【題目】甲烷是一種理想的潔凈燃料,利用甲烷與水反應(yīng)制備氫氣,因原料廉價(jià),具有推廣價(jià)值。該反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H0

(1)800℃時(shí),反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=l.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如表。則此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系是____。

CH4

H2O

CO

H2

3.0molL-1

8.5molL-1

2.0molL-1

2.0molL-1

(2)為了探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)上述化學(xué)反應(yīng)速率的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三組對(duì)比實(shí)驗(yàn)(溫度為360℃480℃、壓強(qiáng)為101 kPa303 kPa,其余實(shí)驗(yàn)條件見(jiàn)下表)。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

溫度/℃

壓強(qiáng)/kPa

CH4初始濃度/ molL1

H2O初始濃度/ molL1

1

360

p

2.00

6.80

2

t

101

2.00

6.80

3

360

101

2.00

6.80

表中t=____,P=_____;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2、3的目的是________________;

實(shí)驗(yàn)l2、3中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的大小關(guān)系是____(用K1、K2、K3表示)。

(3)一定溫度下,在容積2L且固定的兩個(gè)密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。

反應(yīng)物投入量

1molCH4、1molH2O

a molCH4、a molH2O、b molCO、c molH2

經(jīng)測(cè)定甲容器經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡,平衡后甲中氣體的壓強(qiáng)為開(kāi)始的1.2倍,甲容器中該反應(yīng)在5min內(nèi)的平均速率υ(H2)_______,若要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等,且起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則b的取值范圍為________。

【答案】v> v480303探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響K1=K3<K20.06mol·L1·min10.2<b≤1

【解析】

(1)此時(shí)的濃度商為=0.63<平衡常數(shù)K=1,所以反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行,即v(正)>v(逆),故答案為:v(正)>v(逆);

(2)三組實(shí)驗(yàn)條件要求溫度為360℃480℃、壓強(qiáng)為101kPa303kPa,采取控制變量法,探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,由表可知t480,p303;

對(duì)比實(shí)驗(yàn)2、3,只有溫度不同,其它條件相同,所以實(shí)驗(yàn)2、3的目的是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;實(shí)驗(yàn)1、3溫度相同,平衡常數(shù)相同,即K1=K3,比較實(shí)驗(yàn)1、2,實(shí)驗(yàn)2中溫度高,溫度升高,平衡向吸熱方向移動(dòng),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)增大,即K2>K1,所以K1=K3<K2,故答案為:480;303;探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;K1=K3<K2

(3)設(shè)反應(yīng)的甲烷的物質(zhì)的量為x,

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

起始(mol)1 1 0 0

反應(yīng)(mol)x x x 3x

平衡(mol)1-x 1-x x 3x

平衡后甲中氣體的壓強(qiáng)為開(kāi)始的1.2倍,即物質(zhì)的量為開(kāi)始時(shí)的1.2倍,則(1mol-x)+(1mol-x)+x+3x=(1 mol +1 mol)×1.2,解得x=0.2mol,甲容器中該反應(yīng)在5min內(nèi)的平均速率υ(H2)==0.06mol·L1·min1;若要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等,即甲乙等效,由于該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等,在等溫等體積時(shí),需要轉(zhuǎn)換到方程式一邊,物質(zhì)的量分別相等,則b的最大值為1mol,起始時(shí)要維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則b要大于0.2mol,因此0.2<b≤1,故答案為:0.06mol·L1·min1;0.2<b≤1。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】光氣(COC12熔點(diǎn)為-118℃,沸點(diǎn)為8.2℃,微溶于水,易溶于甲苯等有機(jī)溶劑)可作為化學(xué)武器的成分,其制備實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置已省略)。

已知:3CCl4+2H2SO4()3COCl2↑+4HCl+S2O5Cl2。下列說(shuō)法正確的是

A. 裝置組裝連接后,第一步操作通入冷凝水,然后才能加熱

B. 自來(lái)水從冷凝管的X口通入,且被冷凝的物質(zhì)是CCl4

C. 裝置乙中可收集到光氣的甲苯溶液,裝置丙、丁均可收集到液態(tài)光氣

D. 可將裝置丁的尾氣通過(guò)導(dǎo)管直接通入NaOH溶液中進(jìn)行尾氣處理

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【題目】取一塊用砂紙打磨過(guò)的鋁箔在空氣中加熱至熔化,下列說(shuō)法不正確的是

A. 鋁表面失去光澤 B. 劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體

C. 熔化的鋁不滴落 D. 在加熱熔化過(guò)程中生成了氧化鋁

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【題目】化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是

A.檢查酒駕時(shí),CrO3被酒精氧化成Cr2 (SO4)3

B.向海水中加入明礬可以使海水淡化

C.碳海綿吸收泄露的原油時(shí)發(fā)生了化學(xué)變化

D.氧化鈣可用作食品干燥劑

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】AB、C、D四種不同物質(zhì)之間具有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物已略去)。下列有關(guān)物質(zhì)的推斷不正確的是 (  )

