精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
1.随着人类对环境和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中有害气体的含量及对其有效地开发利用,引起了各国的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO来生产燃料甲醇.一定条件下的密闭容器中,CO和H2生成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);
 I.根据如图1所示判断反应达到平衡时.
(1)若升高温度,该反应化学平衡常数K值减小(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)500℃时,在体积为V L的密闭容器中发生上述反应,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=$\frac{2n{\;}_{B}}{t{\;}_{B}V}$mol•(L•min)-1 (用字母表示)
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,下列有关该体系的说法正确的是bc
a  氢气的浓度减少
b  正反应速率加快,逆反应速率也加快
c  甲醇的物质的量增加
d  重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
 II.在一定条件下向密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,发生上述反应,CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图2所示.
(1)若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为VAL,则该温度下的平衡常数K=$\frac{V{\;}^{2}}{100}$;A、B两点时容器中,n(A):n(B)=5:4.
(2)若C点表示达到的平衡状态,此时容器体积保持不变,要提高H2的转化率可采取的措施是CE.(填字母,下同)
A.升高温度   B. 加催化剂   C.. 通入CO   D.通入H2E.再通入5mol CO和10mol H2
(3)若A点表示达到的平衡状态,在温度不变且保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡C.
A.向正反应方向移动   B. 向逆反应方向移动   C. 不移动.

分析 I.(1)温度升高时,甲醇的物质的量减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动;
(2)根据甲醇的反应速率计算氢气的反应速率;
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,体系的压强增大,正逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量增加,由于温度不变,则平衡常数不变,达新平衡时,虽然氢气反应一部分,但由于体积的影响大于平衡移动的影响,则氢气的浓度增大;
II.(1)A、B点是同温度下的平衡,转化率变化,但平衡常数不变,结合化学平衡三段式列式计算A处的平衡常数,A点一氧化碳转化率为50%,B点一氧化碳转化率为70%;
(2)提高氢气的转化率可采取的措施是改变条件促使平衡正向进行;
(3)根据影响化学平衡移动的因素来回答.

解答 解:I.(1)由图象可知,当温度升高时,甲醇的物质的量减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则平衡常数减小,
故答案为:减小;
(2)由图象可知,时间达到tB时,甲醇的物质的量为nB,则甲醇的反应速率为v(CH3OH)=$\frac{\frac{n{\;}_{B}}{V}}{t{\;}_{B}}$mol•(L•min)-1,由方程式可知v(H2)=2v(CH3OH)=$\frac{2n{\;}_{B}}{t{\;}_{B}V}$mol•(L•min)-1
故答案为:$\frac{2n{\;}_{B}}{t{\;}_{B}V}$mol•(L•min)-1
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,体系的压强增大,正逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量增加,由于温度不变,则平衡常数不变,达新平衡时,虽然氢气反应一部分,但由于体积的影响大于平衡移动的影响,则氢气的浓度增大,
故答案为:bc;
II.(1)依据图象分析可知AB是同温度下的平衡,平衡常数随温度变化,所以平衡常数不变,A点一氧化碳转化率为50%,B点一氧化碳转化率为70%,密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,A点平衡常数结合平衡三段式列式计算;
              CO(g)+2H2 (g)?CH3OH(g)
起始量(mol)  10      20        0
变化量(mol)  5       10        5 
平衡量(mol)  5       10        5
平衡常数K=$\frac{\frac{5}{V}}{\frac{5}{V}×(\frac{10}{V}){\;}^{2}}$=$\frac{V{\;}^{2}}{100}$;
B点一氧化碳转化率为70%,
则              CO(g)+2H2 (g)?CH3OH(g)
起始量(mol)  10      20        0
变化量(mol)  7       14        7
平衡量(mol)  3       6         7
A、B两点时容器中,n(A)总:n(B)总=(5+10+5):(3+6+7)=20:16=5:4;
故答案为:$\frac{V{\;}^{2}}{100}$;5:4;
(2)反应是气体体积减小的放热反应,
A.升高温度,平衡逆向移动,则氢气的转化率减小,故错误;
B. 加催化剂,平衡不移动,则氢气的转化率不变,故错误;
C. 通入CO,平衡正向移动,则氢气的转化率增大,故正确;   
D.通入H2,虽然平衡正向移动,但氢气的转化率减小,故错误;
E.再通入5mol CO和10mol H2,相对于压强增大,平衡正向移动,则氢气的转化率增大,故正确; 故选:CE;
(3)保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,则反应物,生成物的浓度均不变,即Qc仍然是等于K,仍然是平衡状态;
故答案为:C;

