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1、简答题 在恒温恒容的密闭容器中,工业上常用反应①制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1<0;其中的原料气常用反应②来制备:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H2.根据题意完成下列各题:
(1)判断反应①达 ">
时间:2017-08-08 04:54:03
1、简答题 在恒温恒容的密闭容器中,工业上常用反应①制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1<0;其中的原料气常用反应②来制备:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H2.根据题意完成下列各题:
(1)判断反应①达到平衡状态的标志是______(填字母).
a.CO体积分数保持不变
b.CO和CH3OH浓度相等
c.容器中气体的压强不变
d.CH3OH的生成速率与CO的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高反应①CO中的转化率,下列措施可行的是______(填字母).
a.向装置中再充入N2
b.升高温度
c.改变反应的催化剂
d.向装置中再充入H2
(3)一定条件下,反应②中CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示.600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060717/soneeg2ose5.png\">则△H2______0(填“<”、“>”或“=”).在T℃时的1L密闭容器中,充入1molCH4和3molH2O(g),发生反应②,经过5min达到平衡,此时CH4的转化率为50%,则从开始到平衡,H2的平均反应速率为______,T℃时该反应的平衡常数为______;
(4)若向此1L密闭容器中,加入1molCH4、5molH2O(g)、1molCO和3molH2,发生反应②,若温度仍为T℃,此时v(正)______v(逆)(填“<”、“>”或“=”).若改变反应温度,达到新平衡时,______mol<n(H2O)<______mol.
参考答案:(1)恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
a.平衡状态各组分的含量不变,CO体积分数保持不变,证明反应达到平衡,故a正确;
b.甲醇和一氧化碳的起始量和消耗量决定,容器中甲醇浓度与CO浓度相等不能证明反应达到平衡,故B错误;
c.反应前后是气体体积减小的反应,容器中气体的压强不变,说明反应达到平衡状态,故c正确
d.化学反应速率之比等于化学方程式中计量数之比,CH3OH的生成速率与CO的消耗速率相等,说明甲醇和一氧化碳正反应速率相同,反应正向进行不能说明反应达到平衡,故d错误;
e.容器中混合气体的密度保持不变,混合气体的密度=气体质量气体体积,反应过程中气体质量守恒,容器体积相同,密度不变,不能证明反应达到平衡,故e错误;
故答案为:ac;
(2)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),
a.向装置中再充入N2,恒温恒容条件下,体系总压增大,分压不变,平衡不动,故a不符合;
b.反应是放热反应,升高温度平衡那你想进行,转化率减小,故b不符合;
c.改变反应的催化剂,改变反应速率,不能改变化学平衡,转化率不变,故c不符合;
d.向装置中再充入H2,提高一氧化碳转化率,故d正确;
故答案为:d;
(3)图象变化分析甲烷转化率随温度升高增大,说明平衡正向进行,正反应是吸热反应,△H>0,在T℃时的1L密闭容器中,充入1mol CH4和3mol H2O(g),发生反应②,经过5min达到平衡,此时CH4的转化率为50%,则
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
起始量(mol) 1 3 0 0
变化量(mol)0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量(mol)0.5 2.5 0.5 1.5
H2的平均反应速率=1.5mol1L5min=0.3mol/L?min;
平衡常数K=(1.51)3×0.50.5×2.5=1.35(mol/L)2;
故答案为:>;0.3mol/L?min,1.35;
(4)若向此1L密闭容器中,加入1mol CH4、5mol H2O(g)、1mol CO和3mol H2,发生反应②,若温度仍为T℃.平衡常数K=1.35,Qc=1×331×5=5.4>1.35,所以反应逆向进行,v(正)<v(逆),若改变反应温度,达到新平衡时,
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
15 1 3
0 4 2 4
26 0 2
得到水蒸气的物质的量介于4-6间;
故答案为:<;4;6.
本题解析:
本题难度:简单
2、填空题 830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:
CO(g)+H2O(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/su3ne3aiexc.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\"> CO2(g)+H2(g);△H<0 试回答下列问题:
(1)若起始时c(CO)=\"2\" mol?L-1,c(H2O)=\"3\" mol?L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K= .
