實驗編號 | T(℃) | n (C)/n | P(MPa) |
Ⅰ | 150 | 13 | 0.1 |
Ⅱ | 150 | 13 | 5 |
Ⅲ | 350 | 13 | 5 |
分析 (1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O ( g )通入容積固定為100L的反應室,在一定條件下發(fā)生反應I,由圖象可知100℃甲烷轉化率為50%,故參加反應的甲烷為1mol×50%=0.5mol,則:
CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)
起始量(mol):1.0 2.0 0 0
變化量(mol):0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量(mol):0.5 1.5 0.5 1.5
①根據(jù)v=△c△t計算用H2表示的平均反應速率;
②相同溫度時,增大壓強平衡逆向移動,甲烷的轉化率減��;根據(jù)K=c(CO)×c3(H2)c(CH4)×c(H2O)計算平衡常數(shù);
③在其它條件不變時降低溫度,正逆反應速率都減��;
(2)④正反應氣體物質的量減小,混亂度減小,即為熵減的反應,在催化劑作用下能自發(fā)反應,說明正反應為焓減的放熱反應;
⑤A.正反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動;
B.將CH3OH(g)從體系中分離出來,平衡正向移動;
C.充入He,使體系總壓強增大,反應混合物各組分濃度不變,平衡不移動;
D.再充入l mol CO和3mol H2,反應物濃度增大,平衡正向移動,等效為增大壓強,反應物轉化率增大;
⑥目的是探究溫度、壓強的適宜條件,應采取控制變量法,I為對照實驗,Ⅱ與I的壓強不同,Ⅲ與I的溫度不同,其它條件應相同;
一定溫度下,增大壓強,平衡正向移動,平衡時CO的轉化率降低;壓強一定時,由于正反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,CO的轉化率減小.
解答 解:(1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O ( g )通入容積固定為100L的反應室,在一定條件下發(fā)生反應I,由圖象可知100℃甲烷轉化率為50%,故參加反應的甲烷為1mol×50%=0.5mol,則:
CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)
起始量(mol):1.0 2.0 0 0
變化量(mol):0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量(mol):0.5 1.5 0.5 1.5
①H2表示的平均反應速率=1.5mol100L5min=0.003 mol•L-1•min-1,故答案為:0.003 mol•L-1•min-1;
②相同溫度時,增大壓強平衡逆向移動,甲烷的轉化率減小,則P1<P2,
平衡濃度為c(CH4)=0.005mol/L,c(H2O)=0.015mol/L,c(CO)=0.005mol/L,c(H2)=0.015mol/L,平衡常數(shù)K=0.005×0.01530.005×0.015=2.25×10-4,
故答案為:2.25×10-4;
③在其它條件不變時降低溫度,正逆反應速率都減小,故答案為:減�。�
(2)④正反應氣體物質的量減小,混亂度減小,則△S<0,在催化劑作用下能自發(fā)反應,說明正反應為焓減的放熱反應,即△H<0,
故選:<;<;
⑤A.正反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,甲醇產(chǎn)率減小,故A正確;
B.將CH3OH(g)從體系中分離出來,平衡正向移動,甲醇產(chǎn)率增大,故B正確;
C.充入He,使體系總壓強增大,反應混合物各組分濃度不變,平衡不移動,甲醇產(chǎn)率不變,故C錯誤;
D.再充入l mol CO和3mol H2,反應物濃度增大,平衡正向移動,等效為增大壓強,反應物轉化率增大,則甲醇產(chǎn)率增大,故D正確;
⑥目的是探究溫度、壓強的適宜條件,應采取控制變量法,I為對照實驗,Ⅱ與I的壓強不同,Ⅲ與I的溫度不同,其它條件應相同,故實驗I溫度為150℃,n(C)=13,實驗Ⅲ中n(C)=13;
一定溫度下,增大壓強,平衡正向移動,平衡時CO的轉化率降低;壓強一定時,由于正反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,CO的轉化率減小,0.1MPa和5MPa條件下CO的轉化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖為:,
故答案為:
實驗編號 | T(℃) | n�。–)/n | P(MPa) |
Ⅰ | |||
Ⅱ | 150 | 13 | |
Ⅲ | 13 |
點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡常數(shù)、探究外界條件對平衡的影響等,注意利用控制變量法分析探究外界條件對平衡影響,難度中等.
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:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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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. | 燒杯、酒精燈、試管、鐵架臺(鐵圈)、漏斗 | |
B. | 燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺(鐵圈)、濾紙 | |
C. | 濾紙、燒杯、試管夾、漏斗、玻璃棒 | |
D. | 濾紙、試管、漏斗、鐵架臺(鐵圈)、玻璃棒 |
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科目:高中化學 來源: 題型:多選題
A. | 硫酸溶液的體積為20mL | |
B. | b時刻溶液中SO2−4的濃度約為0.083mol•L-1 | |
C. | d時刻溶液的pH為12 | |
D. | 反應的離子反應方程式為Ba2++SO4-+2H++2OH-═BaSO4↓+2H2O |
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