温度/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
下列有关叙述正确的是
物质
初始浓度
平衡浓度
下列说法错误的是
温度
25
80
230
平衡常数
2
0
20
40
60
实验
0.10
0.07
0.045
0.04
0.20
……
温度/K
起始时各物质的浓度/(mol/L)
平衡时物质的浓度/(mol/L)
c(X)
c(Y)
c(Z)
Ⅰ
400
0.2
0.1
0.08
Ⅱ
0.4
a
Ⅲ
500
0.025
(1)欲提高CO的平衡转化率,理论上可以采取的措施为。
A.增大压强 B.升高温度 C.加入催化剂 D.通入过量水蒸气
(2)800C时,该反应的平衡常数 , 在容积为1L的密闭容器中进行反应,测得某一时刻混合物中CO、、、的物质的量分别为1mol、3mol、1mol、1mol。
①写出该反应的平衡常数表达式。
②该时刻反应(填“正向进行”或“逆向进行”或“达平衡”)。
(3)830℃时,该反应的平衡常数 , 在容积为1L的密闭容器中,将2mol CO与2mol混合加热到830℃。反应达平衡时CO的转化率为。
(4)图1表示不同温度条件下,CO平衡转化率随着的变化趋势。判断、和的大小关系:。说明理由。
(5)实验发现,其它条件不变,在相同时间内,向反应体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数,实验结果如图2所示。(已知:1微米=米,1纳米=米)。投入纳米CaO比微米CaO,的体积分数更高的原因是。
气态烃制取合成氨原料通常用蒸汽转化法。
I.甲烷蒸汽转化时的主反应为:
反应①:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H=+206.4kJ/mol
反应②:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H=-41.2kJ/mol
(1)则:反应③CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) ∆H=。
(2)测得两种反应的Kp随温度变化如下图所示,则表达反应①的Kp曲线为(填”M”或“N”),由图可知,在750℃时,反应③的Kp=。
II.在一定的条件下,可能发生析碳反应:
反应④:2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H=-165.5kJ/mol
反应⑤:CH4(g) C(s)+2H2(g) ∆H=+82.5kJ/mol
反应⑥:CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ∆H=-123kJ/mol
(3)为减少析碳生产上常选择高温条件,其原因分别是为。
III.在合成氨反应中,入口气体体积比N2﹕H2=1﹕3,出口气体体积比N2﹕H2﹕NH3=9﹕27﹕6。
(4)H2转化率=。
(5)在t℃压强为5MPa恒压装置中通入氢氮体积比为3的混合气体,测得体系中气体的含量与时间关系如下图:
当反应进行20min达到平衡,试求0~20min内氢气的平均反应速率v(H2)=MPa•min-1;该温度下N2(g)+H2(g)=NH3(g)的Kp= (31/2=1.732,保留2位有效数字);若起始条件一样,容器为恒容状态,则达到平衡N2的平衡状态符合上图中点。(填“a”、“b”、“c”、“d”)
为实现可持续发展,近年来我国加强“碳一化工”的研究和生产。回答下列问题:
I.工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:。
(1)该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表。
温度/
250
300
350
2.041
0.270
0.012
①该反应的化学平衡常数表达式为。
②由表中数据判断该反应的(填“>”“=”或“<”)0。
③某温度下,将和充入的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得 , 则此时的温度为。
(2)要提高的平衡转化率,可以采取的措施是(填字母)。
a.增加的浓度 b.加入催化剂 c.升温 d.加入 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
II.
(3)已知:;
。
则催化氢化合成的热化学方程式:。
(4)在一定条件下,发生催化氢化合成甲醇的反应。体系中的平衡转化率与和的关系如图所示,和分别表示温度或压强。
①表示的物理量是。
②判断与的大小关系:(填“<”“=”或“>”) , 并简述理由:。
热裂解反应:
脱羧基反应:
①表示热裂解反应能量变化情况的是曲线,该反应的活化能为。
②两反应中,速率较快的是。
①由图可知,升高反应温度时,H2和CO的产率升高,而CO2和CH4的产率降低,原因是。
②图中H2的产率始终低于CO,CO2的产率始终低于CH4 , 则该体系中可能存在的副反应的化学方程式为。
③已知②中副反应为吸热反应,下列措施可抑制该副反应的是(填标号)。
A.增大反应体系的压强 B.降低反应温度
C.向体系中通入H2O(g) D.选择适当的催化剂
①平衡体系中,H2的体积分数为。
②脱羧基反应的平衡常数Kp=kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
①在0~20s内,用表示的平均反应速率。
②该对应温度下体系达到平衡时的转化率为%;反应ⅰ的分压平衡常数(用含的代数式表示)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
该历程中的最大能垒(活化能)为eV,对应步骤的反应为。
A.与的物质的量之比为1∶1且保持不变
B.
C.单位时间内断裂3mol H―H键,同时生成2mol H―O键
D.的体积分数在混合气体中保持不变
E.恒温恒容条件下,混合气体的密度保持不变
F.恒温恒容条件下,混合气体的平均相对分子质量保持不变
①平衡时的产率是;平衡后再加入1.0mol CO后重新到达平衡,CO与的浓度比(填“增大”“不变”或“减小”)。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、:0.2mol,:0.2mol,此时(填“>”“<”或“=”)。