水煤气(CO 和H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:
C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g) △H= +131.3 kJ•mol-1
(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而___________(增大 / 减小 / 不变)。
(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C (s)全部移走,平衡_______________(向左移 / 向右移 / 不移动)。
(3)下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有_______(填序号)。
A.单位体积内每消耗1 mol CO的同时生成1molH2 |
B.混合气体总物质的量保持不变 |
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等 |
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等 |
(4)上述反应在t0时刻达到平衡(如下图),若在t1时刻改变某一条件,请在右图中继续画出t1时刻之后c(CO)随时间的变化。
① 缩小容器体积(用实线表示)。
② 降低温度(用虚线表示)。
(5)某温度下,将6.0 mol H2O(g)和足量的炭充入2 L的密闭容器中,发生如下反应,
C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g),达到平衡时测得lgK= -1.0,求此温度下H2O(g)的
转化率(计算结果保留3位有效数字,要求写出计算过程)。
(6)己知:① C (s) + H2O(l) CO (g) +H2 (g) △H1
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2 (g) △H2
③ H2O (l)= H2 (g) +1/2 O2 (g) △H3
则2C (s) + O2 (g) = 2CO2 (g)的△H= _________ ____。
(10分)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K= __________ ,升高温度,K值__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= __________
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是 __________
a. 氢气的浓度减少 b. 正反应速率加快,逆反应速率也加快
c. 甲醇的物质的量增加 d. 重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是:____________________(用化学方程式表示)
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ•mol-1,ΔS=+133.7J•(K•mol) -1
①该反应能否自发进行与__________有关;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是__________(填字母,下同)。
a.容器中的压强不变b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 molH—O键
c.v正(CO) = v逆(H2O) d.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为__________。
②该反应的逆反应为 __________(填“吸”或“放”)热反应
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,右下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c (CH3OH)增大的是___________。
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1mol CO2和3mol H2
25℃时,50mL0.1mol/L醋酸中存在下述平衡:_______________________。若分别作如下改变,对上述平衡有何影响?
⑴加入少量冰醋酸,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变);
⑵加入一定量蒸馏水,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变)
⑶加入少量0.1mol/L盐酸,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变)
⑷加入20mL0.10mol/LNaCl,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变)
氢化阿托醛是一种重要的化工原料,其合成路线如下:
(1)在合成路线上②③的反应类型分别为② ③ 。
(2)反应④发生的条件是。
今有相对分子质量为M的有机物,燃烧后只生成二氧化碳和水。
①若有机物是M=72的烃,请写出所有可能的结构简式:_________;_________;_________。
②若M=58,且1mol该有机物与足量的银氨溶液作用,可析出4molAg,则其结构简式为:_________________
③若A是分子式为C12H16的烃,B是含4个氧原子的烃的含氧衍生物,A、B相对分子质量相等,则B的分子式可能为:______________________。