(23分)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中用H2和CO生產(chǎn)燃料甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
(1)下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度
250°C
300°C
350°C
K
2.041
0.270
0.012
①由表中數(shù)據(jù)判斷△H            0(填“>”、“=”或“<“)
②某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為                  ,此時(shí)的溫度為            。
(2)在100℃壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下,容積為V L某密閉容器中a mol CO與 2a mol H2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則100℃該反應(yīng)的的平衡常數(shù)K=                     (用含a、V的代數(shù)式表示并化簡(jiǎn)至最簡(jiǎn)單的形式)。此時(shí)保持溫度容積不變,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡                       (向正反應(yīng)方向、向逆反應(yīng)方向)移動(dòng),再次達(dá)到新平衡時(shí),CO的體積分?jǐn)?shù)                  。(減小、增大、不變)
(3)要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是               。
A.升溫    B.加入催化劑     C.增加CO的濃度   D.恒容充入H2 
E.恒壓充入惰性氣體      F.分離出甲醇
(4)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號(hào),下同)                    
A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等              
B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變 
D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
(5)300°C,在容積相同的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器



反應(yīng)物投入量
1molCO、2moL H2
1molCH3OH
2molCH3OH
平衡
時(shí)的
數(shù)據(jù)
CH3OH濃度(mol/L)
c1
c2
c3
反應(yīng)的能量變化
akJ
bkJ
ckJ
體系壓強(qiáng)(Pa)
p1
p2
p3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率
α1
α2
α3
請(qǐng)選擇正確的序號(hào)填空(不定項(xiàng)選擇)
①c1、c2、c3的關(guān)系表達(dá)正確的為             
A.c3>2c1           B.c1<c3<2c1           C.c1=c2  
②a、b、c的關(guān)系表達(dá)正確的為            
A.c<2|△H|         B.a(chǎn)+b=|△H|         C.c=2b  
③p1、p2、p3的關(guān)系不正確的為            
A.p1=p2             B.p2<p3<2p2          C.p3>2p2  
④α1、α2、α3的關(guān)系表達(dá)不正確的為            
A.α12              B.α32            C.α12="1"   
(每空2分,共23分)(1)①  <           ②80% ,    250oC(1分);
(2)V2/a2,   向逆方向反應(yīng),    減;(3)DF   (4)CD    (5)AC  AB  C   A
(1)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,隨著溫度的升高,平衡常數(shù)是減小的。這說明升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H小于0。
②達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則消耗CO是2mol-0.2mol/L×2L=1.6mol,所以CO的轉(zhuǎn)化率是1.6÷2×100%=80%。平衡時(shí)氫氣的濃度是1.4mol/L,甲醇是0.8mol/L,所以此時(shí),因此溫度是250℃。
(2)消耗CO是0.5amol,則消耗氫氣就是amol,生成甲醇是0.5mol,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)是=V2/a2;增大生成物的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。amol甲醇相當(dāng)于a mol CO與 2a mol H2,則相當(dāng)于壓縮容器容積,壓強(qiáng)增大,再次平衡時(shí)CO的含量應(yīng)該是降低的。
(3)正反應(yīng)是放熱的、體積減小的可逆反應(yīng),所以降低溫度或增大,均可以是平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,CO的轉(zhuǎn)化率增大;催化劑不能平衡狀態(tài),B不正確。增大CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率是降低的,C不正確。恒容充入H2,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,CO的轉(zhuǎn)化率增大;恒壓充入惰性氣體,相當(dāng)于降低壓強(qiáng),CO的轉(zhuǎn)化率降低,分離出甲醇,降低生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,CO的轉(zhuǎn)化率增大,所以正確的答案選DF。
(4)在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài),所以選項(xiàng)D正確。選項(xiàng)A中反應(yīng)速率的方向是相同的,速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此A中的關(guān)系始終是成立,不正確。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的,C不正確;旌蠚獾钠骄鄬(duì)分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值,質(zhì)量不變,但物質(zhì)的量是變化的,所以C可以說明,答案選CD。
(5)①由于體積不變,而1mol甲醇相當(dāng)于是1molCO、2moL H2,2mol甲醇相當(dāng)于是2molCO、4moL H2,所以甲和乙中的平衡是等效的,即c1=c2 。丙相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以甲醇的濃度大于2c1,所以答案選AC。
②甲和乙的反應(yīng)是相反的,且平衡等效,所以a+b=|△H|;丙相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以c<2|△H|,答案選AB。
③甲和乙中的平衡是等效的,則p1=p2;丙相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以p3<2p2,所以答案選C。
④甲和乙的反應(yīng)是相反的,且平衡等效,所以α12=1;丙相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以α32,所以答案選A。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

已知某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K,在不同的溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)值分別為:
t
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有關(guān)敘述不正確的是
A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.上述反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C.如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后溫度升高到830 ℃,此時(shí)測(cè)得CO為0.4 mol時(shí),該反應(yīng)為平衡狀態(tài)
D.某溫度下,如果平衡濃度符合下列關(guān)系式:,判斷此時(shí)的溫度是1000 ℃

