试题与答案

工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:CO(g)+H2O(g) C

题型:填空题

题目:

工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)某研究小组分别在体积均为2L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其发生反应,相关数据如下:

容器编号温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡的时间/min达到平衡时体系能量的变化/kJ
COH2OCO2H2
650120.40.4516.4
65024  t1Q1
900241.61.6t2Q2
(1)计算容器②中反应的平衡常数K=_____________(计算结果保留两位小数)。

(2)容器③中反应达平衡时,CO的转化率为____________。

(3)容器①中反应达平衡这段时间,化学反应速率=__________。

(4)该反应的正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应,理由是____________。

(5)下列叙述正确的是____________(填字母序号)。

a.平衡时,容器①和容器②中CO2的体积分数相等

b.反应达平衡状态时,Q2>Q1>32.8kJ

c.达到平衡的时间:t2>t1>2.5min

d.该反应的热化学方程式可表示为:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H= -41kJ/mol

答案:

(1)0.17(2)80℅(3)0.04mol/L(4)吸热 升高温度,反应物的转化率增大。(5)a

题目分析:(1)化学平衡常数只跟反应温度有关,而与投料方式无关,对于①②化学平衡常数一样。K={C(CO2)·C(H2)}∕{C(CO)·C(H2O)}=(0.2×0.2) ∕{(0. 5-0.2) ×(1-0.2)}=1∕6=0.17.(2)对于容器③达到化学平衡时二氧化碳、氢气的平衡浓度为0.8mol∕L,则消耗的CO、 H2O的浓度也是0.8mol∕L。所以C(CO)(平衡)=(1-0.8)mol∕L=0.2 mol∕L;C(H2O)(平衡)=(2-0.8)mol∕L=1.2 mol∕L。 CO的转化率为:(0.8∕1)×100℅=80℅。(3)容器①中反应达平衡这段时间,化学反应速率V(H2)=ΔC(H2) ∕Δt={(0.4-0) mol∕2L}∕5min=0.04 mol∕(L·min) (4) 容器②假设CO转化浓度为X,K={C(CO2)·C(H2)}∕{C(CO)·C(H2O)}=X2 ∕{(1-X) ×(2-X)} =1∕6.解得X=0.4 mol∕L.所以CO转化率为:(0.4∕1)×100℅=40℅。容器②③只是温度不同,起始投料相同,但CO的转化率前者是40℅,后者是80℅。可见反应物的转化率增大。根据勒夏特列原理可知升高温度化学平衡向吸热方向移动。故正反应是吸热反应。(5) a.容器①和容器②中投料比例相同,反应又是在相同温度下进行,所以反应物的转化率相同,产物的含量即体积分数相同,正确。b.该反应是气体体积相等的可逆反应。改变压强平衡不移动。由于容器②的物质的量是①的2倍,所以能量转化也是①的2倍。即Q1=32.8kJ。容器③与②比较:③温度高升。升高温度化学平衡向正反应方向移动。转化时能量变化比②多。达平衡状态时,Q2>Q1所以反应达平衡状态时,Q2>Q1=32.8kJ。错误。c.在其它条件不变的情况下,增大反应物的浓度,化学反应速率越快;升高温度,化学反应速率越快,达到平衡所需时间就越短。所以达到平衡的时间:t2<t1<2.5min。错误。d.该反应的正反应是吸热反应。所以其热化学方程式应表示为:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H= +41kJ/mol。错误。

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A.抵押、质押均有效

B.抵押、质押均无效

C.抵押有效、质押无效

D.质押有效、抵押无效

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