点评 本题考查了化学平衡的计算应用,图象分析,影响平衡的因素分析判断,化学平衡移动原理是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.研究性学习是综合实践活动重要的组成部分,注重培养学生的问题意识.某研究性学习小组为了验证臭氧的氧化性强于氧气,进行了下述实验,请参与探究并回答相关问题.
[实验目的]验证臭氧的氧化性强于氧气.
[实验原理]2KI+O3+H2O═2KOH+I2+O2,淀粉溶液遇单质碘变蓝色.
[实验用品]臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化钾溶液、滤纸、玻璃片、温度计.
[实验步骤]
①取a溶液与碘化钾溶液混合.
②取两片用滤纸剪成的纸条,在a和碘化钾的混合液中湿润后分别置于两块洁净的玻璃片上.
③将一块玻璃片(Ⅰ)置于臭氧消毒碗柜中并接通电源生成臭氧.将另一块玻璃片(Ⅱ)置于可控温度的温箱里,尽量地使温箱的温度与消毒碗柜中的温度相等.
④观察现象并进行记录:
时间/min01530456090120
滤纸的
颜色
变化
玻璃片(Ⅰ)
上的滤纸
白色白色灰色浅蓝色蓝色蓝色浅蓝色
玻璃片(Ⅱ)
上的滤纸
白色白色白色白色灰色灰色浅蓝色
请根据上述实验原理、步骤及你所学的知识,回答下列问题.
(1)实验药品中的a溶液是淀粉溶液.
(2)写出在臭氧消毒柜中产生O3的化学方程式:3O2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2O3
(3)整个实验过程要保持两块玻璃片所在环境的温度相同的原因是温度会影响反应速率,保持温度相同是为了消除温度不同带来的误差.
(4)从实验数据记录可以得出的结论是BCD(填序号).
A.空气中可能也有一定浓度的O3,所以实验数据不可靠,不能达到实验目的
B.氧气也能氧化碘化钾中的碘离子
C.O3的氧化性比O2
D.O3不仅氧化I-的速率比氧气快,而且有漂白作用
(5)在O3氧化KI的反应中,若有24g O3发生反应,则转移电子的数目为NA(或6.02×1023).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A.1 mol Cl2与足量的NaOH溶液反应,转移的电子数为1NA
B.标况下,11.2L SO3所含的分子数目为0.5 NA
C.5.6克铁粉与硝酸反应失去的电子一定为0.3NA
D.50 mL 18.4 mol•L-1浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.可逆反应:2A(g)+B(s)?2C(g)在恒容密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是(  )
①单位时间内生成2n molA的同时生成2n molC
②单位时间内生成n molB 的同时,生成2n molA
③用A、C 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为1:1的状态
④混合气体的压强不再改变的状态          
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A.①④⑥B.②③⑤C.①④⑤⑥D.①⑤⑥

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.一定条件下,可逆反应X(g)+3Y(g)?2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol•L-1、0.3mol•L-1、0.08mol•L-1,则下列判断不合理的是(  )
A.X、Y的转化率不相等
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为3:2
C.c1:c2=1:3
D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol•L-1

