煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
试回答下列问题:
(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有 (选填A、B、C、D、E);
|
n(CO) |
n(H2O) |
n(H2) |
n(CO2) |
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
C |
3 |
3 |
0 |
0 |
D |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
E |
3 |
1 |
2 |
1 |
(2)在1L密闭容器中通入10 molCO和10 mol水蒸气,在500℃下经过30s达到平衡,则30s内CO的平均反应速率为 。
(3)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K;K的表达式 ;
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 平衡常数K1;
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K2;
则K、K1、K2之间的关系是: ;
(4)某温度下C(s)+CO2(g)2CO(g)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A.c(CO2)=c(CO) B.K不变 C.容器中的压强不变
D.v正(CO)=2v正(CO2) E.c(CO)保持不变 F.混合气体相对分子质量不变
(5)如图1所示,在甲、乙两容器中都充入1molC和1molCO2,并使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g),并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中
CO2的转化率随时间变化的图像如图2所示,请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图像。
图1 图2
在500℃时,将足量的A固体投入2.0L真空密闭容器中,发生A(s)2B(g)+C(g)反应,测得气体C随时间的浓度变化如图所示:
(1)已知该反应只有高温下能自发进行,则该反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在上述反应条件下,从反应开始到平衡,用V(B)= mol·L-1·min-1,500℃时的平衡常数K= ;
(3)在反应温度和容器体积不变的条件下,下列能说明上述反应达到平衡状态的是 ;
A.混合气体的压强保持不变 B.气体C的体积分数保持不变
C.混合气体的密度保持不变D.B的正反应速率等于C的逆反应速率
(4)在500℃时,上述反应达到平衡后,在8min时将容器体积迅速压缩为1.0L,反应在12min建立新的平衡,画出8~15min内C气体物质的量浓度随时间变化的示意图。
能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答:
(1)已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO+2H2=CH3OH。则H2与CO反应生成CH3OH的热化学方程式为: 。
(2)如图为某种燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。 ①使用时,空气从 口通入(填“A”或“B”);
②假设使用的“燃料”是甲醇,a极的电极反应式为:
③假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H2)用这种电池电镀铜,待镀金属增重6.4 g,则至少消耗标准状况下水煤气的体积为 。
(10分)常温下,向25mL 0.1mol/L MOH溶液中逐滴加入0.2mol/L HA溶液,曲线如图所示(体积变化忽略不计).回答下列问题:
(1)写出MOH的电离方程式:__________________
(2)MOH与HA恰好完全反应时,溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”),理由是(用离子方程式表示):__________;此时,混合溶液中由水电离出的c(H+)_________0.2mol/L HA溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”“<”或“=”).
(3)写出B点,混合溶液中各离子浓度的大小关系B点____________.
(4)D点时,溶液中c(A﹣)+c(HA)__________2c(M+)(填“>”、“<”或“=”).
(11分)已知某气体反应的平衡常数可表示为K=,该反应在不同温度下的平衡常数:400℃,K=32;500℃,K=44.
请回答下列问题:
(1)写出上述反应的化学方程式______________________________.
(2)该反应的正反应是__________反应(填“放热”或者“吸热”),
(3)已知在密闭容器中,测得某时刻各组分的浓度如下:
①此时系统温度400℃,比较正、逆反应速率的大小:v正__________v逆(填“>”、“<”或“=”).
②若以甲醇百分含量为纵坐标,以温度为横坐标,此时反应点在图象的位置是图中___________点.比较图中B、D两点所对应的正反应速率B__________D(填“>”、“<”或 “=”).理由是__________.
(4)一定条件下要提高反应物的转化率,可以采用的措施是__________
a.升高温度 b.加入催化剂 c.压缩容器的体积
d.增加水蒸气的浓度 e.及时分离出产物
(12分)在一定温度下,有a盐酸,b硫酸,c醋酸三种酸.(用a、b、c填空)
(1)当其物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是__________.
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是__________.
(3)当三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为__________.
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________.
(5)当c(H+)相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),反应所需时间的长短关系是__________.
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是__________.