能源短缺是人类面临的重大问题之一.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.工业上合成甲醇一般采用以下反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)+Q

能源短缺是人类面临的重大问题之一.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.工业上合成甲醇一般采用以下反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)+Q

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能源短缺是人类面临的重大问题之一.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.工业上合成甲醇一般采用以下反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)+Q
下表所列数据是上述反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
答案
举一反三
温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
(1)依据化学平衡三段式列式得到
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始量(mol) 260
变化量(mol)1.5 31.5
5分钟量(mol) 0.5 2L×1.5mol/L=3mol 1.5
用CH3OH表达的反应速率=
1.5mol
2L
5min
=0.15mol/L•min,
故答案为:0.15;
(2)表中数据分析可知随温度升高,平衡常数K减小,说明温度升高,平衡逆向进行,所以正向是放热反应,Q>>0,反应前后气体体积减小,依据平衡移动原理,增大压强平衡向气体体积减小的分析进行,所以压缩体积是增大压强,平衡正向进行;平衡常数琐碎温度变化,不随浓度、压强等因素变化,所以K不变,
故答案为:>;向正反应方向;不变;
(3)反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变;
a.V(CO)=1/2V(H2),正反应速率之比等于化学方程式中 计量数之比,仅表示反应正向进行,不能说明反应达到平衡,故a错误;
b.混合气体的密度保持不变,混合气体在乙定容密闭容器中进行,质量守恒,体积不变,反应过程中混合气体的密度始终不变,故b错误;
c.反应体系中的热效应不再变化,反应达到平衡反应的热量变化一定,平衡发生移动,反应的热量发生改变,证明反应达到平衡,故C正确;
d.c(CO):c(CH3OH)=1:1浓度相同,和起始量,变化量等有关,与平衡无直接关系,不能做平衡的标志,故d错误;
故答案为:c;
(4)寻找到合适的催化剂是实现反应工业化的关键,催化剂降低反应活化能,增大反应速率,但不改变化学平衡,
a.提高单位时间内甲醇的产量,反应速率增大,单位时间内生成甲醇增大,故a不符合;
b.增大混合气体中甲醇的体积分数,催化剂不改变化学平衡,体积分数不变,故b符合;
c.缩短达到平衡所需时间,催化剂加快反应速率,缩短到达平衡的时间,故c不符合;
d.提高一氧化碳的转化率,催化剂不改变平衡,反应物的转化率不变,故d符合;
故答案为:bd.
关于平衡常数K,下列说法中正确的是(   )
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A.对可逆反应,温度升高,反应速率增大,K值增大
B.对可逆反应,温度不变,加催化剂,K值不变
C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响
D.只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数
向一个容积为5L的密闭容器中充入NH3和O2,它们的物质的量之比为1:2,发生如下反应:
4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)
(1)上述反应平衡常数的表达式为______;
(2)上述反应在一定条件下2min后达到平衡,NH3为2mol,NH3的转化率为20%.用NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率为______,O2的平衡浓度为______;
(3)在达到平衡后,加入相当于原组成气体1倍的惰性气体.如果容器的体积不变,平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”,下同),如果总压强保持不变,平衡______移动.
下列反应在210℃时达到平衡:
①PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g);△H1>0K1=10
②CO(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g);△H1<0K2=5×103
③PCl5(g)+CO(g)⇌COCl2(g)+PCl3(g)K3
(1)反应③的平衡常数K3=______.
(2)要使反应①和反应②的K数值相等,可采取的措施是______(填序号).
A.降低反应①、②体系中Cl2浓度
B.反应①、②选择不同的催化剂
C.反应①、反应②同时升高温度
D.降低反应①、反应②的体系压强
E.反应①降低温度,反应②维持210℃
在硫酸工业中,SO2转化为SO3是一个关键步骤.
(1)SO2有氧化性又有还原性,还有漂白性.将SO2氧化通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,SO2表现______性,其中氧化剂和还原剂物质的量之比为______(已知KMnO4酸性条件下的还原产物为Mn2+).
(2)某温度下,SO2(g)+
1
2
O2(g)⇌SO3(g);△H=-98 kJ•mol-1.开始时在100 L的密闭容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g),当反应达到平衡时放出热量196kJ,该温度下平衡常数K=______.
(3)下列关于2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g);△H=-196kJ•mol-1反应的如图1图象中,错误的是______.
(4)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是______(填字母).
A.保持温度和容器体积不变,充入2 mol SO3
B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2
C.保持温度和容器体积不变,充入0.5 mol SO2和0.25 mol O2
D.保持容器体积不变,升高混合气体温度
E.移动活塞压缩气体
(5)某人设想以如图2装置生产硫酸,写出a电极的电极反应式______.检验SO42-的具体操作为______.
下列说法中正确的是(   )
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A.化学平衡常数越大,说明该反应进行得越完全
B.可逆反应达到化学平衡状态后,改变外界条件不会改变平衡状态
C.化学反应中,物质含有的活化分子数目越多,化学反应速率越快
D.可逆反应维持的时间越长,生成物的百分含量必定越高