工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇C【化学平衡】

时间:2016-12-26 15:08:55

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填空题  工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇CH3OH(g):
(1)已知:① 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2 (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol-1
② 2H2(g) + O2 (g) ="2" H2O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol-1
③2CH3OH(g) +3O2 (g) =2CO2 (g) +4 H2O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol-1
则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_______________。
(2)据研究,反应过程中起催化作用的为CuO,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变,原因是:_______________________________ (用化学方程式表示)。
(3)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化
D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等
(4)下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
0.250
0.012

某温度下,将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L,则CO(g)的转化率为________,此时的温度为__________。
(5)要提高CO(g)的转化率,可以采取的措施是__________。
A. 升高温度         B. 加入催化剂         C. 增加CO(g)的浓度
D. 加入H2(g)加压    E. 分离出甲醇         F.加入惰性气体加压
(6)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,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  2molH2
1molCH3OH
2molCH3OH

平衡数据
CH3OH的浓度(mol/L)
c 1
c 2
c 3

反应的能量变化的绝对值(kJ)
a
b
c

体系压强(Pa)
P1
P2
P3

反应物转化率
α1
α2
α3

下列说法正确的是__________。
A. 2c1>c3             B.  a+b=129         C.  2p2<p3          D. α1+α3<1



填空题  工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇CH3OH(g):
(1)已知:① 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2 (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol-1
② 2H2(g) + O2 (g) ="2" H2O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol-1
③2CH3OH(g) +3O2 (g) =2CO2 (g) +4 H2O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol-1
则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_______________。
(2)据研究,反应过程中起催化作用的为CuO,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变,原因是:_______________________________ (用化学方程式表示)。
(3)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化
D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等
(4)下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
0.250
0.012

某温度下,将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L,则CO(g)的转化率为________,此时的温度为__________。
(5)要提高CO(g)的转化率,可以采取的措施是__________。
A. 升高温度         B. 加入催化剂         C. 增加CO(g)的浓度
D. 加入H2(g)加压    E. 分离出甲醇         F.加入惰性气体加压
(6)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,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  2molH2
1molCH3OH
2molCH3OH

平衡数据
CH3OH的浓度(mol/L)
c 1
c 2
c 3

反应的能量变化的绝对值(kJ)
a
b
c

体系压强(Pa)
P1
P2
P3

反应物转化率
α1
α2
α3

下列说法正确的是__________。
A. 2c1>c3             B.  a+b=129         C.  2p2<p3          D. α1+α3<1
本题答案:(每空2分,共14分)
(1)CO(g)+2H2 (g
本题解析:
试题分析:(1)[②*2-(③-①)]/2,就得到所求的热化学方程式CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g);ΔH =" -129.0" kJ·mol-1。
(2)因为CO会还原CuO或Cu还原CO2,且都是可逆反应,方程式为:CuO+COCu+CO2或Cu+CO2CuO+CO。
(3)A项:质量守恒,容器体积不变,密度一直不变,故错;D项:都是正反应速率,故错。故选BC。
(4)开始时c(CO)= 1mol/L,平衡时测得c(CO)=0.5mol/L,则转化的故CO(g)的c(CO) =0.5mol/L,故转化率为50%。开始时c(H2)=3mol/L,根据化学反应转化的量之比等于化学计量数之比,故平衡时测得c((H2)= 2mol/L,c((CH3OH)=0.5mol/L,故K=0.250,素以温度为300℃。
(5)A项:化学平衡逆向移动,故错;B、F项:化学平衡不移动,故错;C项:加入的比反应的多,故错;D、E项:化学平衡正向移动,故正确。
考点:化学平衡的计算;反应热和焓变;热化学方程式;化学平衡状态的判断
点评:本题考查化学平衡以及化学反应与能量问题,题目综合度较高,难度中等,本题注意把握化学平衡的计算以及反应热的计算方法。


本题所属考点:【化学平衡】
本题难易程度:【困难】



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