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.锅炉水垢既会降低燃料的利用率、影响锅炉的使用寿命,还可能造成安全隐患.现有一碳素钢锅炉水垢的主要成分有CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Fe2O3、SiO2等,下面是清洗水垢的流程:
I.加入NaOH和Na2CO3混合液,加热,浸泡数小时;
II.放出洗涤废液,清水冲洗锅炉,加入稀盐酸和少量NaF溶液,浸泡;
III.向洗液中加入Na2SO3溶液;
IV.清洗达标,用NaNO2溶液钝化锅炉.
(1)在步骤I中:
①用NaOH是为了溶解除去水垢中的SiO2,反应的化学方程式是SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O.
②已知:20℃时溶解度/g
CaCO3CaSO4Mg(OH)2MgCO3
1.4×10-32.55×10-29×10-41.1×10-2
根据数据和化学平衡原理解释,加入Na2CO3的作用CaSO4在水中存在平衡CaSO4(s)?Ca2+(aq)+SO42-(aq),用Na2CO3溶液浸泡后,Ca2+与CO32-结合成更难溶的CaCO3,使上述平衡右移,CaSO4转化成CaCO3,然后用盐酸除去.
(2)在步骤II中:
①加入稀盐酸和少量NaF溶液能除掉的水垢是CaCO3、Mg(OH)2、Fe2O3、SiO2(填化学式).
②清洗过程中,溶解的Fe2O3会加速锅炉腐蚀,用离子方程式解释其原因2Fe3++Fe═3Fe2+
(3)步骤III中,加入Na2SO3的目的是将Fe3+还原成Fe2+,防止Fe3+腐蚀锅炉.
(4)步骤Ⅳ中,钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe3O4保护膜.
①完成并配平其反应的离子方程式:
□Fe+□NO${\;}_{2}^{-}$+□H2O═□N2↑+□Fe3O4+□
②下面检测钝化效果的方法合理的是ab(填序号).
a.在炉面上滴加酸性CuSO4溶液,观察蓝色消失的时间
b.在炉面上滴加酸性KSCN溶液,观察红色消失的时间
c.在炉面上滴加浓H2SO4,观察溶液出现棕黄色的时间
d.在炉面上滴加浓HNO3,观察出现红棕色气体的时间.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

13.天然气(主要成分甲烷)含有少量含硫化合物[硫化氢、羰基硫(COS)等],可以用氢氧化钠溶液洗涤除去.羰基硫用氢氧化钠溶液处理的过程如下(部分产物已略去):
COS$→_{Ⅰ}^{NaOH溶液}$Na2S溶液$→_{Ⅱ}^{△}$H2 羰基硫分子的电子式为.反应I除生成两种正盐外,还有水生成,其化学方程式为COS+4NaOH=Na2S+Na2CO3+2H2O.已知反应II的产物X的溶液中硫元素的主要存在形式为S2O32-,则II中主要反应的离子方程式为2S2-+5H2O=S2O32-+4H2↑+2OH-

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.高纯度的氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域.镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如图1:

已知1:溶液Ⅰ中除MgSO4外,还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子2:几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:
Fe3+Al3+Fe2+Mg2+
开始沉淀时1.53.36.59.4
沉淀完全时3.75.29.712.4
(1)向溶液Ⅰ中加入X的作用是调节溶液pH.
(2)向溶液Ⅰ中加入的两种试剂先后顺序是H2O2、MgO(填化学式).
(3)加入H2O2溶液反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(4)如图2是Mg2+转化率随温度t的变化示意图:
①t1前Mg2+转化率增大的原因是升高温度,Mg2+转化率增大,平衡右移,反应是吸热反应;t1后Mg2+转化率下降的原因是(用化学方程式表示)NH3•H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O.
②向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是Mg2++2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是(  )
A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.锥形瓶看用作加热的反应器
C.配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏低
D.用98%,1.84g/mL的浓硫酸配制1mol/L,500mL的稀硫酸时,应用量简量取浓硫酸约27.17mL

查看答案和解析>>

同步练习册答案