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1、选择题 在容积固定的容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)?△H<0,各物质的浓度如下表

下列说法不正确的是(? )
A.2min-4min内用氢气表示的速率为0.3mol/(L?min)
B.达平衡时,CO的转化率为62.5%
C.反应在第2min时改变了条件,可能是加入了催化刺
D.反应在第2min时改变了条件,可能增加了H2的浓度
参考答案:D
本题解析:CO(g)? +? 2H2(g)?
?CH3OH(g)
初始c:? 0.8? 1.6? 0
△c1:? 0.2? 0.4? 0.2
2min时c:? 0.6? 1.2? 0.2
△c2:? 0.3?0.6? 0.3
4min时c:? 0.3? 0.6? 0.5
A:由公式可知
0.3mol/(L?min)
B:达平衡时α(CO)=
=62.5%
C:反应开始至2min时与2min至4min相比,反应速率加快,可能是加入了催化剂;
D:比较2min与4min两状态下的反应混合物的物质的量浓度可知,如果在2min时增加氢气的浓度,4min时氢气的浓度不可能为0.6mol/L,故排除。
故答案为? D
本题难度:一般
2、简答题 [15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应过程
| 化学方程式
| 焓变△H (kJ/mol)
| 活化能Ea (kJ/mol)
|
甲烷氧化
| CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)
| -802.6
| 125.6
|
CH4(g)+O2(g) CO2(g)+2H2(g)
| -322.0
| 172.5
|
蒸汽重整
| CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
| 206.2
| 240.1
|
CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)
| 165.0
| 243.9
|
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的△H=?kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率?甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)的KP=?;
随着温度的升高,该平衡常数?(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于?。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:

①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是?。
A.600℃,0.9Mpa? B.700℃,0.9MPa? C.800℃,1.5Mpa? D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:

(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是?。
参考答案:(15分)
(1)-41.2
(2)小于
(3)
增大
(4)系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量(其他合理答案均可)
(5)①B
②

(6)甲烷氧化程度过高,氢气和氧气反应(其他合理答案均可)
本题解析:(1)由反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1="206.2" kJ/mol和CH4(g)+2H2O(g)
CO2(g)+4H2(g) △H2="165.0" kJ/mol,再根据盖斯定律可知,反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的△H=△H2-△H1="-41.2" kJ/mol;(2)开始时由于体系不能提供重整所需的热能,所以其氧化速率大于重整速率;(3)反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)的KP=
;由于该反应为吸热反应,所以,当温度升高时其平衡常数将增大;(4)该方法的先进之处为,用甲烷氧化反应所释放出来的大量热量来满足强吸热的蒸汽重整反应所需要的热量;(5)①分析图表,从左图中可找到0.9 Mpa,700℃时H2的物质的量分数大于65%,从右图中可找到0.9 Mpa,700℃时CO的物质的量分数小于10%,所以B项正确;②图像特点为开始由于体系温度未达到400℃,重整反应微弱,H2的含量几乎为0,后随着反应进行,体系的温度升高H2的含量也增大,到接近70%时达到最大值;(6)若甲烷氧化程度过高,若氧气的含量再增加,这时氢气将和氧气反应,导致氢气的物质的量分数下降。
【考点定位】本题考查盖斯定律、化学平衡和图表分析能力。
本题难度:一般
3、选择题 恒温恒容的条件下,在密闭容器中按不同方式投入反应物,均达到平衡,测得平衡时的有关数据如下(已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol)

下列说法一定正确的是
[? ]
?①c1=c2?②c3=2c2?③Q1=?Q2?④Q1+Q2=92.4?⑤P1=P2?⑥a2>a3?
A.①④⑤⑥?
B.①③⑤⑥?
C.①②③⑥?
D.②③⑤⑥
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 下列四个数据是在不同条件下测出的合成氨反应的速率,其中最快的是
[? ]
A.v(H2)==0.1 mol/(L·min)
B.v(N2)==0.1mol/(L·min)
C.v(NH3)==0.15mol/(L·min)
D.v(N2)==0.002mol/(L·s)
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
5、填空题 (10分)在一定条件下的下列可逆反应达到平衡时,试填出:xA+yB
zC
(1)若A、B、C都是气体,增大压强,平衡向正反应方向移动,则x+y与z关系是_____?__;
(2)若A、C是气体,且x+y=z,在加压时化学平衡可发生移动,则平衡必定是向?方向移动;
(3)若B、C是气体,A是固体,增大A的浓度,平衡?(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”);
(4)若升高温度后,C的百分含量减小,则正反应是?(填“吸热”或“放热”)反应。
(5)若该可逆反应达到平衡时加入催化剂,平衡?(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”);
参考答案:(1)x + y > z?(2)逆(3)不移动?(4)放热?(5)不移动
本题解析:(1)A、B、C都是气体,增大压强,平衡向气体分子数减少的方向移动,所以x + y > z。
(2)x+y=z,所以z>x,A、C是气体,所以加压时平衡向逆反应方向移动。
(3)增大固体物质的量,化学反应速率不变,对平衡移动无影响。
(4)升高温度,C的百分含量减小,说明升高温度平衡向左移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应。
(5)催化剂同等程度改变正、逆反应速率,对平衡移动无影响。
点评:增加固体或纯液体的量,对平衡移动无影响。
本题难度:一般