選項(xiàng)

假設(shè)

結(jié)論

A

ANaOH溶液

D可能是CO2

B

BCO

C可能是CO2

C

CFeCl2 ,DFe

A可能是鹽酸

D

CSO2

A可能是H2S

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有關(guān)下列四組實(shí)驗(yàn)描述不正確的是

A. 加熱甲裝置中的燒杯可以分離SiO2NH4Cl

B. 利用裝置乙可證明非金屬性強(qiáng)弱:Cl>C>Si

C. 打開(kāi)丙中的止水夾,一段時(shí)間后,可觀察到燒杯內(nèi)溶液上升到試管中

D. 向丁中鐵電極區(qū)滴入2滴鐵氰化鉀溶液,一段時(shí)間后,燒杯中不會(huì)有藍(lán)色沉淀生成

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列實(shí)驗(yàn)基本操作或?qū)嶒?yàn)注意事項(xiàng)中,主要是基于實(shí)驗(yàn)安全考慮的是

A. 可燃性氣體的驗(yàn)純 B. 滴管不能交叉使用

C. 容量瓶在使用前進(jìn)行檢漏 D. 實(shí)驗(yàn)剩余的藥品不能放回原試劑瓶

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】疊氮化鈉(NaN3)是一種應(yīng)用廣泛的化工產(chǎn)品,可用于合成抗生素頭孢菌素藥物的中間體,汽車安全氣囊等。

.實(shí)驗(yàn)室制備NaN3

(1)實(shí)驗(yàn)原理:

把氨氣通入熔融金屬鈉反應(yīng)制得氨基鈉(NaNH2),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

將生成的NaNH2N2O210℃-220℃下反應(yīng)可生成NaN3、NaOH和氣體X,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaNH2+N2O═NaN3+NaOH+X,實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)X氣體使用的試紙是濕潤(rùn)的______。

(2)實(shí)驗(yàn)裝置(圖1)、步驟如下,回答下列問(wèn)題:

已知:i)NaN3是一種易溶于水的白色晶體,微溶于乙醇,不溶于乙醚;

ii)NaNH2的熔點(diǎn)為210℃,沸點(diǎn)為400℃,在水溶液中易水解。

組裝儀器檢查裝置氣密性后,裝入藥品。裝置B中盛放的藥品是_______________。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)先點(diǎn)燃___(填“A”“C”)處的酒精燈,理由是_______________________。

讓氨氣和熔化的鈉充分反應(yīng)后,停止加熱A并關(guān)閉止水夾k。向裝置Cb容器內(nèi)充入加熱介質(zhì)植物油并加熱到210℃-220℃,然后按圖通入N2O;

裝置C反應(yīng)完全結(jié)束后,冷卻,取出a中的混合物進(jìn)行以下操作,得到NaN3固體:

操作II的目的是____________;

操作IV中選用的洗滌試劑最好的是_____。

A.水 B.乙醇 C.乙醇水溶液 D.乙醚

(3)圖中儀器a用不銹鋼材質(zhì)的而不用玻璃的,其主要原因是____________________。

II.產(chǎn)品NaN3純度測(cè)定

精確稱量0.150 g NaN3樣品,設(shè)計(jì)如圖2所示裝置,連接好裝置后使錐形瓶?jī)A斜,使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸,測(cè)量產(chǎn)生的氣體體積從而測(cè)定其純度。

已知2 NaN3→ 3N2(NaN3中的N全部轉(zhuǎn)化為N2,其他產(chǎn)物略),反應(yīng)中放出大量的熱。

(4)使用冷水冷凝的目的是______。對(duì)量氣管讀數(shù)時(shí),反應(yīng)前后都需要進(jìn)行的操作是______。

(5)常溫下測(cè)得量氣管讀數(shù)為60.0 mL(N2的密度為1.40 g/L)計(jì)算NaN3樣品的純度為______。(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】25C時(shí),在體積為2L的密閉容器中,氣態(tài)物質(zhì)A、B、C的物質(zhì)的量n隨時(shí)間1的變化如圖1所示,已知反應(yīng)達(dá)到平衡后,降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率將增大。

(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________;此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_________,從反應(yīng)開(kāi)始到第一次平衡時(shí)的平均速率v(A)為________。

(2)在5~7min內(nèi),若K值不變,則此處曲線變化的原因是_________

(3)圖2表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率v和時(shí)間t的關(guān)系,t3、t5、t6時(shí)刻各改變一個(gè)且互不相同的條件,各階段的平衡常數(shù)如下表所示。K1、K2、K3、K4之間的關(guān)系為________(用“>”“<”或“=”連接)。A的轉(zhuǎn)化率最大的一段時(shí)間是___________

t2~t3

t4~t5

t5~t6

t7~t8

K1

K2

K3

K4

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