本题包括两小题,根据你所学的内容选择(1)或(2)其中一小题回答相关问题。
(1)在A图中,请加以必要连接(在图上画上),使铜片上冒H2气泡,则连接后的装置叫 ,该装置实现的能量转换是________________。
写出该装置的电极反应式:
锌片: ;铜片: ;
在B图中,加以必要的连接(在图上画上),使锌片上析出铜,则连接后的装置叫 ,
该装置实现的能量转换是________________。
写出该装置的电极反应式:
锌片: ;铜片: ;
甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 |
T(°C) |
n(CO)/n(H2) |
p(MPa) |
ⅰ |
150 |
½ |
0.1 |
ⅱ |
________ |
________ |
5 |
ⅲ |
350 |
________ |
5 |
一定温度下,在容积固定的V L密闭容器里加入n mol A、2n mol B,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH<0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。
(1)K和x的关系满足K=________。在保证A浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡________(填字母)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的是什么条件:
t2时________________;
t8时________________;
②t2时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;
③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
在一个体积为1 L的密闭容器中发生某化学反应:2A(g)B(g)+C(g),在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800°C,实验Ⅲ在850°C,B、C的起始浓度都为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示。
试回答下列问题:
(1)在实验Ⅰ中,反应在20~40 min内A的平均反应速率为________mol·L-1·min-1。实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是________________。
(2)该反应的ΔH________0,其判断理由是________。
(3)实验Ⅰ第40 min末,若降低反应温度,达到新的平衡后,A的浓度不可能为________(填序号)。
A.0.35 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1 C.0.7 mol·L-1 D.0.8 mol·L-1
(4)若反应在800°C进行,在该1 L的密闭容器中加入1 mol A、0.2 mol He,达到平衡时A的转化率应________。
A.等于86% B.等于50%
C.小于50% D.介于50%~86%之间
300°C时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。
(1)300°C时,该反应的平衡常数表达式为K=________。已知K300°C<K350°C,则ΔH________0(填“>”或“<”)。
(2)在2 min末时,B的平衡浓度为_______,D的平均反应速率为_______。
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是__________________________________________。
(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向进行,开始时若加入C、D各mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B________mol。
合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。
(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体,发生上述反应,在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c(H2)=9.00 mol·L-1,c(N2)=3.00 mol·L-1,c(NH3)=4.00 mol·L-1,此温度下该反应的平衡常数K=________。
(2)在三个相同容器中各充入1 mol N2和3 mol H2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是________(填字母)。
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1 |
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2 |
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2 |
D.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2 |
(3)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气,化学方程式为:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)
ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·K-1 ·mol-1
该反应在常温下能否自发进行?________(填“能”或“不能”)。