T(K) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.36 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
分析 (1)根据v=$\frac{△c}{△t}$计算;根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算;
(2)要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动;
(3)t5时刻正逆反应速率都增大,且平衡正向进行,依据选项分析说明改变的条件可能是升高温度或增大压强;
(4)反应达到平衡后,若向反应体系再加入CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)各1mol,Qc中分母变化大,所以Qc<K,平衡正向移动;
(5)a.CO的物质的量不再发生变化,说明达平衡状态;
b.混合气体的密度一直不发生变化,不一 定是平衡状态;
c.v正(CO2)=$\frac{1}{2}$v正(H2)=2v逆(H2),所以不是平衡状态;
d.混合气体压强不再发生变化,说明物质的量不变,达平衡状态;
e.单位时间内生成n mol CH4的同时消耗2nmolH2都反映的量逆向,未体现正与逆的关系;
(6)增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
(7)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时通入物质的量均为0.1mol的CH4与CO2,相当在原来的基础上增大压强,平衡逆向移动;
(8)已知①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H1,②Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)△H2,据盖斯定律,①-②得:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=△H1-△H2;所以K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$;K1随温度的升高而增大,K2随温度升高而减小,则K随温度升高而增大,说明正反应吸热.
解答 解:(1)利用三段式解题法计算
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
开始(mol/L):1 3 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 0.75 0.75 0.75
前3min内,氢气的平均反应速率v(H2)=$\frac{3×0.5mol/L}{3min}$=0.5 mol•L-1•min-1,
平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,则k=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=5.33,
故答案为:0.5;5.33 L2•mol-2;
(2)要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动,
A.因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误;
B.充入惰性气体使体系压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故B错误;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方法移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确;
D.再充入1mol H2,平衡向正反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确.
故答案为:CD;
(3)t5~t6阶段平衡正向进行,改变的是温度,升温平衡逆向进行如果增大压强,平衡正向移动,故选D;
(4)反应达到平衡后,若向反应体系再加入CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)各1mol,Qc中分母变化大,所以Qc<K,平衡正向移动,故答案为:正向;
(5)a.CO的物质的量不再发生变化,说明达平衡状态,故正确;
b.混合气体的密度一直不发生变化,不一 定是平衡状态,故错误;
c.v正(CO2)=$\frac{1}{2}$v正(H2)=2v逆(H2),所以不是平衡状态,故错误;
d.混合气体压强不再发生变化,说明物质的量不变,达平衡状态,故正确;
e.单位时间内生成n mol CH4的同时消耗2nmolH2都反映的量逆向,未体现正与逆的关系,故错误;故选:ad;
(6)压强增大,平衡向逆反应方向移动,甲烷的转化率变小,故P4>P3>P2>P1,故答案为:P4>P3>P2>P1;
(7)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时通入物质的量均为0.1mol的CH4与CO2,相当在原来的基础上增大压强,平衡逆向移动,放出的热量应减小,故答案为:<;
(8)已知①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H1,②Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)△H2,据盖斯定律,①-②得:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=△H1-△H2;所以K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$;K1随温度的升高而增大,K2随温度升高而减小,则K随温度升高而增大,说明正反应吸热,故答案为:吸.
点评 本题考查了平衡受温度、压强的影响而移动的问题和平衡状态的判断,注意看准图象是解题的关键,难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 过滤得到的沉淀可能是FeS | |
B. | 与a极相连的电极反应式为Fe2+-e-═Fe3+ | |
C. | 可以用Fe与外接电源的a极相连 | |
D. | 若有0.1mol电子发生转移,则一定能得到1.12LH2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | Na、Mg、Cu、Ag | B. | K、Al、Zn、Fe | C. | Na、Zn、Fe、Cu | D. | Cu、Ag、Fe、Na |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 | |
B. | 镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 | |
C. | N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2)和氢气的平衡转化率均增大 | |
D. | 纯碱溶于热水中去污效果增强,说明纯碱的水解是放热反应 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | x+y<z | B. | 平衡向正反应方向移动 | ||
C. | B的转化率降低 | D. | C的产率不变 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 密闭、低温是存放氨水的必要条件 | |
B. | 实验室常用排饱和食盐水法收集氯气 | |
C. | 硫酸工业生产中,使用过量空气以提高SO2的利用率 | |
D. | 合成氨反应采用催化剂以提高氨气的生产效率 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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