在一定条件下,由CO2与H2反应可合成甲醇,反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);如图所示为向一固定容积为2 L的绝热密闭容器中加入1 mol CH3OH和1 mol H2O后,反应体系内CO2浓度的变化;其中第5 min 时,在其他条件不变的条件下,向容器中加入一定物质的量的 CO2和H2,第8 min 重新达到平衡状态,此时反应体系内c(H2)=c(CH3OH)。下列说法错误的是
A. 0~4 min 内,生成CO2的平均反应速率为0.025 mol·L-1·min-1
B. 第5 min 时在反应容器中加入了0.20 mol CO2和0.40 mol H2
C. 8 min后CH3OH的平衡浓度为0.425 mol·L-1
D. 前5 min CH3OH的转化率为20%,5~8 min H2的转化率为37.5%
高二化学单选题困难题
在一定条件下,由CO2与H2反应可合成甲醇,反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);如图所示为向一固定容积为2 L的绝热密闭容器中加入1 mol CH3OH和1 mol H2O后,反应体系内CO2浓度的变化;其中第5 min 时,在其他条件不变的条件下,向容器中加入一定物质的量的 CO2和H2,第8 min 重新达到平衡状态,此时反应体系内c(H2)=c(CH3OH)。下列说法错误的是
A. 0~4 min 内,生成CO2的平均反应速率为0.025 mol·L-1·min-1
B. 第5 min 时在反应容器中加入了0.20 mol CO2和0.40 mol H2
C. 8 min后CH3OH的平衡浓度为0.425 mol·L-1
D. 前5 min CH3OH的转化率为20%,5~8 min H2的转化率为37.5%
高二化学单选题困难题查看答案及解析
Ⅰ:工业上用CO2和H2在一定条件发生如下反应合成甲醇并放出大量的热:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 回答下列问题。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
则反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=________(用含ΔH1、ΔH2表示)
(2)若反应温度升高,CO2的转化率________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)写出在酸性环境中,甲醇燃料电池中的正极反应方程式________
Ⅱ:生产甲醇的原料H2可用如下方法制得:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g),一定温度下,将2 mol CH4和4 mol H2O通入容积为10L的密闭反应室中,反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示,请回答下列问题:
(4)反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡,平均反应速率v(H2)为________;并求此反应在此温度下的平衡常数(在答题卡对应的方框内写出计算过程)。
(5)在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后,若在第8分钟时达到新的平衡(此时CO的浓度约为0.25 mol·L—1 ),请在图中画出第5分钟后H2浓度的变化曲线。
高二化学填空题极难题查看答案及解析
二氧化碳与氢气催化合成甲醇,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)已知:计算上述反应的△H=______________kJ·mol-1。
(2)一定条件下,将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中,下列事实可以说明该反应已达平衡的是_______________(填选项字母)。
A.容器内气体密度保持不变 B.H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1∶1
C.容器中压强保持不变 D.该反应的平衡常数保持不变
(3)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2,在不同催化剂作用下的反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示,据表中数据绘制下右图:
(T5时,图中C点转化率为66.67%,即转化了2/3)
① 催化剂效果最佳的反应是________________(填“反应I”,“反应II”,“反应III”)。
② T3的b点v(正)______v(逆)(填 “>”, “<”, “=” )。
③ T4的a点转化率比T5 的c点高的原因是____________________________。
④ 求温度为T5时,该反应的平衡常数K =_______。要求在答题卡相应空白处写出计算过程(结果保留三位有效数字)
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
(1)在2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,探究温度对反应的影响,
实验结果如图1所示(注:T2>T1,均大于300℃).
①温度为T2时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均反应速率为 .
②通过分析图1,温度对反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的影响可以概括为 .
③下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是 (填字母).
A.体系压强保持不变
B.密闭容器中CO2、H2、CH3OH(g)、H2O(g)4种气体共存
C.CH3OH与H2物质的量之比为1:3
D.每消耗1mol CO2的同时生成3mol H2
④已知H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为﹣285.8kJ·mol﹣1和﹣726.5kJ·mol﹣1,写出由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式: .
