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【题目】在压强为0.1MPa条件下,容积为V L的密闭容器中a mol CO2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:COg+2H2gCH3OHg),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示,则:

1)①p1________p2(填“=”)。

②在其他条件不变的情况下,向容器中再增加a mol CO2a mol H2,达到新平衡时,CO的平衡转化率________(填增大减小不变)。

③在p1下,100℃时,COg+2H2gCH3OHg)反应的平衡常数为______(用含aV的代数式表示)。

2)上图表示CO2H2反应生成CH3OHH2O的过程中能量(单位为kJmol1)的变化,该反应的△H_________0,△S_______0

3)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO23mol H2 一定条件下发生反应:CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og),测得CO2g)和CH3OHg)的浓度随时间变化的曲线如图所示:

①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率vCO2=_________________________

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。

A.升高温度

B.将CH3OHg)及时液化移出

C.选择高效催化剂

D.再充入1mol CH3OHg)和1mol H2Og

【答案】 增大 B

【解析】

(1)①采用定一议二法,固定同一温度,探究压强对CO转化率的影响即可分析得到结果;②温度容积不变,同等比例的增大反应物,相当于加压;据此作答;③用字母表示出物质的量浓度,代入平衡常数表达式即可计算出结果;

(2)生成物的总能量小于反应物的总能量则H0,气体的物质的量减小的反应则熵变S0,据此分析;

(3)①据图得到浓度变化量代入速率公式即可;

②根据勒夏特列原理,平衡总是向着减弱这种改变的方向移动,据此分析;

(1)①相同温度下,同一容器中,增大压强,平衡向正反应方向移动,则CO的转化率增大,根据图像可知,P1P2,故答案为:<;

②温度容积不变,向该容器内再增加amolCO2amol H2,等效为开始加入2amol CO4a molH2,同等比例的增大反应物,相当于加压,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,则CO的转化率增大;

故答案为:增大;

③该温度下,平衡时n(CO)=amol×(1-0.5)=0.5amol n(CH3OH)= n(CO)(参加反应)=amol×0.5=0.5amoln(H2)=2amol-2×amol×0.5=amol ,化学平衡常数

故答案为:

(2)由图可知,生成物的总能量小于反应物的总能量,因此,该反应的H0;该反应为气体的物质的量减小的反应,因此其熵变S0

故答案为:<;<;

(3)

故答案为:

A.反应是放热反应,升温平衡逆向进行;故A错误;

B.CH3OH(g)及时液化抽出,减少生成物的量,平衡正向进行,故B正确;

C.选择高效催化剂只能改变化学反应速率,不改变化学平衡,故C错误;

D.再充入1mol CH3OH(g)1mol H2O(g),增大了生成物浓度,平衡逆向移动;

故答案为:B

练习册系列答案
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ΔH=+88.6 kJ/molMN相比,较稳定的是_____________

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(3)Cl2H2O(g)通过灼热的炭层,生成HClCO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:__________________________________

(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s) ΔH=-1 176 kJ/mol,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为________

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2)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,其燃烧的热化学方程式为:CH4(g)2O2(g) = CO2(g)2H2O(l ) ΔH=-890 kJ/mol,又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,则11.2 L(标准状况)CH4完全燃烧生成气态水时放出的热量为_______________

Ⅱ.已知下列几种烷烃的燃烧热如下:

烷烃

甲烷

乙烷

丙烷

丁烷

戊烷

己烷

燃烧热/ (kJ·mol1)

890.3

1559.8

2219.9

2877.0

3536.2

4163.1

今有10 L(标准状况下)某种天然气,假设仅含甲烷和乙烷两种气体,燃烧时共放出热量480 kJ

1)试写出乙烷气体燃烧的热化学方程式___________________________________

2)计算该天然气中甲烷的体积分数____________(保留小数点后两位)

3)由上表可总结出的近似规律是______________________________________________

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