(2)在相同温度下,若起始时c(CO)=\"1\" mol?L-1,c(H2O)=\"2\" mol?L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol?L-1,则此时该反应是否达到平衡状态 (填“是”与“否”), 此时v(正) v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”),你判断的依据是
。
(3)若降低温度,该反应的K值将 (均填“增大”“减小”或“不变”)。
参考答案:(1)平衡常数k=1
(2)否 大于 依据是Q=0.5×0.5/0.5×1.5<1即Q<K,所以未达平衡,V(正)>V(逆)
(3)增大
本题解析:(1) CO(g)+H2O(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/su3ne3aiexc.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\"> CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L) 2 3 0 0
之和浓度(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2
所以平衡常数K=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xgrlpqbgasa.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(2)在相同温度下,若起始时c(CO)=\"1\" mol?L-1,c(H2O)=\"2\" mol?L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol?L-1,则根据方程式可知,此时CO2的浓度也是0.5mol/L,而CO和水蒸气的浓度分别是0.5mol/L和1.5mol/L,则此时600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/fu51uws4gfr.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><1,所以反应没有达到平衡状态。此时正反应速率大于逆反应速率。
(3)正反应是放热反应,则降低温度,平衡向正反应方向进行,所以该反应的K值将增大。
考点:考查平衡常数的计算、应用以及外界条件对平衡状态的影响
点评:该题是高考中的常见题型和重要的考点,属于中等难度的试题。试题贴近高考,基础性强,侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养。该题的关键是明确平衡常数的含义、计算依据以及影响因素,如何结合题意灵活运用即可。有利于调动学生的学习兴趣,提高学生的应试能力。
本题难度:困难
3、填空题 (7分)在某温度下合成氨:N2+3H2600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/4i2bili5cll.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">2NH3(△H<0),把N2和H2以1
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 (10分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/4lhofo5feht.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂反应的△H (填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e- 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/2agmrzrxonm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">H1=+1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/2agmrzrxonm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6-(g) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/p3gs3wdxyts.png\" style=\"vertical-align:middle;\">H3=+482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)的 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/2agmrzrxonm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">H=\"_____________\" kJ·mol-1。
(3)已知:2NO2(g) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/ewgt5dlqre5.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> N2O4(g) △H=-57.2kJ·mol-1。一定温度下,一定体积的密闭容器中充入NO2进行反应:2NO2(g)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/gkueltlftnw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">N2O4(g)达到平衡。写出该反应的平衡常数表达式: ,升高温度,该反应的平衡常数K值将 (填增大或减小或不变);
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/n35ywp2hgqf.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">若其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是 (填字母序号)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/n35ywp2hgqf.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
A.减小NO2的浓度
B.降低温度
C.增加NO2的物质的量
D.升高温度
(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)。则溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= 。
参考答案:(1)向左 不改变 (2)-77.6 (3)c(N2O4)/c2(NO2) 减小 BC
(4)中 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/mi55ambrpbs.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:(1)在恒压条件下加入氩气,则容积增大,导致原平衡中各物质的浓度同等比例减小,所以平衡向气体体积增大的方向即向左移动;催化剂仅是改变化学反应速率,不会影响焓变。
(2)根据盖斯定律,将化学方程式①+②-③叠加即得到O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)。
(3)平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中,当反应达到平衡时生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。因为反应是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。减小反应物浓度平衡向逆反应方向移动,转化率降低。温度降低平衡向正反应方向移动,转化率增大,升高温度正好相反。因为反应物和生成物都只有一种,所以增加NO2的物质的量,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,转化率增大。
(4)由溶液的电荷守恒可得: c(H*)+c(NH4*)=c(Cl-)+c(OH-),已知c(NH4*)=c(Cl-),则有c(H*)=c(OH-),溶液显中性;电离常数只与温度有关,则此时NH3·H2O的电离常数
Kb=[c(NH4*)·c(OH-)]/c(NH3·H2O)=(0.01mol·L-1·10-7mol·L-1)/(amol·L-1-0.01mol·L-1)
= 10-9/( (a-0.01)mol·L-1。
本题难度:一般
5、选择题 某可逆反应aA+bB?cC,△H在某温度下的平衡常数为K(K≠1),保持温度不变,将方程式的书写作如下改变,则△H和K数值的相应变化为(? )
A.写成2aA+2bB?2cC,△H、K值均扩大了一倍
B.写成2aA+2bB?2cC,△H扩大了一倍,K值保持不变
C.写成cC?aA+bB,△H、K值变为原来的相反数
D.写成cC?aA+bB,△H变为原来的相反数,K值变为倒数
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单