(2)在容积可变的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示.
①该反应的平衡常数表达式K=,250℃、0.5×104 kPa下的平衡常数 (填“>”、“<”或“=”)300℃、1.5×104 kPa下的平衡常数.
②实际生产中,该反应条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强而不选择更高压强的理由是 .
高二化学填空题极难题查看答案及解析
目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2+3H2 CH3OH+H2O,该反应的能量变化如图所示:
(1)甲同学认为该反应为放热反应,他的理由为: 。
(2)在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5min末,用CO2浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)= ;反应达到平衡状态,此时H2的转化率为 。
t/min | 0 | 2 | 5 | 10 | 15 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.75 | 0.5 | 0.25 | 0.25 |
(3)在相同温度、容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是 (填序号)。
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)
b.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化
c.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1
d.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
高二化学填空题困难题查看答案及解析
目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2+3H2 CH3OH+H2O,该反应的能量变化如图所示:
(1)甲同学认为该反应为放热反应,他的理由为: 。
(2)在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5min末,用CO2浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)= ;反应达到平衡状态,此时H2的转化率为 。
t/min | 0 | 2 | 5 | 10 | 15 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.75 | 0.5 | 0.25 | 0.25 |
(3)在相同温度、容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是 (填序号)。
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)
b.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化
c.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1
d.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
高二化学填空题困难题查看答案及解析
在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
(1)下列说法正确的是_____________________(填序号);
①温度为T1时,从反应平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应为放热反应
③处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(2)在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为_____________________。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇(CH3OH)。在一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)该反应为___(填吸热或放热)反应。
(2)在体积固定的密闭容器中,下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填序号)。
A.v(H2)=3v(CO2)
B.容器内气体压强保持不变
C.v逆(CO2)=v正(CH3OH)
D.容器内气体密度保持不变
E.2molC=O键断裂的同时CH3OH中有1molH—O键形成
F.混合气体的平均摩尔质量不变
(3)在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=___。达平衡时容器内平衡时与起始时的压强比___。
(4)甲醇、氧气在一定条件下可构成如图3所示的燃料电池,其负极的电极反应为___,与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极物质时,甲醇燃料电池的理论放电量是铅蓄电池的___倍(保留小数点后1位)。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
甲醇是一种重要的工业原料,利用甲醇可以制氢气.
Ⅰ.甲醇与水蒸气反应可以直接制得氢气.
已知CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H>0,一定条件下,向体积为2L的恒容器密闭容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.8molH2O(g),实验测得,反应共吸收的能量和甲醇的体积分数随时间变化的曲线图象如图1.
(1)从反应开始至平衡,H2的平均反应速率为___________.
(2)该条件下,CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的△H=__________,该反应的平衡常数为__________.
(3)在D点时,将容器的体积压缩为原来的一半,同时再充入7.2mol的H2O(g),CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)平衡_________________移动(填“往左”、“往右”或“不”).
Ⅱ.将甲醇燃料电池高温电解等物质的量的H2O﹣CO2混合气体可以间接制备H2.其基本原理如图2所示.
(4)甲醇燃料电池以酸性溶液为电解质,写出电池负极的电极反应式_________.
(5)电解池中发生的总反应方程式为_________________.
(6)当质子交换膜中通过的H+数目为4.816×1023时,理论上电解池中产生的H2为_______________L(标准状况).
高二化学解答题困难题查看答案及解析
为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 molH2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
T温度下,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图。请回答下列问题:
① 达平衡时,氢气的平衡浓度为C (H2)= 。
② 能够说明该反应已达到平衡的是 (填字母序号,下同)。
A.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
B.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗3 mol H2的同时生成1 mol CH3OH
③ 下列措施中能使平衡混合物中增大的是______________。
A.加入催化剂 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离 D.降低温度
④ 求此温度(T)下该反应的平衡常数K = 。若开始时向该1 L密闭容器中充入1 mol CO2,2molH2,1.5mol CH3OH和1 mol H2O(g),则反应向 (填“正”或“逆”)反应方向进行。
高二化学填空题简单题查看答案及解析