TDI、MDI等精細(xì)化工使用的H2可以通過(guò)天然氣來(lái)制取,其生產(chǎn)流程如圖1:

(1)此流程的第I步反應(yīng)為:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),100℃時(shí),將1molCH4和2molH2O(g)通入容積為100L的恒容密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5.此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______.
(2)此流程的第II步反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:
溫度/℃400500830
平衡常數(shù)K1091
從上表可以推斷:該反應(yīng)是______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).若該反應(yīng)在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的濃度均為0.020mol/L,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____.如圖2表示該反應(yīng)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡,在t2時(shí)刻因改變某個(gè)條件引起濃度變化的情況,如圖2中t2時(shí)刻發(fā)生改變的條件是______(寫出一種).
(1)100℃時(shí),將1molCH4和2molH2O通入容積為100L的恒容密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5,
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
起始量(mol/L) 0.01 0.02 0 0
變化量(mol/L) 0.0050.005 0.005 0.015
平衡量(mol/L) 0.005 0.015 0.005 0.015
化學(xué)平衡常數(shù)K=
c(CO).c3(H2)
c(CH4).c(H2O)
=
0.005×(0.015)3
0.005×0.015
=2.25×10-4 ,故答案為:2.25×10-4 ;
(2)隨著溫度的升高,化學(xué)平衡常數(shù)減小,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)是放熱反應(yīng);
設(shè)CO的轉(zhuǎn)化率為x,
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始0.02mol/L 0.02mol/L 00
反應(yīng)0.02xmol/L 0.02xmol/L 0.02xmol/L0.02xmol/L
平衡0.02(1-x)mol/L0.02(1-x)mol/L 0.02xmol/L 0.02xmol/L
化學(xué)平衡常數(shù)K=
0.02x×0.02x
[0.02×(1-x)]2
=9,x=75%;
在t2時(shí)刻CO的濃度減小、CO2濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),且CO和CO2濃度變化有接觸點(diǎn),所以可以通過(guò)改變降低溫度、增大水蒸氣的量或減少氫氣的量實(shí)現(xiàn),
故答案為:放熱;75%;降低溫度或增加水蒸氣的量或減少氫氣的量.
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:不詳 題型:單選題

在溫度相同,壓強(qiáng)分別為P1和P2的條件下,A(g)+2B(g)?nC(g)的反應(yīng)體系中,C的百分含量(c%)與時(shí)間t的曲線如圖所示,下面結(jié)論正確的是( 。
A.P1>P2,n<3B.P1<P2,n>3C.P1>P2,n>3D.P1<P2,n<3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

恒溫,向某體積不變的密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應(yīng)合成NH3,平衡后測(cè)得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m.若T不變,只改變起始加入量,使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m,若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應(yīng)滿足:
(1)若X=0,Y=0,則Z=______.
(2)若X=0.75,Y=______,Z=______.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)在800℃達(dá)到平衡時(shí),分別改變下列條件,K值會(huì)發(fā)生變化的是(  )
A.將體積減小至原來(lái)的一半
B.加入催化劑
C.將反應(yīng)溫度升高至1000℃
D.增大水蒸氣的濃度

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

(1)在一定溫度下,有下列反應(yīng)發(fā)生:Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______.
②該溫度下,在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體,10min后,生成了單質(zhì)鐵11.2g.則10min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率是______.
③請(qǐng)用上述反應(yīng)中某種氣體的有關(guān)物理量來(lái)說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài):
a.______;b.______.
(2)在配制FeCl3溶液時(shí),加入少許濃鹽酸,其目的是:______;不斷加熱FeCl3溶液,蒸干其水分并灼燒固體,最后得到的物質(zhì)是______.
(3)已知:Fe2O3(s)+
3
2
C(s)=
3
2
CO2(g)+2Fe(s)△H=+234.1kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
則2Fe(s)+
3
2
O2(g)=Fe2O3(s)的△H是______.
(4)Fe(OH)2在空氣中短時(shí)間內(nèi)可被氧化為Fe(OH)3,發(fā)生的反應(yīng)為:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是______(填字母).
A.該反應(yīng)是能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)
B.該反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)
C.該反應(yīng)是化合反應(yīng)
D.該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

在容積為2.0L的密閉容器內(nèi),物質(zhì)D在T℃時(shí)發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖,據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)從反應(yīng)開(kāi)始到第一次達(dá)到平衡時(shí),A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_____mol?(L?min)-1
(2)根據(jù)上圖寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=______.
(3)第5min時(shí),升高溫度,A、B、D的物質(zhì)的量變化如上圖,則該反應(yīng)的正反應(yīng)是______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),反應(yīng)的平衡常數(shù)______(填“增大”“減小”或“不變”,下同),B的反應(yīng)速率______.
(4)若在第7min時(shí)增加D的物質(zhì)的量,A的物質(zhì)的量變化正確的是______(用圖中a、b、c的編號(hào)回答).
(5)一定溫度下,在1L密閉容器中充入1molN2和3molH2并發(fā)生反應(yīng).若容器容積恒定,10min達(dá)到平衡時(shí),氣體的總壓強(qiáng)為原來(lái)的
9
10
,則N2的轉(zhuǎn)化率α(N2)=______.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

現(xiàn)有一可導(dǎo)熱體積固定的密閉容器A,和一可導(dǎo)熱容積可變的容器B.關(guān)閉K2,將等量且少量的NO2通過(guò)K1、K3分別充入A、B中,反應(yīng)起始時(shí),A、B的體積相同.(已知:2NO2?N2O4;△H<0)
(1)一段時(shí)間后,反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)A、B中生成的N2O4的速率是VA______VB.(填“>”、“<”、“=”);若打開(kāi)活塞K2,氣球B將______(填:變大、變小、不變).
(2)若在A、B中再充入與初始量相等的NO2,則達(dá)到平衡時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率αA將______(填增大或減小、不變);若通入等量的Ne氣,則達(dá)到平衡時(shí),A中NO2的轉(zhuǎn)化率將______,B中NO2的轉(zhuǎn)化率將______(填:變大、變小、不變).
(3)室溫下,若A、B都保持體積不變,將A套上一個(gè)絕熱層,B與外界可以進(jìn)行熱傳遞,則達(dá)到平衡時(shí),______中的顏色較深.
(4)若在容器A中充入4.6g的NO2,達(dá)到平衡后容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為57.5,則平衡時(shí)N2O4的物質(zhì)的量為_(kāi)_____.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

已知一定條件下,N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成2molNH3(g)放出92.4kJ熱量.在同溫同壓下,向兩個(gè)相同的容積可變的密閉容器中分別通入1molN2、4molH2和0.5molN2、2molH2,在同溫同壓條件下達(dá)到平衡,分別放出熱量Q1kJ和Q2kJ,則下列關(guān)系正確的是( 。
A.2Q2=Q1=92.4B.2Q2<Q1<92.4
C.2Q2=Q1<92.4D.Q2=Q1<92.4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

已知反應(yīng)A2(g)+2B2(g)?2AB2(g)(正反應(yīng)放熱),下列說(shuō)法正確的( 。
A.升高溫度,正向反應(yīng)速率減小,逆向反應(yīng)速率增加
B.升高溫度有利于反應(yīng)速率增加,從而縮短達(dá)到平衡的時(shí)間
C.達(dá)到平衡后,升高溫度或增大壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)
D.達(dá)到平衡后,降低溫度或減小壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)

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