一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和H2的混合气体)是一碳化学的重要原料,焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应:
I:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
II:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol 某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
物质 | C(s) | H2O(g) | CO(g) | H2(g) |
标准生成热/kJ•mol-1 | 0.0 | -241.8 | -110.5 | 0.0 |
+131.3
+131.3
kJ•mol-1,Ea正、Eb逆分别表示该反应正、逆反应的活化能,则Ea正>
>
Eb逆(填“>”或“<”或“=”)。(2)若在绝热恒容容器中仅发生反应I,则下列事实能说明反应达到平衡状态的是
ABCD
ABCD
。A.容器内气体的压强不变
B.容器内温度不变
C.容器内气体的密度不再改变
D.容器内气体的平均相对分子质量不变
(3)已知反应II的正反应速率v正=k正•p(CO)•p(H2O),逆反应速率v逆=k逆•p(CO2)•p(H2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,lgk(k表示k正或k逆)与温度
1
T
变小
变小
(填“变大”或“变小”或“不变”)。
(4)在图A点对应的温度下,向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气,同时发生反应Ⅰ和反应I。已知起始时容器内压强为80kPa,10分钟后体系达到平衡状态,容器内压强变为100kPa。
①平衡时CO的分压p(CO)=
8
8
kPa,平衡时水蒸气的转化率为 40
40
%②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有(写两种不同的方法)
增大容器体积、及时分离出H2或CO2
增大容器体积、及时分离出H2或CO2
。【答案】+131.3;>;ABCD;变小;8;40;增大容器体积、及时分离出H2或CO2
【解答】
【点评】
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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