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

在25℃時(shí),2L的密閉容器中A、B、C三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表:
物     質(zhì)
A
B
C
初始濃度/mol·L-1
1.0
2.0
0
2min時(shí),平衡濃度/mol·L-1
0.4
0.2
1.2
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)該反應(yīng)方程式可表示為                           ;反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為                    。
(2)從反應(yīng)開始到達(dá)化學(xué)平衡,反應(yīng)物A的平均反應(yīng)速率為             ;25℃時(shí),反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K值為_____________。
(3)若已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),下圖表示由于條件改變而引起反應(yīng)速度和化學(xué)平衡的變化情況:a b過程中改變的條件可能是                            ;b c過程中改變的條件可能是                            。

(4)如果上述反應(yīng)起始是按“1molA+3molB”充入,達(dá)平衡時(shí)C的濃度為a mol/L;維持容器體積和溫度不變,按下列方法改變起始物質(zhì)的量,達(dá)到平衡時(shí)C的濃度仍為a mol/L的是         (填序號(hào)):
①2 mol A+6 mol B  ②2mol C  ③4mol C  ④0.5 mol A+1.5mol B+1 mol C

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

密閉容器A和B,A保持恒壓,B保持恒容。起始時(shí)向容積相等的A、B中分別通入體積比為2∶1的等量SO2和O2,發(fā)生反應(yīng):2SO2+O22SO3,并達(dá)平衡后。B容器中SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)    (填“ >”、“ < ”或“=”) A 容器中SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在一定固定的密閉容器中,放入3mol X(g)和2mol Y(g),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):,達(dá)平衡后,容器內(nèi)溫度不變,平衡后壓強(qiáng)比原來增加5%,X的濃度減小,則該反應(yīng)方程式中的n值是(   )
A.3B.4C.5D.6

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(15分)(一)一定溫度下,在體積固定的密閉中加入2 mol X和1 mol Y,發(fā)生如下反應(yīng):2X(g) + Y(g)  a Z(g) + W(g) △H =-QkJ·mol1 (Q>0)
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,反應(yīng)放出的熱量為Q1 kJ,物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率為α;平衡后再升高溫度,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小,則
(1)溫度升高,平衡常數(shù)K的值將     (填“增大”.“減小”或“不變”)。
(2)化學(xué)計(jì)量數(shù)a的值為       ,該反應(yīng)的熵變△S      0(填“>”.“<”或“=”)。
(3)平衡后,若壓縮容器體積,則再達(dá)到平衡后X的濃度將________(填“增大”、“減少”或“不變”)   X的轉(zhuǎn)化率α=          (用含Q.Q1的代數(shù)式表示)。
(4)維持溫度不變,若起始時(shí)向容器中加入的物質(zhì)的量如下列各項(xiàng),則反應(yīng)達(dá)到平衡后放出的熱量仍為QkJ的是        (稀有氣體不參與反應(yīng))。
A.2 molX.1mol Y.1molArB.a(chǎn) molZ.1mol W
C.1 molX.0.5mol Y.0.5a molZ.0.5 mol WD.4 molX.2mol Y
(二)若在相同溫度下,將2 mol X和1 mol Y加入到容積固定不變的甲容器中,將2amol Z和2 mol W加入到容積可變的乙容器中,t1=5 min時(shí)兩容器內(nèi)均達(dá)到平衡狀態(tài),甲中c(Z)=1.5 mol/L。

請(qǐng)回答下列問題:
(1)5 min內(nèi),用X物質(zhì)表示甲容器中的平均反應(yīng)速率v(X)=________。
(2)保持溫度不變,移動(dòng)活塞P,使乙的容積和甲相等,達(dá)到新的平衡后,乙容器中Z的物質(zhì)的量濃度c(Z)________(填“>”“<”或“=”)3 mol/L。
(3)保持溫度不變,t2時(shí)分別向甲、乙中加入等質(zhì)量的氦氣后,下圖中能表示甲中反應(yīng)速率變化情況的是________,能表示乙中反應(yīng)速率變化情況的是________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在一個(gè)固定體積的密閉容器中,放入3L X(氣)和2L Y(氣),在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng) 4 X (g) + 3 Y(g) 2 Q(g) + n R(g),達(dá)到平衡后,容器內(nèi)溫度不變,混合氣體的壓強(qiáng)比原來增加5%,X的濃度減小33.3%,則該反應(yīng)方程式的n值是(  )
A  6         B  5         C  4        D  3

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分).698 K時(shí),向某V L的密閉容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I(xiàn)2(g) 2HI(g)    ΔH=-26.5 kJ·mol1,測(cè)得各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。

請(qǐng)回答下列問題:
(1)V=__________。
(2)該反應(yīng)達(dá)到最大限度的時(shí)間是________,該時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(HI)=________。
(3)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),________(填“吸收”或“放出”)的熱量為__________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

圖1為某化學(xué)反應(yīng)的速率與時(shí)間的關(guān)系示意圖。下列有關(guān)t1時(shí)刻改變條件的說法正確的是
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH<0,t1時(shí)刻升高溫度
B.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,t1時(shí)刻增大O2濃度
C.H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g) ΔH>0, t1時(shí)刻增大壓強(qiáng)
D.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,t1時(shí)刻升高溫度

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