變”）。
（4）要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施有    （填序號）。
A．增大N2O4的起始濃度
C．使用高效催化劑
B．向混合氣體中通入NO2
D．升高溫度
（5）如圖是80℃時容器中N2O4物質(zhì)的量的變化曲線，請在該圖中補畫出（不用計算，定性處理）該反應(yīng)在60℃時N2O4物質(zhì)的量的變化曲線。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

活性炭可處理大氣污染物NO。T℃時，在1L密閉容器中加入NO氣體和炭粉，發(fā)生反應(yīng)生成兩種氣體A和B，測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：
 
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
起始狀態(tài)
2.030
0.100
0
0
2 min時
2.000
0.040
0.030
0.030
 
（1）2 min內(nèi)，用NO表示該反應(yīng)的平均速率v(NO)＝______mol·L-1·min-1。
（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式是______；T℃時，它的平衡常數(shù)K＝9/16，則2 min時反應(yīng)______（填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)；已知升高溫度時，K增大，則該反應(yīng)為______（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（3）為了提高反應(yīng)速率和NO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是______。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

（1）如圖所示，A是由導(dǎo)熱材料制成的密閉容器，B是一耐化學(xué)腐蝕且易于傳熱的透明氣囊。關(guān)閉K2，將各1 mol NO2通過K1、K3分別充入A、B中，反應(yīng)起始時A、B的體積相同均為a L。

①B中可通過________________判斷可逆反應(yīng)2NO2N2O4已經(jīng)達(dá)到平衡。
②若平衡后在A容器中再充入0.5mol N2O4，則重新到達(dá)平衡后，平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)_______________（填 “變大”“變小”或“不變”）。
③若容器A中到達(dá)平衡所需時間t s，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始壓強(qiáng)的0.8倍，則平均化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)等于____________________。
④若打開K2，平衡后B容器的體積縮至0.4a L，則打開K2之前，氣球B體積為______L。
（2）用電解的方法將硫化鈉溶液氧化為多硫化物的研究具有重要的實際意義，將硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗔蚧锸请娊夥ㄌ幚砹蚧瘹鋸U氣的一個重要內(nèi)容。

如圖，是電解產(chǎn)生多硫化物的實驗裝置：
①已知陽極的反應(yīng)為：(x+1)S2－=SxS2－+2xe－，
則陰極的電極反應(yīng)式是：                  。
當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移xmol電子時，產(chǎn)生的氣體體積為        （標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。
②將Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液時，通常是在
氮氣氣氛下溶解。其原因是（用離子反應(yīng)方程式表示）：             。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

氨氣是重要化工產(chǎn)品之一。傳統(tǒng)的工業(yè)合成氨技術(shù)的反應(yīng)原理是：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa時，將N2、H2置于一個固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的量濃度變化如圖所示，回答下列問題：

（1）計算反應(yīng)在第一次平衡時的平衡常數(shù)K＝           。（保留二位小數(shù)）
（2）產(chǎn)物NH3在5～10 min、25～30min和45～50 min時平均反應(yīng)速率（平均反應(yīng)速率分別以v1、v2、v3表示）從大到小排列次序為                      。
（3）H2在三次平衡階段的平衡轉(zhuǎn)化率分別以α1、α2、α3表示，其中最小的是     。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動的方向是____________，采取的措施是____________
（5）請在下圖中用實線表示25～60min 各階段化學(xué)平衡常數(shù)K的變化圖像。

K

 

 

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

把大氣中的游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程稱為固氮。生物固氮和大氣固氮（閃電時N2轉(zhuǎn)化為NO）屬于自然固氮，這遠(yuǎn)不能滿足人類的需要。工業(yè)固氮（合成氨）是目前人工固氮的主要方法。有關(guān)大氣固氮和工業(yè)固氮的平衡常數(shù)K值分別如下表一和表二。
表一：N2+ O2   2NO                    
溫度
27℃
2000℃
K值
3．84×10－31
0．1
 
表二：N2+ 3H22NH3      
溫度
25℃
350℃
400℃
450℃
K值
5×108
1．847
0．507
0．152
（1）根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)分析，下列說法正確的是_________。
A、N2+ O2   2NO是吸熱反應(yīng)
B、人類大規(guī)模模擬大氣固氮是沒有意義的
C、在常溫下，增加工業(yè)固氮的容器的壓強(qiáng)，K值會發(fā)生改變
D、工業(yè)固氮是放熱反應(yīng)
（2）向某密閉容器中加入4 mol NH3、1．2 mol H2和一定量的N2三種氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時間變化如甲圖所示[已知0～t1階段保持恒溫、恒容，且c(N2)未畫出]。乙圖為t2時刻后改變反應(yīng)條件，反應(yīng)速率隨時間的變化情況，已知在t2、t3、t4、t5時刻各改變一種不同的條件。

①若t1="15" s，則t0～t1階段的反應(yīng)速率為v(H2)=　　　
②N2的起始物質(zhì)的量為　　　　　
③反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，下列說法中能表明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是           
A、單位時間內(nèi)生成a molN2，同時生成3a mol H2   B、容器的總壓強(qiáng)不再變化
C、混合氣體的密度不再變化        D、三個H—H 鍵斷裂的同時有六個H—N鍵斷裂
④t4時刻改變的條件為　　      　　　，t5時刻改變的條件為　　　　     　
⑤已知t0～t1階段該反應(yīng)放出或吸收的熱量為Q kJ(Q為正值)，試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________________________________________________

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

碘及其化合物在人類活動中占有重要地位。
(1)加碘食鹽中含有碘酸鉀(KIO3)，工業(yè)上以電解法制備碘酸鉀，電解設(shè)備如圖所示。先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)：

3I2＋6KOH=5KI＋KIO3＋3H2O，再將該溶液加入       (陰極、陽極)區(qū)，另將氫氧化鉀溶液加入另外一個區(qū)。使用       (陰、陽)離子交換膜，在陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式：                        。
(2)碘化氫不穩(wěn)定，分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2HI(g)I2(g)+H2(g)  ΔH="+9.48" kJ·mol－1已知ΔS＞0
①該反應(yīng)屬于(    )
A．任何溫度均自發(fā)    B．任何溫度均不自發(fā)   C．高溫自發(fā)    D．低溫自發(fā)
②一定條件下，反應(yīng)在一個帶有活塞的密閉容器中達(dá)到平衡，下列說法中不正確的是(    )
A．恒溫，縮小體積，平衡常數(shù)不變
B．恒溫，縮小體積，平衡不移動，顏色加深
C．恒容，升溫，正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率均增大  
D．恒容，在容器中若投入2mol HI，達(dá)到平衡時吸收9.48 kJ 的熱量  
③一定溫度下，平衡常數(shù)K=1/4，在2L的容器中，加入4molHI發(fā)生反應(yīng)達(dá)到平衡，HI的轉(zhuǎn)化率       。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

研究NOx（氮的氧化物）SO2、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。
（1）下圖是反應(yīng)過程中能量示意圖。

該反應(yīng)的焓變
（2）一定條件下，通過可以實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收。某研究小組向2L某密閉的真空容器（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計）中通入CO和SO2，10分鐘后測得容器CO2的物質(zhì)的量為0.9mol。
①求以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為        。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K=      。
③若想加快正反應(yīng)速率的同時提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是          。
（3）工業(yè)上常用Na2CO3溶液吸收法處理氮的氧化物（以NO和NO2的混合物為例）。
已知：NO不能與Na2CO3溶液反應(yīng)。

若用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2（全部逸出）時，吸收液質(zhì)量就增加44g，則混合氣體中NO和NO2的體積比為      。

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