(19分)我国《车用燃料甲醇国家标准》的实施拉开了车用燃料低碳革命的大幕,一些省市正在陆续试点与推广使用甲醇汽油。甲醇可通过将煤的气化过程中生成的CO和H2在一定条件下发生如下反应制得:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。图I、图Ⅱ是关于该反应进行情况的图示。
请根据图示回答下列问题:
(1)图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况,从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=_______________。
(2)图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化,曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,在图Ⅱ中画出使用催化剂后的能量变化曲线b。
(3)写出该反应的热化学方程式 。
(4)该反应的平衡常数K的表达式为 ;当温度升高时,该平衡常数K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)恒容条件下,下列措施中能使增大的有
。
A.升高温度 B.充人He气
C.再充入1molCO和2molH2 D.使用催化剂
(6)在恒温条件下,保持CO浓度不变,扩大容器体积,则平衡 (填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”)
(7)在温度、容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投料,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
投料量 |
1mol CO 、2mol H2 |
1molCH3OH |
2molCH3OH |
CH3OH的浓度(mol·L-1) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
放出Q1 kJ |
吸收Q2 kJ |
吸收Q3 kJ |
体系压强(Pa) |
P1 |
P2 |
P3 |
反应物转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
则下列关系正确的是
A.c1= c2 B.Q3 = 2Q2 C.2 P1<P3
D.α1+α2=1 E.2α2=α3
F.该反应若生成1molCH3OH放出的热量为(Q1+ Q2)kJ
(8)若在一体积可变的密闭容器中充入1mol CO、2mol H2和1molCH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向 (填“正”、“逆”)反应方向移动,理由是
(1)0.075mol/(L·min)
(2)
(3)CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g);△H= -91kJ·mol-1
(4) 减小
(5)C
(6)逆向移动 (7)ADF
(8)正 反应前后气体总质量不变,同温同压下达到平衡时气体密度增大,即气体体积缩小,平衡正向移动
【解析】
试题分析:(1)v(CO)= =
=0.075mol/(L·min)。
(2)使用催化剂降低反应活化能,但△H不变。图象为:
(3)反应物能量比生成物能量高,反应为放热反应,热化学方程式为:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H= -91kJ·mol-1
(4)反应平衡常数表达式为,反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,K减小。
(5)升高温度,平衡左移,减小;充入He气和使用催化剂,平衡不移动,
不变;再充入1molCO和2molH2等效于增大压强,平衡向右移动,
增大。
(6)恒温,K不变,保持CO浓度不变,扩大容器体积,浓度商Q>K,平衡向逆反应方向移动。
(7)甲和乙完全等效,c1=c2,1+
2=1,Q1+Q2=91,p1=p2;
乙与丙比较:c3>2c2,Q3<2Q2,p3<2p2,3<
2。
(8)体系中全是气体,质量守恒,达到平衡时气体密度增大,所以体积缩小,反应向正方向进行。
考点: 化学反应速率 热化学方程式 勒沙特列原理 化学平衡常数 等效平衡
点评:本题综合性较强,尤其是(7)等效平衡的判断难度较大。
科目:高中化学 来源: 题型:
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科目:高中化学 来源: 题型:
c(CH3OH) |
c(CO)c2(H2) |
c(CH3OH) |
c(CO)c2(H2) |
n(CH3OH) |
n(CO) |
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科目:高中化学 来源:2012-2013学年河南省安阳一中高二第二次阶段考试化学试卷(带解析) 题型:填空题
(19分)我国《车用燃料甲醇国家标准》的实施拉开了车用燃料低碳革命的大幕,一些省市正在陆续试点与推广使用甲醇汽油。甲醇可通过将煤的气化过程中生成的CO和H2在一定条件下发生如下反应制得:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。图I、图Ⅱ是关于该反应进行情况的图示。
请根据图示回答下列问题:
(1)图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况,从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=_______________。
(2)图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化,曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,在图Ⅱ中画出使用催化剂后的能量变化曲线b。
(3)写出该反应的热化学方程式 。
(4)该反应的平衡常数K的表达式为 ;当温度升高时,该平衡常数K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)恒容条件下,下列措施中能使增大的有 。
A.升高温度 B.充人He气
C.再充入1molCO和2molH2 D.使用催化剂
(6)在恒温条件下,保持CO浓度不变,扩大容器体积,则平衡 (填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”)
(7)在温度、容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投料,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
投料量 | 1mol CO 、2mol H2 | 1molCH3OH | 2molCH3OH |
CH3OH的浓度(mol·L-1) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出Q1kJ | 吸收Q2kJ | 吸收Q3kJ |
体系压强(Pa) | P1 | P2 | P3 |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
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科目:高中化学 来源:2013届四川省成都市六校协作体高二下学期期中联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
我国首条纤维乙醇生产线——河南天冠集团3 000吨级纤维乙醇项目,在镇平开发区开工奠基。这一项目打破了过去单纯以粮食类原料生产乙醇的历史,使利用秸秆类纤维质原料生产乙醇成为现实。下列有关说法中不正确的是( )
A、用这种纤维乙醇部分替代成品油,有助于缓解日益增长的成品油需求
B、这一项目不仅使秸秆类废物得到科学利用,而且能为国家节约大量粮食
C 、乙醇能部分替代汽油作车用燃料是因为乙醇与汽油组成元素相同,化学成分相似
D、掺入10%燃料乙醇的乙醇汽油可以使汽车尾气中一氧化碳排放量下降
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