(12分)为减弱温室效应,除了减少CO2的排放、植树造林、将液态CO2注入深海等措施外,还有一种思路是将CO2转化成其它可燃物质。如工业上已实现CO2和H2反应

(12分)为减弱温室效应,除了减少CO2的排放、植树造林、将液态CO2注入深海等措施外,还有一种思路是将CO2转化成其它可燃物质。如工业上已实现CO2和H2反应

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(12分)为减弱温室效应,除了减少CO2的排放、植树造林、将液态CO2注入深海等措施外,还有一种思路是将CO2转化成其它可燃物质。如工业上已实现CO2和H2反应生成甲醇的转化。已知:在一恒温、恒容密闭容器中充入l mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) △H= -49.0 kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。请回答

(1)达到平衡的时刻是____________min(填“3”或“10”)。在前10min内,用CO2表示的反应速率(CO2)="________"
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是             。
a.容器压强不变            b.混合气体中c(CO2)不变
c.(CH3OH)= (H2O)       d.c(CH3OH)=c(H2O)
(3)为了提高H2的转化率,可采取__________(填“增大”或“减小”)CO2浓度的措施。
(4)达平衡后,H2的转化率是_____________。平衡常数K=____________。(计算结果保留一位小数)
答案
(每空2分,共12分)
(1) _____10_  ___min(填“3”或“10”);____0.075_   _ mol/(L·min)。
(2)    a b      
(3)  增大   _(填“增大”或“减小”);
(4)转化率是_____75%______,平衡常数K=_______5.3_______。(计算结果保留一位小数)
解析

举一反三
(8分)反应在容积不变的密闭容器中达到平衡,且起始时A与B的物质的量之比为a:b。则
(1)平衡时A与B的转化率之比是      
(2)若同等倍数地增大A、B的物质的量浓度,要使A与B的转化率同时增大,(a+b)与(c+d)所满足的关系是(a+b)     (c+d)(填“>”、“=”、“<”或“没关系”)
(3)设定a=2,b=1,c=3,d=2,在甲、乙、丙、丁4个相同的容器中A的物质的量依次是2mol、1mol、2mol、1mol,B的物质的量依次是1mol、1mol、2mol,2mol ,C和D的物质的量均为0。则在相同温度下达到平衡时,A的转化率最大的容器是     (填容器序号,下同),B的转化率由大到小的顺序是        
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(9分)随着环保意识增强,清洁能源越来越受到人们关注。
(1)甲烷是一种理想的洁净燃料。已知:
CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(g);△H= —802.3kJ·mol-1
H2O(1) =H2O(g),△H =+44.0kJ·mol-l
则4.8g甲烷气体完全按燃烧生成液态水,放出热量为          
(2)利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价,具有推广价值。
该反应为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g);△H=+206.lkJ·mol-l
①若800℃时,反应的化学平衡常数K=l.0,某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。

则此时正、逆反应速率的关系是        。(填标号)
A.v(正)>v(逆)B.v(正)<v(逆)
C.v(正)=v(逆)D.无法判断
②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa,其余实验条件见下表)。

表中t=         ,P=         ;
设计实验2、3的目的是         
实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是         (用K1、K2、K3表示)。
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在一固定容积的容闭容器中,加入2 L X 和3 L Y 气体,发生如下反应:
n X(g) + 3Y(g) 2Z(g) + R(g),反应平衡时,则知X 和Y 的转化率分别为30%和60%,
则化学方程式中的n 值为
A.1B.2C.3D.4

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(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。
(1)已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH1=—393.5 kJ·mol-1   ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH2=—483.6 kJ·mol-1   ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1  ③
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH=       kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移    mol e-
(2)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,是用煤炭气(CO、H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气体在正极反应,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为                                 
(3)密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如右图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为VAL,则该温度下的平衡常数K=                  ;A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)n(B)=      
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA      tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是       
A 降温     B 加压     C 使用催化剂    D 将甲醇从混合体系中分离出来
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(12分) 恒容密闭容器中,某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号
浓度(mol/L)
时间(min)
0
10
20
30
40
50
60
1


8000C
1.0
0.80
O.64
0.57
0.50
0.50
0.50
2
8000C
C2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
8000C
C3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
8200C
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在前20min内用B的浓度变化来表示的平均速率
                    mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2           mol/L,反应在 20分钟内就达到
平衡,可推测实验2中还隐含的条件是                                 。
(3)设实验3的反应速率为υ3,实验1的反应速率为υ1(用同种物质的浓度变
化表示),则达到平衡时υ3          υ1(填>、=、<=)
c3               mol/L。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是          反应(选填“吸热”、“放热”)。
(5) 800℃时,反应2A B+D的平衡常数=                           ,
实验2中达到平衡时A的转化率=                       
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