精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
(14分)工业上以乙苯为原料生产苯乙烯的反应如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小组为探究温度等因素对该反应的产率影响,在容积可变的密闭容器中分别作了四组实验,实验结果如下图a、b所示。

(1)根据反应及上图(a),判断△H     0(填“<”“=”或“>”,下同),△S    0;请选择经济、且适宜的反应温度:        
(2)下列事实可以说明该反应已达平衡的是          
A.混合气体的密度不再变化
B.氢气的体积分数保持不变
C.氢气、苯乙烯的生成速率之比保持不变
D.单位时间内消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)从压强因素分析,为提高乙苯的转化率,应采用      的生产条件。实际工业生产中常采用通入水蒸气的方法。水蒸气的含量对反应的影响结果如上图(b)所示。
①在做这四组实验时,应该采用的其他实验条件是           
A.反应温度相同         B.采用不同的催化剂
C.压强都控制在常压下    D.反应相同时间时测定实验数据
②图(b)表明:                           

③一定温度下,在恒压密闭容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的气体,发生上述反应,在t1时刻达到平衡。保持其他条件不变,此时分离出一定量的水蒸气,在t2时刻重新达到平衡,请在右图中画如反应再次达到平衡过程的图像。
(1)>;>;580° (2)AB (3)低压 ①AC
②在恒温恒压条件下,n(H2O)/n(乙苯)的比值越高,产率越高 ③

试题分析:(1)根据图a可知,随着温度的升高产率逐渐增大。这说明升高温度平衡向正反应方向移动,因此正方应是吸热反应,即△H>0;根据反应的化学方程式可知,该反应是体积增大的可逆反应,因此△S>0。根据图a可知温度升高到580℃以后产率增加的不是很明显,因此适宜的温度应该是580℃。
(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,则A、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量始终是不变的,但容器容积是变化的,因此当密度不再发生变化时,可以说明反应达到平衡状态,A正确;B、氢气的体积分数保持不变可以说明反应达到平衡状态,B正确;C、根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知氢气、苯乙烯的生成速率之比始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,C不正确;D、根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知,单位时间内消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2),因此不能说明反应达到平衡状态,D不正确,答案选AB。
(3)正方应是体积增大的可逆反应,所以从压强因素分析,为提高乙苯的转化率,应采用低压的生产条件。
①要探究水蒸气的含量对反应的影响结果,则根据定一议二的原则可知,其它反应条件应该是相同的,即温度、压强和催化剂均是相同的,答案选AC。
②根据图b可知,在恒温恒压条件下,n(H2O)/n(乙苯)的比值越高,产率越高。
③保持其他条件不变,此时分离出一定量的水蒸气,则导致容器内压强降低,因此要保持恒压则需要缩小容器的容积,因此相当于是增大压强,平衡向正反应方向移动,则图像可表示为
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

一定条件下,水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(  )
A.CO2(g)+2NH3( g) CO(NH2)2(s)+H2O(g); △H<0
B.CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g); △H>0
C.CH3CH2OHCH2=CH2(g)+ H2O(g); △H>0
D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H-5CH=CH2(g)+2H2O(g); △H<0

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(18分)运用化学反应原理研究氮、氯等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)科学家研究在一定条件下通过下列反应制备NH3:

①在其他条件相同时,反应中NH3的体积分数(a)在不同温度下随反应时间(t)的变化如图。该反应的平衡常数表达式K=______,该反应中的(填“>”“<”或“=”)。

②某温度下,在2L容积不变的密闭容器中加入1molN2和6molH2O(1)发生反应,N2转化率随时间(t)变化如图。15-20min内,v(NH3)=____。若其他条件不变,在图中画出使用催化剂后N2的转化率随反应时间变化的曲线示意图。
(2) 25℃时,某同学将0.lmol盐酸与0.2 mol氨水等体积混合,所得混合溶液pH______7(填“>”“<”或“=”,下同),混合溶液中(25℃时,NH3.H2O的电离常数
(3) 25℃时,向O.lmol的MgCl2溶液中逐滴加入适量0.lmol氨水,有白色沉淀生成,向反应后的浊液中,继续加入O.lmol的FeCl3溶液,观察到的现象是______ ;上述过程中发生的所有反应的离子方程式为______。(25℃时,

