温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
反应物投入量 | 1molCO 2molH2 | 1molCH3OH | 2molCH3OH | |
平衡 时数 据 | CH3OH的浓度(mol•L-1) | c1 | c2 | c3 |
反应吸收或放出的能量(KJ) | a | b | c | |
体系压强(Pa) | P1 | P2 | P3 | |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
yue_jia 幼苗
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(1)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
a.生成CH3OH是正反应,消耗CO也是正反应,故a错误;
b.密度=[总质量/体积],总质量一定,体积一定,故混合气体的密度不变不能说明反应达平衡状态,故b错误;
c.达到化学平衡状态时,各物质的浓度不再发生变化,故CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化能说明反应达平衡状态,故c正确;
d.平均相对分子质量=[总质量/总物质的量],总质量一定,总物质的量会变,故混合气体的平均相对分子质量不变能说明反应达平衡状态,故d正确;
故答案为:cd;
(2)①依据图表数据可知,随温度升高,平衡常数减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向放热反应,故Q<0;
故答案为:<;
△G=△H-T△S,△H<0,△S<0,故低温有利于自发进行,
故答案为:<;低温;
②c(CO)=0.2mol/L,物质的量为0.4mol;
CO (g)+2H2 (g)⇌CH3OH (g)
起始量(mol) 2 6 0
变化量(mol) 1.6 3.21.6
平衡量(mol) 0.4 2.8 1.6
c(CO)=[0.4/2]=0.2mol/L,c(H2)=[2.8/2]=1.4mol/L,c(CH3OH )=[1.6/2]=0.8mol/L,
此时的平衡常数为:K=[1.6/0.2×1.4×1.4]≈2.041,所以温度为250℃,
CO的转化率=[1.6/2]×100%=80%,
故答案为:250℃;80%;
(3)增大压强,平衡正向移动;甲醇的体积分数(φ)增大;升高温度,平衡逆向移动,甲醇的体积分数(φ)减小,
故答案为:;
(4)a.升温,反应速率加快,平衡逆向移动,CO的转化率减小,故a错误;
b.加入催化剂,反应速率加快,平衡不移动,CO的转化率不变,故b错误;
c.增加CO的浓度,反应速率加快,平衡正向移动,但CO的转化率减小,故c错误;
d.通入H2加压,反应速率加快,平衡正向移动,CO的转化率增大,故d正确;
e.通人惰性气体加压,反应速率不变,平衡不移动,CO的转化率不变,故e错误;
f.分离出甲醇,反应速率减慢,平衡正向移动,CO的转化率增大,故f错误;
故答案为:d;
(5)A.甲、丙相比较,把甲等效为开始加入1molCH3OH,丙中甲醇的物质的量为甲的2倍,压强增大,对于反应CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2c1<c3,故A错误;
B.由题目可知生成1molCH3OH的能量变化为[454/5]=90.8kJ,甲、乙平衡状态相同,令平衡时甲醇为nmol,对于甲容器,a=90.8n,等于乙容器b=90.8(1-n),故a+b=90.8,故B错误;
C.比较乙、丙可知,丙中甲醇的物质的量为乙的2倍,压强增大,对于反应CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2p2>p3,故C错误;
D.甲、乙处于相同的平衡状态,则α1+α2=1,由C的分析可知α2>α3,所以a1+a3<1,故D正确,
故答案为:D.
点评:
本题考点: 等效平衡;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断.
考点点评: 本题考查平衡状态的判断、化学平衡的计算、平衡常数的计算等,综合性较强,难度中等,题量超大.
1年前
1年前1个回答
1年前1个回答
(1)甲醇是一种可再生能源,工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
1年前1个回答
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你能帮帮他们吗