實驗編號 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
l | 150 | 1/3 | 0.1 |
2 | n | 1/3 | 5 |
3 | 350 | m | 5 |
分析 (1)①根據(jù)圖知道平衡時甲烷的轉化率,求出△c(CH4),根據(jù)v=△C△t計算v(CH4),利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(H2).
②根據(jù)定一議二原則,定溫度同,再比較壓強,即作垂直x軸的輔助線,比較平衡時甲烷的轉化率,由此判斷;
平衡常數(shù)k=c(CO)×C3(H2)C(CH4)×C(H2O),計算出平衡時,各組分的濃度,代入平衡常數(shù)計算.
③由圖可知,溫度越高甲烷的轉化率越大,即升高溫度平衡向正反應方向移.
(2)①容器容積不變,增加甲醇產(chǎn)率,平衡向正反應移動,根據(jù)外界條件對平衡的影響分析.
②a.采取控制變量法,探究合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,據(jù)此判斷a、b的值.
b.根據(jù)定一議二原則,定溫度同,再比較壓強,即作垂直x軸的輔助線,比較平衡時CO的轉化率,由此判斷.
解答 解:(1)①由圖知道平衡時甲烷的轉化率為0.5,所以△c(CH4)=1.0mol×0.5100L=0.005mol/L,
所以v(CH4)=0.005mol/L5min=0.001mol/(L•min),速率之比等于化學計量數(shù)之比,所以v(H2)=3v(CH4)=3×0.001mol/(L•min)=0.003mol/(L•min).
故答案為:0.003mol/(L•min);
②溫度相同時,作垂直x軸的輔助線,發(fā)現(xiàn)壓強為P1的CH4的轉化率高,反應為前后體積增大的反應,壓強增大平衡向體積減小的方向移動,即向逆反應移動,CH4的轉化率降低,所以P1<P2.
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),
開始(mol):1.0 2.0 0 0
變化(mol):1.0×0.5 0.5 0.5 1.5
平衡(mol):0.5 1.5 0.5 1.5
所以平衡常數(shù)k=c(CO)×C3(H2)C(CH4)×C(H2O)=0.5mol100L×(1.5mol100L)30.5mol100L×1.5mol100L=2.25×10-4,
故答案為:<;2.25×10-4;
③由圖可知,溫度越高甲烷的轉化率越大,即升高溫度平衡向正反應方向移,溫度升高平衡向吸熱方向移動,所以正反應為吸熱反應,即△H>0,
故答案為:>;
(2)①A、該反應為放熱反應,升高溫度,平衡向吸熱方向移動,即向逆反應方向移動,甲醇的產(chǎn)率降低,故A錯誤;
B、將CH3OH(g)從體系中分離,產(chǎn)物的濃度降低,平衡向正反應移動,甲醇的產(chǎn)率增加,故B錯誤;
C、充入He,使體系總壓強增大,容器容積不變,反應混合物各組分濃度不變,平衡不移動,甲醇的產(chǎn)率不變,故C錯誤;
D、再充入1mol CO和3mol H2,可等效為壓強增大,平衡向體積減小的方向移動,即向正反應方向移動,甲醇的產(chǎn)率增加,故D正確.
故選:BD;
②a、采取控制變量法,探究合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,所以溫度、壓強是變化的,n(CO)n(H2)應保持不變,所以m=13;比較使用1、2,壓強不同,所以溫度應相同,故n=150.
故答案為:150;13;
b、溫度相同時,作垂直x軸的輔助線,發(fā)現(xiàn)壓強為Py的CO的轉化率高,反應為前后體積減小的反應,壓強增大平衡向體積減小的方向移動,即向正反應移動,所以Px<Py,所以壓強Px=0.1MPa.
故答案為:0.1.
點評 本題考查化學反應速率、平衡常數(shù)、化學平衡計算、化學平衡的影響因素及讀圖能力等,綜合性較大,難度中等,知識面廣,應加強平時知識的積累.注意控制變量法與定一議二原則應用.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ①③⑥ | B. | ②③⑥ | C. | ①④⑤ | D. | ②③④⑥ |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 地溝油和礦物油都屬于酯類物質 | |
B. | 人們用明礬對水進行消毒、殺菌 | |
C. | 反應![]() | |
D. | 甲烷、苯和油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 18gH2O中含有的質子數(shù)為10NA | |
B. | 常溫常壓下,22.4L氯氣與足量鎂粉充分反應,轉移的電子數(shù)為2NA | |
C. | 46g NO2和N2O4混合氣體中含有原子總數(shù)為3NA | |
D. | 1molNa與足量O2反應,生成Na2O和Na2O2的混合物,鈉失去NA個電子 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 稀釋濃硫酸時,應將蒸餾水沿玻璃棒緩慢注入濃硫酸中 | |
B. | 過濾操作時,為了加快過濾速率,可用玻璃棒不斷攪拌過濾器中液體 | |
C. | 分液時,分液漏斗中下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出 | |
D. | 將固體加入容量瓶中溶解并稀釋至刻度,配制成一定物質的量濃度的溶液 |
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