工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H 2 (g)⇌CH 3 OH(g)

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H 2 (g)⇌CH 3 OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)______.
A.生成CH 3 OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH 3 OH、CO、H 2 的浓度都不再发生变化
(2)如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断该反应的△H______0(填“>”、“=”或“<”);
②某温度下,将2molCO和6molH 2 充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为______,此时的温度为______.
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是______.
a.升温b.加入催化剂c.增加CO的浓度
d.加入H 2 加压e.加入惰性气体加压f.分离出甲醇
(4)一定条件下,CO与H 2 在催化剂的作用下生成5molCH 3 OH的能量变化为454kJ.在该温度时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
反应物投入量 1molCO、2molH 2 1molCH 3 OH 2molCH 3 OH
平衡时数据 CH 3 OH的浓度(mol/L) c 1 c 2 c 3
反应的能量变化 akJ bkJ ckJ
体系压强(Pa) p 1 p 2 p 3
反应物转化率 α 1 α 2 α 3
下列说法正确的是______.
A.2c 1 >c 3 B.a+b<90.8C.2p 2 <p 3 D.α 1 3 <1.
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我的爱情不再完美 春芽

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(1)A.无论是否达到平衡状态,生成CH 3 OH的速率与消耗CO的速率相等,故A错误;
B.无论是否达到平衡状态,气体的质量不变,容器的体积不变,则混合气体的密度不变,故B错误;
C.随反应进行,气体的总的物质的量减小,混合混合气体的总质量不变,平均相对分子质量增大,混合气体的相对平均分子质量不变,说明反应达到平衡状态,故C正确;
D.CH 3 OH、CO、H 2 的浓度都不再发生变化,说明反应达到平衡状态,故D正确.
故答案为:CD;
(2)①温度升高,K减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,故答案为:<;
②达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则转化的CO的物质的量为2.0mol-0.2mol/L×1L=1.6mol,
所以CO的转化率为
1.6mol
2mol ×100%=80%,则:
CO(g)+2H 2 (g)⇌CH 3 OH(g)
起始(mol/L):1 3 0
变化(mol/L):0.8 1.6 0.8
平衡(mol/L):0.2 1.4 0.8
所以:k=
0.8
0.2×1. 4 2 =2.04,温度应为250℃,
故答案为:80%;250℃;
(3)a.升温,平衡向逆反应方向移动,CO的转化率的减小,故a错误;
b.加入催化剂,平衡不移动,转化率不变,故b错误;
c.增加CO的浓度,CO的转化率的减小,故c错误;
d.恒容充入H 2 ,平衡向正反应方向移动,转化率增大,故d正确;
e.恒压充入惰性气体,平衡不移动,转化率不变,故e错误;
f.分离出甲醇,平衡向正反应方向移动,转化率增大,故f正确.
故答案为:df;
(4)A、甲、丙相比较,把甲等效为开始加入1molCH 3 OH,丙中甲醇的物质的量为甲的2倍,压强增大,对于反应CH 3 OH(g)⇌CO(g)+2H 2 (g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2c 1 <c 3 ,故A错误;
B、由题目可知生成1molCH 3 OH的能量变化为
454kJ
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CH 3 OH(g)⇌CO(g)+2H 2 (g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2p 2 >p 3 ,故C错误;
D、甲、乙处于相同的平衡状态,则α 1 2 =1,由C的分析可知α 2 >α 3 ,所以a 1 +a 3 <1,故D正确,
故答案为:D.

1年前

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