时间:2017-08-06 10:09:42
1、填空题 近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)在2升的密闭容器中,充有2mol CO与4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),CO的转化率和温度t的关系如下表:
| t(℃) | 750 | 850 | 1000 |
| CO% | 0.7 | 2/3 | 0.5 |
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入
参考答案:(14分,每空2分) (1)1/3,向右进行? (2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)?△H=-41.2 kJ/mol
(3)①0.225mol·L-1·min-1(单位和数值各1分)?②ac(对一个给1分,错一个倒扣1分)
(4)HCO3-水解程度大于其电离程度。
a=0.2(10-7+b)/b或a=(10-7+b)/5b(其他表示形式,只要正确均给分)
本题解析:(1)? CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L)? 1? 2? 0? 0
转化浓度(mol/L)? 0.5? 0.5? 0.5? 0.5
平衡浓度(mol/L)? 0.5? 1.5? 0.5? 0.5
因为化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数K=
=
;根据表中数据可知,升高温度,CO的转化率降低。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此平衡常数减小,所以850℃时的平衡常数大于
。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时Q=
=
,所以反应向右进行。
(2)根据热化学方程式①C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1、②2H2(g)+O2(g)===?2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1、③C(s)+H2O(g)===?CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1并依据盖斯定律可知①-②-③即得到CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),则该反应的反应热△H=-393.5kJ/mol+483.6kJ/mol-131.3kJ/mol=-41.2 kJ/mol。
(3)①根据图像可知,反应进行到10min时,反应达到平衡状态。此时生成甲醇的浓度是0.75mol/L,则根据方程式可知,消耗氢气的浓度是0.75mol/L×3=2.25mol/L,所以氢气的反应速率v(H2)=2.25mol/L÷10min=0.225mol·L-1·min-1。
②如果温度不变,改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数不变;由于正反应是放热反应,因此降低温度平衡向正反应方向进行,平衡常数增大,因此正确的答案选ac。
(4)由于HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度,所以碳酸氢钠溶液显碱性。醋酸的酸性强于碳酸氢钠的,因此反应中有CO2气体生成。根据电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),溶液显中性,则c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,所以c(CH3COO-)=c(Na+)=0.2mol/L÷2=0.1mol/L,所以溶液中c(CH3COOH)=0.5amol/L-c(CH3COO-)=0.5amol/L-0.1mol/L,所以根据电离平衡常数表达式可知b=
,即b=
,解得a=
。
本题难度:一般
2、选择题 工业上消除氮氧化物的污染,可用如下反应:
CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ?ΔH=a kJ/mol
在温度T1和T2时,分别将0.50 molCH4和1.2 molNO2充入体积为1 L的密闭容器中,测得n(CH4)随时间变化数据如下表:
| 温度 | ?时间/min n/mol | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
| T1 | n(CH4) | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
| T2 | n(CH4) | 0.50 | 0.30 | 0.18 | …… | 0.15 |
参考答案:D
本题解析:A、10min内,T2反应的CH4多,T2反应速率大,正确;B、因为T2反应速率大,所以T1<T2[来,正确;T2温度高,平衡时CH4的物质的量大,平衡向逆反应方向移动,正反应放热,K(T1)>K(T2),C项正确,D项错误。
本题难度:一般
3、选择题 在恒温、恒容的条件下,有反应2A(g)+2B(g)
C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度为2mol·L—1;途径II:C、D的起始浓度分别为2mol·L—和6mol·L—;则以下叙述正确的是?(?)
A.两途径最终到平衡时,体系内混合气的百分组成相同
B.两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成不同
C.达平衡时,途径I的反应速率v(A)等于途径II的反应速率v(A)
D.达平衡时,途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的1/2
参考答案:AD
本题解析:按照等效平衡的思想,途径I和途径II的物质起始浓度都满足系数之比,又在恒温、恒容的条件下进行,所以最终到平衡时,体系内混合气的百分组成相同;由于起始的浓度不一样,所以达平衡时,途径I的反应速率v(A)不等于途径II的反应速率v(A);途径I时物质浓度是途径II的1/2,故达平衡时,途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的1/2。
本题难度:简单
4、选择题 反应4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)△H=-Q?kJ/mol,在一定温度下达到化学平衡状态时,下列说法正确的是( )
A.若增大压强,A和B的转化率都增大
B.若升高 温度最终能生成更多的C和D
C.单位时间里有4n?mol?A消耗,同时有5n?mol?B生成
D.容器里A、B、C、D的浓度比是4:5:4:6
参考答案:A.反应物气体的化学计量数之和小于生成物气体的化学计量数之和,则增大压强平衡向逆反应方向移动,A和B的转化率都减小,故A错误;
B.正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C.单位时间里有4nmolA消耗,同时有5nmolB生成,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.由于反应物的起始量和转化程度未知,则平衡浓度不确定,不能作为判断是否达到平衡的依据,故D错误.
故选C.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 已知298K时反应2SO2( g ) + O2( g )
2SO3( g );△H =" -197" kJ · mol-1,在相同温度下向一密闭容器中加入2 mol SO2和1 molO2,达化学平衡时放出热量为a1 kJ ;向另一容积相同的密闭容器中通入 1 mol SO2和0.5 molO2,达化学平衡时放出热量为a2 kJ ,则下列关系式中正确的是(?)
A.2a2<a1< 197
B.2a2>a1 >197
C.2a2 = a1 >197
D.2a2 = a1 = 197
参考答案:A
本题解析:题中热化学方程式中的热量表示生成2 mol SO3放出197 kJ热量,在一密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,由于反应是可逆反应,所以生成的SO3的物质的量总是小于2 mol,则放出的热量小于197 kJ,即a1 < 197;在另一个相同容积的容器中,注入的SO2和O2的物质的量减为一半,若容器容积也为原来的一半,则此化学平衡与原平衡等效,放出热量为a2 / 2,现将容积扩大到相同,则化学平衡向逆反应方向移动,所以放出的热量小于a1 / 2,即a1 > 2a2,所以选项A正确。
本题难度:简单