(本題共8分)將2molCO2和6molH2充入容積為3L的密閉容器中，在一定溫度和壓強(qiáng)條件下發(fā)生了下列反應(yīng)：CO2(g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) +49.0 kJ。反應(yīng)在2分鐘時(shí)達(dá)到了平衡。
（1）．用H2與CO2濃度的變化表示該反應(yīng)的速率，以它們的速率表示反應(yīng)達(dá)到平衡的關(guān)系式是_____________________。 
（2）．當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件，平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是__________。
a．逆反應(yīng)速率先增大后減少         b．正反應(yīng)速率先增大后減少
c．某反應(yīng)物的體積百分含量減小     d．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
（3）．達(dá)到平衡時(shí)，改變溫度（T）和壓強(qiáng)（P），反應(yīng)混合物中CH3OH的“物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)”變化情況如圖所示，關(guān)于溫度（T）和壓強(qiáng)（P）的關(guān)系判斷正確的是         (填序號(hào))。

A．P3＞P2T3＞T2B．P2＞P4T4＞T2
C．P1＞P3T1＞T3D．P1＞P4T2＞T3
（4）．平衡時(shí)，測(cè)得H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.30，則用H2O(g)的物質(zhì)的量濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)在2分鐘內(nèi)的平均反應(yīng)速率為           mol ? L-1? min-1。

（1）．3υ(CO2)正=υ(H2)逆，或3υ(CO2) 逆=υ(H2)正                 (2分)
（2）．b、d                                          (2分)
（3）．C、D                                         (2分)
（4）．0.25                                          (2分)

解析

練習(xí)冊(cè)系列答案
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（本題共8分）在密閉容器中進(jìn)行X2（氣）+ 3Y2（氣） 2Z（氣）的反應(yīng)，其X2、Y2、Z的起始濃度依次為0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，濃度分別是a、b、c（mol/L），回答：

①各物質(zhì)的濃度有可能的是           ．

A．c=0.5mol/L   B．b=0.5mol/L     C．c=0.4mol/L   D．a(chǎn)=0.3mol/L

②若a=                     時(shí)，b=0.15mol/L。

③a、b的取值必須滿足的一般條件是                       ．

④a的取值范圍是：                             ．

 

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（本題共8分）

水煤氣法制甲醇工藝流程框圖如下

 (注:除去水蒸氣后的水煤氣含55～59%的H2，15～18%的CO，11～13%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將CH4轉(zhuǎn)化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣，即可進(jìn)行甲醇合成)

（1）制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。① 此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為                      ；

②下列能提高碳的平衡轉(zhuǎn)化率的措施是                      。

A．加入C（s）     B．加入H2O（g）     C．升高溫度     D．增大壓強(qiáng)

（2）將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應(yīng)原理為：

CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對(duì)X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（其他條件相同）

① X在T1℃時(shí)催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

② Y在T2℃時(shí)催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

③ Z在T3℃時(shí)催化效率最高，能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍；

已知：T1＞T2＞T3，根據(jù)上述信息，你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是      （填“X”或“Y”或“Z”），選擇的理由是                                          。

（3）合成氣經(jīng)壓縮升溫后進(jìn)入10m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進(jìn)行甲醇合成，主要反應(yīng)是：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下：

物質(zhì)

H2

CO

CH3OH

濃度/（mol·L－1）

0.2

0.1

0.4

① 比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。�v正         v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

② 若加入同樣多的CO、H2，在T5℃反應(yīng)，10 min后達(dá)到平衡，此時(shí)c(H2)＝0.4 mol·L－1、c(CO)＝0.7 mol·L－1、則該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) ＝             mol·(L·min)－1。

（4）生產(chǎn)過(guò)程中，合成氣要進(jìn)行循環(huán)，其目的是                                   。

 

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NO和CO都是有毒的氣體，利用催化技術(shù)能夠?qū)⑺鼈冝D(zhuǎn)變成無(wú)毒的CO2和N2。一定量的NO和CO進(jìn)行如下反應(yīng)：2NO+2CO2CO2+N2，其部分化學(xué)平衡常數(shù)如下表：

T（℃）

0

50

100

K

0.5

1.05

2.56

根據(jù)題意回答（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：

1．若把化學(xué)方程式寫(xiě)為NO+COCO2+1/2N2，則100℃時(shí)，K的值=     。

2．上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是________。

A．選用更有效的催化劑     　　　　B．升高反應(yīng)體系的溫度

C．降低反應(yīng)體系的溫度     　　　　D．縮小容器的體積

3．若上述反應(yīng)在容積不變的密閉容器中進(jìn)行，該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是____

A．氣體的密度不再變化

B．單位時(shí)間內(nèi)消耗的CO與生成的CO2的物質(zhì)的量之比為1︰1

C．氣體的壓強(qiáng)不再變化

D．各氣體的濃度相等

4．某溫度下，將0.02 mol的NO和0.02 mol的CO的混合氣體充入一裝有催化劑的容器中，充分反應(yīng)后，測(cè)得混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為0.125，則CO的轉(zhuǎn)化率為     。

 

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(本題共8分)將2molCO2和6molH2充入容積為3L的密閉容器中，在一定溫度和壓強(qiáng)條件下發(fā)生了下列反應(yīng)：CO2(g)+3H2 (g) CH3OH(g)+H2O(g) +49.0 kJ。反應(yīng)在2分鐘時(shí)達(dá)到了平衡。

（1）．用H2與CO2濃度的變化表示該反應(yīng)的速率，以它們的速率表示反應(yīng)達(dá)到平衡的關(guān)系式是_____________________。 

（2）．當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件，平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是__________。

a．逆反應(yīng)速率先增大后減少         b．正反應(yīng)速率先增大后減少

c．某反應(yīng)物的體積百分含量減小     d．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大

（3）．達(dá)到平衡時(shí)，改變溫度（T）和壓強(qiáng)（P），反應(yīng)混合物中CH3OH的“物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)”變化情況如圖所示，關(guān)于溫度（T）和壓強(qiáng)（P）的關(guān)系判斷正確的是          (填序號(hào))。

A．P3＞P2     T3＞T2    B．P2＞P4      T4＞T2

C．P1＞P3     T1＞T3     D．P1＞P4      T2＞T3  

（4）．平衡時(shí)，測(cè)得H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.30，則用H2O(g)的物質(zhì)的量濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)在2分鐘內(nèi)的平均反應(yīng)速率為            mol ∙ L-1∙ min-1。

 

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