5.
我国煤资源丰富,通过煤的气化和液化,能使煤炭得以更广泛的应用。
Ⅰ\(\rm{.}\)先将煤转化为\(\rm{CO}\),再利用\(\rm{CO}\)和水蒸气反应制\(\rm{H_{2}}\)时,存在以下平衡:
\(\rm{CO(g)+H_{2}O(g)⇌ CO_{2}(g)+H_{2}(g)}\)
\(\rm{(1)}\)向\(\rm{2L}\)恒容密闭容器中充入\(\rm{CO}\)和\(\rm{H_{2}O(g)}\),\(\rm{800℃}\)时测得部分数据:
\(\rm{t/min}\) | \(\rm{0}\) | \(\rm{1}\) | \(\rm{2}\) | \(\rm{3}\) | \(\rm{4}\) |
\(\rm{n(H_{2}O)/mol}\) | \(\rm{1.20}\) | \(\rm{1.04}\) | \(\rm{0.90}\) | \(\rm{0.70}\) | \(\rm{0.70}\) |
\(\rm{n(CO)/mol}\) | \(\rm{0.80}\) | \(\rm{0.64}\) | \(\rm{0.50}\) | \(\rm{0.30}\) | \(\rm{0.30}\) |
则从反应开始到\(\rm{2min}\)时,\(\rm{v(H_{2})=}\)________;该温度下反应的平衡常数\(\rm{K=}\)________\(\rm{(}\)保留\(\rm{3}\)位有效数字\(\rm{)}\)
\(\rm{(2)}\)相同条件下,向\(\rm{2L}\)恒容密闭容器中充入\(\rm{1molCO}\)、\(\rm{3molH_{2}O(g)}\)、\(\rm{2molCO_{2}(g)}\)、\(\rm{2molH_{2}(g)}\),此时\(\rm{v_{正}}\)________\(\rm{v_{逆}(}\)填“\(\rm{ > }\)”“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)
Ⅱ\(\rm{.}\)利用\(\rm{CO}\)生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)。
图\(\rm{1}\)表示反应中能量的变化;图\(\rm{2}\)表示一定温度下,在体积为\(\rm{2L}\)的密闭容器中加入\(\rm{4molH_{2}}\)和一定量的\(\rm{CO}\)后,\(\rm{CO}\)和\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)的浓度随时间变化。
\(\rm{(3)}\)在“图\(\rm{1}\)”中,曲线________\(\rm{(}\)填“\(\rm{a}\)”或“\(\rm{b}\)”\(\rm{)}\)表示使用了催化剂;该反应属于________\(\rm{(}\)填“吸热”或“放热”\(\rm{)}\)反应,若保持其他条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数将________\(\rm{(}\)填“增大”“减小”或“不变”\(\rm{)}\),判断理由是________。
\(\rm{(4)}\)可以判断该反应达到平衡状态的是________
A.断开一个\(\rm{H-H}\)键的同时有一个\(\rm{H-H}\)键生成
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的压强不变
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.\(\rm{CO}\)、\(\rm{H_{2}}\)、\(\rm{CH_{3}OH}\)混合气体物质的量之比为\(\rm{1︰2︰1}\)的状态
\(\rm{(5)}\)下列说法正确的是________
A.起始充入的\(\rm{CO}\)为\(\rm{2mol}\)
B.增加\(\rm{CO}\)浓度,\(\rm{CO}\)的转化率增大
C.保持温度和密闭容器容积不变,再充入\(\rm{1molCO}\)和\(\rm{2molH_{2}}\),再次达到平衡时\(\rm{n(CH_{3}OH)/n(CO)}\)会减小
\(\rm{(6)}\)分析升高温度对制备甲醇反应的影响________
\(\rm{(7)}\)已知\(\rm{CH_{3}OH(g)+}\)\(\rm{O_{2}(g)⇌ CO_{2}(g)+2H_{2}O(g)}\) \(\rm{ΔH=-192.9kJ/mol}\)
又知\(\rm{H_{2}O(l)=H_{2}O(g)}\) \(\rm{ΔH=+44kJ/mol}\),请写出\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)燃烧热的热化学方程式________
\(\rm{(8)}\)请在“图\(\rm{3}\)”中画出平衡时甲醇百分含量\(\rm{(}\)纵坐标\(\rm{)}\)随温度\(\rm{(}\)横坐,标\(\rm{)}\)变化的曲线,要求画压强不同的\(\rm{2}\)条曲线\(\rm{(}\)在曲线上标出\(\rm{p_{1}}\)、\(\rm{p_{2}}\),且\(\rm{p_{1} < p_{2})}\)