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(13分)近些年来,世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这些化合物的综合处理具有重要意义。
(1)工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素,其总反应如下:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,该反应在         (填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。
(2)已知合成尿素分两步进行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) 
第2步:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l) 
下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是(填序号)        

(3)合成尿素过程中,当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时,NH3
的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v(CO2)          B点的逆反应速率
v(CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②达到平衡时,CO2的转化率为          
(4)活性炭可用于处理大气污染物NO,在某1L恒容密闭容器中加入  0.100molNO      和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:
物质
n/mol
T/℃
活性炭
NO
E
F
T1
2.000
0.040
0.030
0.030
T2
2.005
0.050
0.025
0.025
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式                                
②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1,在T2℃时的平衡常数为K2。计算K1=         ,根据题给信息判断,T1和T2的关系是           
A. T1>T2     B. T1<T2         C.无法比较 
③若密闭容器为容积可变,根据化学反应原理,分析增加压强对该反应的影响                                          
                                                  

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(15分)已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1)可逆反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)是炼铁工业中一个重要反应,其温度与平衡常数K的关系如下表:
T(K)
938
1100
K
0.68
0.40
 
①写出该反应平衡常数的表达式__________。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,若升高温度,混合气体的平均相对分子质量_____;充入氦气,混合气体的密度____(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如下表:
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
C6H5ONa
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
11.3
①上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是           
②根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是      
将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是    (填编号)。
A.HCN        B.HClO       C.C6H5OH      D.CH3COOH         E.H2CO3
③据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是    (填编号)。
A.CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa  B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO       D.CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为                                            
(3)已知常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。又知常温下某CuSO4溶液里c(Cu2)=0.02 mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于        ;要使0.2 mol·L-1的CuSO4溶液中Cu2沉淀较为完全 ( 使Cu2浓度降至原的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH为           

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是­(   )
A.Z为0.3mol/LB.Y2为0.4mol/LC.X2为0.2mol/LD.Z为0.4mol/L

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(16分)碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题:
(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化SO2被还原为S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol        ①
C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH2= -393.5kJ·mol-1       ②
                 S(s)+O2(g)=SO2(g)   ΔH3= -296.8kJ·mol-1         ③
则SO2氧化CO的热化学反应方程式:                              
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示,该反应ΔH     0(填“>”或“ <”)。
图2表示CO的转化率与起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、温度的变化关系,曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为         ;测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%,则x1=        
②在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是      (填序号)。
A.正反应速率先增大后减小B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大D.反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度增大
③一定条件下,将2molCO和2molH2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应,反应达到平衡时CO与H2体积之比为2∶1,则平衡常数K=              
(3)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。
原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,
总反应为:2CH3CHO+H2OCH3CHOH+CH3CHOOH。
实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的 处理过程,其装置示意图如图所示:

①电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为:
4OH-4e═O2↑+2H2O;                                   。
②在实际工艺处理过程中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水,可得到乙醇        kg(计算结果保留2位小数)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在一固定容积的密闭容器中,可逆反应达到平衡的标志是(     )。
A.
B.单位时间内键断裂,同时6mol键断裂
C.
D.反应混合物各组分的物质的量浓度还在改变

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

为减小CO2对环境的影响,在倡导“低碳”的同时,还需加强对CO2创新利用的研究。已知:CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol。T1℃时,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,且平衡时体系压强为P1。下列叙述中不正确的是
A.0~3 min内,v(CO2)=v (CH3OH)
B.其他条件不变,若向平衡后的体系中充入1mol氦气,体系压强增大平衡将向正方向移动
C.在T1℃时,若起始时向容器中充入2molCO2和6mol H2 , 测得平衡时容器内压强为P2, 则 P2<2P1
D.T2℃时,上述反应平衡常数为4.2,则T2>T1

查看答案和解析>>

同步练习册答案