煤的液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,其中合成CH3OH是最重要的研究方向之一。在2L的密闭容器中,由CO
题型:不详难度:来源:
煤的液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,其中合成CH3OH是最重要的研究方向之一。在2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,探究温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T2>T1均大于300℃)。
①通过分析上图,可以得出对反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的说法正确的是(填 序号) 。A.该反应为放热反应 | B.T1时的反应速率大于T2时的反应速率 | C.该反应在T1时的平衡常数比T2时的大 | D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 | ②下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是 (填序号) a.体系压强保持不变 b.v(H2)=3v(CO2) c.CH3OH与H2物质的量之比为1:3 d.每消耗1 mol CO2的同时生成3molH2 e.密闭容器中混合气体的密度不变 f.密闭容器中CH3OH的体积分数不变 ③在T1温度时,将2molCO2和6molH2充入该密闭容器中,充分反应达平衡时,若CO2的转化率为60%,则容器内的压强与起始压强之比为 ,该反应的平衡常数为 。 |
答案
(共10分)① A C D (3分) ② a d f (3分)③ 7:10 、 0.52 (各2分) |
解析
试题分析:①根据图像可知,当压强相同时,温度为T2的曲线首先达到平衡状态,这说明温度是T2>T1。但温度高,甲醇的含量低,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应,即△H<0,A正确;温度是T2>T1,所以T1时的反应速率小于于T2时的反应速率,B不正确;C、升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以该反应在T1时的平衡常数比T2时的大,C正确;处于A点的反应体系从T1变到T2时,平衡向逆反应方向移动,所以达平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大,D正确,答案选ACD。 ②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。a.反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是体积减小的可逆反应,因此体系压强保持不变时可以说明达到平衡状态,a正确;b.反应速率之比是相应的化学计量数之比,因此v(H2)=3v(CO2)是恒成立的,b不正确;c.平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,所以CH3OH与H2物质的量之比为1:3不能说明反应达到平衡状态,c不正确;d.每消耗1 mol CO2的同时生成3molH2,由于二者的反应速率相反,且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,因此可以说明达到平衡状态,d正确;e. 密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以密闭容器中混合气体的密度始终不变,e不能说明,e不正确;f.密闭容器中CH3OH的体积分数不变可以说明反应达到平衡状态,f正确,答案选adf。 ③ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始浓度(mol/L) 1 3 0 0 转化浓度(mol/L) 0.6 1.8 0.6 0.6 平衡浓度(mol/L) 0.4 1.2 0.6 0.6 所以容器内的压强与起始压强之比为= 该反应的平衡常数K===0.52 |
举一反三
(12分)向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体,在一定温度下发生如下反应: 2X(g)Y(g)+3Z(g) (1)经5min后反应达到平衡,此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍,则用Y的物质的量浓度变化表示的速率为 。 (2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为:甲v(X)=3.5mol/(L・min);乙v(Y)=2mol/(L・min);丙v(Z)=4.5mol/(L・min);丁v(X)=0.075mol/(L・s)。若其它条件相同,温度不同,则温度由高到低的顺序是(填序号) 。 (3)若向达到(1)的平衡体系中充入氩气,则平衡向 (填"左"或"右"或"不")移动;若向 达到(1)的平衡体系中移走部分混合气体,则平衡向 (填" 左 " 或 " 右 " 或 " 不")移动。 (4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体,则平衡后X的转化率⑷与⑴的 平衡中的X的转化率相比较 。A.无法确定 | B.⑷一定大于⑴ | C.⑷一定等于⑴ | D.⑷一定小于⑴ | (5)若保持温度和压强不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时仍 与(1)的平衡等效,则a、b、c应该满足的关系为 。 (6)若保持温度和体积不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时仍 与(1)的平衡等效,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围应该为 。 |
化学平衡常数(K)是化学反应限度的一个重要参数,该常数表示的意义是可逆反应进行的程度,K值越大,表示的意义错误的是( )A.温度越高 | B.反应物浓度越小 | C.反应进行的越完全 | D.生成物浓度越大 |
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常温常压下,注射器甲中装有NO2气体,注射器乙中装有相同体积的空气,注射器与U 形管连通,如图所示,打开两个止水夹,同时向外拉两注射器的活塞,且拉动的距离相等,将会看到U形管中液面(不考虑此条件下NO2与水的反应)( )
A.a端上升,b端下降 | B.a端下降,b端上升 | C.U形管中液面无变化 | D.无法判断 |
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可逆反应A(s)+BC达到平衡后,B的转化率与压强、温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.B是固体,C是固体,正反应是吸热反应 B.B是气体,C是固体或液体,正反应是吸热反应 C.B是气体,C是固体或液体,正反应是放热反应 D.B、C都是气体,正反应是放热反应 |
一定条件下,在容积为1 L的密闭容器中发生可逆反应:Fe(s)+ H2O(g)=FeO(s)+H2(g) ΔH>0。在1000℃时,H2O(g)的平衡转化率(α)与体系总压强(p)关系如图所示。
(1)当反应达到平衡后,再向容器中加入铁粉和水蒸气,则平衡常数K__________, (填“增大”、“减小”或“不变”);升高温度,则K__________。 (2)在1000℃时,若向上述容器中加入0.80 mol铁粉和1.00 mol水蒸气,达到平衡时,容器中c(H2)=______。 |
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