【题目】甲醇是一种可再生的清洁能源,一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)△H=a kJmol﹣1 . 向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2 , 测得不同温度下容器内气体总物质的量随时间(min)的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示:
(1)能判断反应达到化学平衡状态的是(填字母).
A.c(CO)与c(H2)的比值保持不变
B.容器中气体压强保持不变
C.容器中气体密度保持不变
D.单位时间内有1molCO消耗的同时有1mol CH3OH生成
E.v正(H2)=2v逆(CH3OH)
(2)①Ⅱ和Ⅰ相比,Ⅱ改变的反应条件是 .
②反应Ⅲ在9min时达到平衡,比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1T3(填“>”“<”“=”),此正反应是反应(填“放热或吸热”).
(3)①反应Ⅰ在6min时达到平衡,从反应开始到达到平衡时v (CH3OH)=mol/(Lmin).
②反应Ⅱ在2min时达到平衡,计算该温度下的平衡常数K= . 在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡Ⅱ时,再往容器中加入1mol CO和3mol CH3OH后,平衡将向(填“正反应、逆反应和不移动”),原因是 .
【答案】
(1)BE
(2)使用催化剂;<;放热
(3)0.125;12;不移动;因为平衡Ⅱ后,加入1molCO、3molCH3OH,此时 ,所以平衡不移动
【解析】解:(1)A.c(CO)与c(H2)的比值保持不变未说明正逆反应方向,不能说明反应到达平衡,故错误; B.随反应进行混合气体物质的量减小,恒温恒容下压强减小,容器中压强保持不变说明到达平衡,故正确; C.混合气体总质量不变,恒温恒容下,容器内气体密度始终保持不变,不能说明反应到达平衡,故错误; D.单位时间内有1molCO消耗的同时有1mol CH3OH生成未说明正逆反应方向,不能说明反应到达平衡,故错误; E.v正(H2)=2v逆(CH3OH)说明正逆反应方向速率相等,能说明反应到达平衡,故正确;故选BE.(2)①Ⅱ和Ⅰ相比反应速率加快,不影响平衡移动,正反应为气体物质的量减小的反应,应是使用催化剂,所以答案是:使用催化剂;②反应Ⅲ达平衡时所用的时间比反应Ⅰ达平衡时所用的时间长,化学反应速率慢,所以温度较低,即T1>T3 , 升高温度,气体的总物质的量增加,所以逆向移动,所以反应是放热的,所以答案是:>; 放热;(3)①反应Ⅰ在6min时达到平衡,从反应开始到达到平衡时v (CH3OH)=mol/(Lmin).
CO(g)+ | 2H2 (g) | CH3OH(g) | △H=a kJmol﹣1 | |
初始量 | 2mol | 4mol | 0 | |
变化量 | x | 2x | x | |
平衡量 | 2-x | 4-2x | x |
则2﹣x+4﹣2x+x=3,解得x=1.5,所以v (CH3OH)= mol/(Lmin)=0.125 mol/(L.min);
所以答案是:0.125;②Ⅱ、Ⅰ温度相同,平衡常数相同,平衡常数K(Ⅱ)= = =12,此时浓度商Qc= =12=K,则平衡不移动,
所以答案是:12;不移动; 因为平衡Ⅱ后,加入1molCO、3molCH3OH,此时 ,所以平衡不移动.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和化学平衡状态的判断的相关知识点,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效);状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等才能正确解答此题.
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【题目】下列物质间的反应,其能量变化符合如图所示的是( )
A.铝粉与氧化铁在加热条件下的反应
B.灼热的碳与二氧化碳反应
C.Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D.碳与水高温条件下制取水煤气的反应
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【题目】硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO45H2O)的生产流程示意图:
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100g水)见表.
温度(℃) | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
石膏 | 0.32 | 0.26 | 0.15 | 0.11 | 0.07 |
胆矾 | 32 | 44.6 | 61.8 | 83.8 | 114 |
请回答下列问题:
(1)红棕色滤渣的主要成分是;
(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式;
(3)操作I的操作温度应该控制在℃左右;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为洗涤、干燥;
(5)反应产物中的NO可以循环使用,试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3:
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【题目】欲配制5OOmL2mol/L的盐酸,需要36.5%的浓盐酸(密度约为1.2g·cm-3)的体积为
A. 27.4mL B. 83.3mL C. 120mL D. 无法计算
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【题目】一定条件下,在体积为10L的密闭容器中,1mol X和1mol Y进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),经60s达到平衡,生成0.3mol Z.下列说法正确的是( )
A.0~60 s,以X的浓度变化表示的反应速率为0.001 molL﹣1s﹣1
B.将容器体积变为20 L,Z的平衡浓度变为原来的
C.若增大压强,则物质Y的转化率减小
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的△H>0
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【题目】钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展.
(1)Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一.由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分,因此需要对其进行定量分析.具体步骤如图所示:
①加入过量氨水后发生反应的离子方程式为: .
②操作b为:
③Al(NO3)3待测液中,c(Al3+)=mol/L(用含m、V的代数式表示).
(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2SX)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如图1所示:
物质 | Na | S | Al2O3 |
熔点/℃ | 97.8 | 115 | 2050、 |
沸点/℃ | 892 | 444.6 | 2980 |
①根据表数据,请你判断该电池工作的适宜应控制在(填字母)范围内.
A.100℃以下 B.100~300℃C.300~350℃D.350~2050℃
②放电时,电极A为极,电极B发生反应(填“氧化或还原”)
③充电时,总反应为Na2SX═2Na+xS(3<x<5),则阳极的电极反应式为: .
(3)若把钠硫电池作为电源,电解槽内装有KI及淀粉溶液如图2所示,槽内的中间用阴离子交换膜隔开.通电一段时间后,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅.则右侧发生的电极方程式:;试分析左侧溶液蓝色逐渐变浅的可能原因是: .
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【题目】下列常见物质的俗名与化学式对应正确的是
A.水煤气-CH4B.明矾-KAl(SO4)2·12H2O
C.水玻璃-H2SiO3D.纯碱-NaHCO3
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【题目】镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图.反应中镁和铝的关系说法正确的是( )
A.物质的量之比为3:2
B.质量之比为3:4
C.摩尔质量之比为9:8
D.体积之比为2:3
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