由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是 。(填字母)
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)该反应平衡常数K的表达式为 。
(3)温度降低,平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时问变化如下图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为 mol·L-1·min-1。
(5)下列措施中能使(4)中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有 。(填字母)
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.再充入1molCO2和3molH2
E.充入He(g),使体系总压强增大
(1)C (2)(3)增大(4) 0.225 (5)CD
解析试题分析:(1)由方程式可知:气体的物质的量减少,△S<0;由题图可知:生成物的能量比反应物低,则△H<0。故选项为:C。(2)该反应平衡常数K的表达式为。(3)由于该反应的正反应是放热反应。温度降低,化学平衡向正反应方向移动,平衡常数K增大。(4)由图-2可知:反应进行到10min时达到平衡。此时C(CH3OH)=0.75mol/L,则V(CH3OH)= ΔC(CH3OH)/Δt= 0.75mol/L÷10min =0.075mol/( L·min). v(H2)=3V(CH3OH)= 0.225 mol/( L·min). (5)A.根据化学平衡移动原理,升高温度化学平衡向吸热方向即逆反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小。错误。B.加入催化剂对化学平衡无影响,n(CH3OH)/n(CO2)不变。错误。C.将H2O(g)从体系中分离,减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大。正确。D.再充入1molCO2和3molH2。增大反应物的浓度,化学平衡向正反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大。正确。E.充入He(g),使体系总压强增大,由于不能使反应混合物的浓度改变,所以n(CH3OH)/n(CO2)不变。错误。正确选项为:C D。
考点:考查CO2的综合利用、化学平衡常数的表达、计算及外界条件对化学平衡的影响的知识。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)(浙江高考)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=206.2 kJ·mol-1的Kp=________,随着温度的升高,该平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)(天津高考)写出WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)的化学平衡常数表达式为________。
(3)(福建高考)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g)??2C(g)+D(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:________。
物质 | A | B | C | D |
起始投料/mol | 2 | 1 | 2 | 0 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
在容积为1 L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g) C(g)+D(g),在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。
请回答下列问题:
(1)700℃时,0~5min内,以B表示的平均反应速率为_________。
(2)能判断反应达到化学平衡状态的依据是__________。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(A)不变
C.v正(B)=2v逆(D)
D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0 mol A和2.2 mol B,利用图中数据计算800℃时的A的转化率 。
(4)800℃时,某时刻测得体系中物质的量浓度如下:c(A)=0.06 mol/L,c(B)=0.50 mol/L,c(C)=0.20 mol/L,c(D)=0.018 mol/L,则此时该反应 (填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
已知2A2(g) + B2(g) 2C(g) H=" -a" kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的密闭容器中加入2molA2和1molB2,在500℃是充分反应达到平衡后C的浓度为w mol/L,放出热量b kJ。
(1)a b(填“>”“=”或“<”)。
(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若在原来的容器中,只加入2mol C,500℃时充分反应达到平衡后,吸收热量c kJ,C的浓度 w mol/L(填“>”“=”或“<”),a,b,c之间满足何种关系: (用等式表示)。
(4)能说明该反应已经达到平衡的状态的是 。
a.ν(C)=2ν(B2) b.容器内压强保持不变
c.ν(逆)(A2)=ν(正)(B2) d.容器内的密度保持不变
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应I和II,用CH4和H2O为原料来制备甲醇:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g)……I CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……II。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室,在一定条件下发生反应I,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为____________________。
②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数的值为__________ 。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下,自发反应Ⅱ,生成甲醇。
③该反应的△H ____ 0;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.再充入1mol CO和3mol H2 |
实验编号 | T(℃) | N(CO)/n(H2) | P(Mpa) |
i | 150 | 1/3 | 0.1 |
ii | | | 5 |
iii | 350 | | 5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
Ⅰ.(4分)在一体积为10L密闭的容器中,通入一定量的CO和H2O(g),在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0
(1)CO和H2O浓度变化如图,则0~4 min的平均反应速率ν(CO)=_______ mol/(L·min),此时该反应的平衡常数为 。
(2)当下列哪些物理量不再发生变化时,表明上述反应已达到平衡状态的是 。
A.混合气体的压强 |
B.混合气体的密度 |
C.CO的物质的量浓度 |
D.密闭容器中放出热量 |
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Ⅰ. 在水溶液中橙红色的Cr2O72-与黄色的CrO42-有下列平衡关系:
Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,把K2Cr2O7溶于水配成稀溶液是橙色。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液后,溶液呈 色,因为 。
(2)向已加入NaOH溶液的(1)中再加入过量稀H2SO4后,则溶液呈 色,因为 。
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)则平衡向 方向移动,溶液颜色将 。(填“变深”、“变浅”或“不变”)
Ⅱ.实验室有一未知浓度的稀盐酸,某学生为测定盐酸的浓度在实验室中进行如下实验:
1.配制100mL 0.10mol/L NaOH标准溶液。
2.取20.00mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。
3.重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号 | NaOH溶液的浓度 (mol/L) | 滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL) | 待测盐酸溶液的体积 (mL) |
1 | 0.10 | 22.62 | 20.00 |
2 | 0.10 | 22.58 | 20.00 |
3 | 0.10 | 22.60 | 20.00 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件, 能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅, 其反应如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH <0
完成下列填空:
(1)在一定温度下进行上述反应, 若反应容器的容积为2 L, 3 min后达到平衡, 测得固体质量增加了2. 80 g, 则转移电子的物质的量为 ,H2的平均反应速率为 mol/(L·min); 该反应的平衡常数表达式K= 。
(2)上述反应达到平衡后, 下列说法正确的是 。
a. 其他条件不变, 压强增大, 平衡常数K减小
b. 其他条件不变, 温度升高, 平衡常数K减小
c. 其他条件不变, 增大Si3N4物质的量,平衡向左移动
d. 其他条件不变, 增大HCl物质的量,平衡向左移动
(3)一定条件下, 在密闭恒容的容器中, 能表示上述反应达到化学平衡状态的是 。
A.3v逆(N2)=v正(H2) | B.v正(HCl)=4v正(SiCl4) |
C.混合气体密度保持不变 | D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
300℃时,将2mol A和2mol B两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) △H,2min末达到平衡,生成0.8mol D。
(1)在2min末时,A的平衡浓度为_____________,B的转化率___________,0-2min内D的平均反应速率为_____________。
(2)该反应的平衡常数表达式为:K=_____________。该温度下的化学平衡常数数值为=____________。
已知350℃时=l,则△H________0(填“>”或“<”)。
(3)在300℃时,将该反应容器压缩体积为lL。则A的转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”),原因是__________________。该条件下的平衡常数为。 则K3________,(填“<”或“>”或“=”)。原因是_______________________。
(4)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是__________________(多选扣分)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(A)不变
C.(A)=(C) D.混合气体密度不变
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