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向2L密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体,一定条件下发生反应,各物质的物质的量随时间变化如图甲所示[t0~15  s阶段n(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段所改变的外界条件均不同。已知t3~t4阶段为使用催化剂。观察下图,回答以下问题:

(1)甲图中从反应至达到平衡状态,生成物C的平均反应速率为____________________。
(2)图乙中t2时引起平衡移动的条件是______,t5时引起平衡移动的条件是_______。(填序号)
A.升高温度                B.增大反应物浓度          C.使用催化剂              D.减少体系压强
(3)图乙中表示平衡混合物中,在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是______。(填序号):      A.15s-t2时段      B.t3-t4时段      C.t4-t5时段          D.t6以后
(4)该反应的化学方程式可以表示为:_______________________________________________________,
正反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。
(5)反应开始时加入的B的物质的量为________________。

(1)  0.004mol·L-1·s-1    (2)B                A        (3)  D
(4)  3A(g)   B(g)+2C(g)             吸热      (5)  0.04mol

解析试题分析:(1)根据甲图可知,反应进行到15s时达到平衡状态,此时C的物质的量增加了0.22mol-0.10mol=0.12mol,则其浓度变化量为0.12mol÷2L=0.06mol/L,所以从反应至达到平衡状态,生成物C的平均反应速率为0.06mol/L÷15s=0.004mol/(L·s)。
(2)根据乙图可知,t2时正反应速率瞬间增大,而逆反应速率逐渐增大,平衡向正反应方向移动,所以改变的条件应该是增大反应物的浓度,答案选B;同样根据乙图可知,t5时正逆反应速率均增大,但正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动。由于四个阶段所改变的外界条件均不同,而t2时改变的条件是增大反应物浓度,t3~t4阶段为使用催化剂,t4-t5阶段正逆反应速率减小相同的倍数,平衡不移动,因此改变的条件只能是降低越强,这说明反应前后体积不变。所以t5时引起平衡移动的条件就只能是升高温度,答案选A。
(3)根据(2)中分析可知,从t2开始平衡是向正反应方向移动的,t3、t4时平衡不移动,t5时平衡又向正反应方向移动,所以在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是t6以后,答案选D。
(4)根据(2)中分析可知,该反应前后体积不变,又因为根据甲图可知,平衡时A、C的物质的量变化量分别为0.18mol、0.12mol,即二者的变化量之比是3:2,其中A是反应物,C是生物,这说明B也一定是生成物,所以该反应的化学方程式可以表示为3A(g)   B(g)+2C(g)。升高温度平衡向正反应方向移动,因此正方应是吸热反应。
(5)平衡时生成C的物质的量是0.12mol,则根据反应方程式3A(g)   B(g)+2C(g)可知,生成B的物质的量是0.06mol。根据甲图可知,平衡时B的物质的量是0.1mol,所以反应开始时加入的B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol。
考点:考查反应速率、反应热的计算、外界条件对平衡状态的影响以及图像识别等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(1)已知热化学方程式:
4Al(s) + 3O2(g) = 2Al2O3 (s)    ΔH1=-3288.6 kJ·mol-1
4Fe(s) + 3O2 (g) =2Fe2O3 (s)       ΔH2=-1631.8 kJ·mol-1
则铝粉与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式为                                。
(2)已知标准状况下44.8L氢气燃烧生成液态水时放出571.6KJ的热量,氢气的燃烧热为        ;又已知1mol液态水变成气态时需要吸收44KJ的热量,则标准状况下22.4L氢气燃烧生成气态水的热化学方程式为                                      。    

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(1)已知下列两个热化学方程式:
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) ΔH="+44.0" kJ·mol-1
则0.5 mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为___________       
(2)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如下图所示),与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量,断裂1molNN键吸收941kJ热量,则1molN4气体转化为2molN2时要放出______________ kJ能量。

(3)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池总反应为:
2H2+O2=2H2O,电解质溶液为稀H2SO4溶液,电池放电时是将_________能转化为___________能。其电极反应式分别为:
负极_________________________,正极_____________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可以连续使用一个月。已知该电池的总反应式为:
2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O
请填空:
(1)放电时:负极的电极反应式为_________________________________________________________。
(2)通入甲醇一端的电极是________极,电池在放电过程中溶液的pH将_______ (填“上升”、“下降”或“不变”)。
(3)若在常温、常压下,1 g CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放出22.68 kJ的热量,表示该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。
(1)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答:

①从反应开始到平衡,氢气的反应速率:v(H2)=                        
②能够说明该反应已达到平衡的是_________。
A.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
B.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗3molH2的同时生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是           
A.加入催化剂                B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离      D.降低温度
④求此温度(T1)下该反应的平衡常数K1                (计算结果保留三位有效数字)。
⑤另在温度(T2)条件下测得平衡常数K2,已知T2>T1,则K2     (填“>”、“=”或“<”)K1
(2)以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池(电池总反应式:2CH3OH+3O2+4OH=2CO32+6H2O),则充入CH3OH的电极为  极,充入O2的电极反应式              
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2
则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H=                   。(用含△H1、△H2的式子表示)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工 农业生产、生活中有着重要作用,

(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:                                                        
(2)若已知下列数据:

化学键
H-H
N≡N
键能/kJ·mol-1
435
943
 
试根据表中及图中数据计算N-H的键能         kJ·mol-1
(3)合成氨反应通常用铁触媒作催化剂。使用铁触媒后E1和E2的变化是:E1               ,E2______,
△H       (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(4)用NH3催化还原NOX还可以消除氮氧化物的污染。例如
4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(g) ;△H1=akJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g);       △H2=bkJ/mol
若1mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热△H3       kJ/mol(用含a、b的式子表示)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(1)已知红磷比白磷稳定,又知:4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2,则ΔH1和ΔH2的关系是△H1    △H2(填“>”、“<”
或“=”)。
(2)已知H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,写出由CO2
和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式                                             
(3)已知一定温度下,下列反应的平衡常数:SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) K1,CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g) K2。则相同温度下反应SO2(g)+CO2(g) SO3(g)+CO(g)的平衡常数为          
(用K1、K2表示)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

二甲醚是—种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为_______________________________________。
(2)煤的气化过程中产生的有害气体用溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的
化学方程式为__________________________________________________________。
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);△H=-90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H=-41.3kJ·mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=             
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
________________(填字母代号)。
a.高温b.加入催化剂c.减少CO2的浓度d.增加CO的浓度e.分离出二甲醚
(4)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。
此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol?L)
0.44
0.6
0.6
①比时正、逆反应速率的大小:_______(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经l0min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=__________;该时
间内反应速率v(CH3OH)=__________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

I.下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。

(1)图中属于烷烃的是        (填编号);属于烯烃的是          (填编号);
(2)上图中与B互为同分异构体但不属于同种类的物质的是:       。(填编号)
II.课本“交流?研讨”栏目有这样一组数据:破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量;破坏1/2mol氧气中的化学键需要吸收249kJ的能量;形成水分子中1 mol  H—O键能够释放463kJ能量。
下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化,请将图中①、②、③的能量变化的数值,填在下边的横线上。

           kJ;②         kJ;③          kJ。

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