I类: 在恒温恒容下.对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应.只改变起始加入物质的物质的量.如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同.则两平衡等效. 例1:在一定温度下.把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中.发生如下反应..当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态.现在该容器中维持温度不变.令a.b.c分别代表初始时加入的的物质的量(mol).如果a.b.c取不同的数值.它们必须满足一定的相互关系.才能保证达到平衡状态时.反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同.请填空: (1)若a=0.b=0.则c= . (2)若a=0.5.则b= .c= . (3)a.b.c的取值必须满足的一般条件是 . .(请用两个方程式表示.其中一个只含a和c.另一个只含b和c) 解析:通过化学方程式:可以看出.这是一个化学反应前后气体分子数不等的可逆反应.在定温.定容下建立的同一化学平衡状态.起始时.无论怎样改变的物质的量.使化学反应从正反应开始.还是从逆反应开始.或者从正.逆反应同时开始.它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的.即它们之间存在等效平衡关系.我们常采用“等价转换 的方法.分析和解决等效平衡问题. (1)若a=0.b=0.这说明反应是从逆反应开始.通过化学方程式可以看出.反应从2 mol SO3开始.通过反应的化学计量数之比换算成和的物质的量.恰好跟反应从2 mol SO2和1 mol O2的混合物开始是等效的.故c=2. (2)由于a=0.5<2.这表示反应从正.逆反应同时开始.通过化学方程式可以看出.要使0.5 mol SO2反应需要同时加入0.25 mol O2才能进行.通过反应的化学计量数之比换算成SO3的物质的量与0.5 mol SO3是等效的.这时若再加入1.5 mol SO3就与起始时加入2 mol SO3是等效的.通过等价转换可知也与起始时加入2 mol SO2和1 mol O2是等效的.故b=0.25.c=1.5. (3)题中要求2 mol SO2和1 mol O2要与a mol SO2.b mol O2和c mol SO3建立等效平衡.由化学方程式可知.c mol SO3等价转换后与c mol SO2和等效.即是说.和与a mol SO2.b mol O2和c mol SO3等效.那么也就是与2 mol SO2和1 mol O2等效.故有. II类: 在恒温恒容下.对于反应前后气体体积不变的可逆反应.只要反应物的物质的量之比与原平衡相同.则两平衡等效. 例2:在一个固定容积的密闭容器中.保持一定的温度进行以下反应: 已知加入1 mol H2和2 mol Br2时.达到平衡后生成a mol HBr.在相同条件下.且保持平衡时各组分的体积分数不变.对下列编号①-③的状态.填写下表中的空白. 解析:在定温.定容下.建立起化学平衡状态.从化学方程式可以看出.这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应.根据“等价转换 法.通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同.则达到平衡后与原平衡等效. ①因为标准项中n:n=1:2:a.将n=2 mol.n=4 mol.代入上式得n=2a. ②参照标准项可知.n=0.5a mol.需要n=0.5 mol.n=1 mol.n=0 mol.而现在的起始状态.已有1 mol HBr.通过等价转换以后.就相当于起始时有0.5 mol H2和0.5 mol Br2的混合物.为使n=1:2.则需要再加入0.5 mol Br2就可以达到了.故起始时H2和Br2的物质的量应为0 mol和0.5 mol. ③设起始时HBr的物质的量为x mol.转换成H2和Br2后.则H2和Br2的总量分别为mol.根据.解得.设平衡时HBr的物质的量为y mol.则有.解得. III类: 在恒温恒压下.改变起始时加入物质的物质的量.只要按化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同.达到平衡状态后与原平衡等效. 例3:如图所示.在一定温度下.把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中.活塞的一端与大气相通.容器中发生以下反应:.若反应达到平衡后.测得混合气体的体积为7体积.据此回答下列问题: (1)保持上述反应温度不变.设a.b.c分别代表初始加入的N2.H2和NH3的体积.如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同.那么: ①若a=1.c=2.则b= .在此情况下.反应起始时将向 反应方向进行. ②若需规定起始时反应向逆反应方向进行.则c的取值范围是 . (2)在上述装置中.若需控制平衡后混合气体为6.5体积.则可采取的措施是 .原因是 . 解析:(1) ①化学反应:在定温.定压下进行.要使平衡状态与原平衡状态等效.只要起始时就可以达到.已知起始时各物质的体积分别为1体积N2.b体积H2和2体积.根据“等价转换 法.将2体积通过反应的化学计量数之比换算成和的体积.则相当于起始时有体积.它们的比值为.解得b=3. 因反应前混合气体为8体积.反应后混合气体为7体积.体积差为1体积.由差量法可解出平衡时为1体积,而在起始时.的体积为c=2体积.比平衡状态时大.为达到同一平衡状态.的体积必须减小.所以平衡逆向移动. ②若需让反应逆向进行.由上述①所求出的平衡时的体积为1可知.的体积必须大于1.最大值则为2体积和6体积完全反应时产生的的体积.即为4体积.则. (2)由6.5<7可知.上述平衡应向体积缩小的方向移动.亦即向放热方向移动.所以采取降温措施. 例4:(一)恒温.恒压下.在一个容积可变的容器中发生如下反应: (1)若开始时放入1 mol A和1 mol B.达到平衡后.生成a mol C.这时A的物质的量为 mol. (2)若开始时放入3 mol A和3 mol B.达到平衡后.生成C的物质的量为 mol. (3)若开始时放入x mol A.2 mol B和1 mol C.达到平衡后.A和C的物质的量分别为y mol和3a mol.则x= .y= .平衡时.B的物质的量 . 等于2 mol 可能大于.等于或小于2 mol 的平衡混合物中再加入3 mol C.待再次达到平衡后.C的物质的量分数是 . 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

研究人员通过对北京地区PM2.5的化学组成研究发现,汽车尾气和燃煤污染分别 占4%、l8%
I.(1)用于净化汽车尾气的反应为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反应速率极慢。下列说法正确的是:       

A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
C.增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
(2)还可以用活性炭还原法处理氮氧化物,反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)   H=akJ·mol-1,向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
              浓度/mol·L-1
时间/min 
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.050
0.025
0.025
30
0.050
0.025
0.025
40
0.036
0.032
0.010
50
0.036
0.032
0.010
 
①T1℃时,该反应的平衡常数K=          (保留两位小数)。
⑦前10min内用v(NO)表示的化学反应速率为      ,30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是             。
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:l,则该反应的a       0(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ.CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题。
(1)工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2。已知相关反应过程的能量变化如图所示

则用SO2除去CO的热化学方程式为                      
(2)高温时,也可以用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此反应的化学方程式是            。
②由Mg可制成“镁一次氯酸盐”电池,其装置示意图如图,则镁电极发生的电极反应式为                 ,该电池总反应的离子方程式为                  

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能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景.因此甲醇被称为21世纪的新型燃料.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
①下列条件中,能说明反应A达到平衡状态的是______.
A.生成甲醇的速率与生成水的速率相等    B.v(H2)/3=v(CH3OH)
C.恒容容器中,体系的压强不再改变      D.恒容容器中,混合气体密度不再发生改变
②在一定的压强下,将CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,则
△H2______0,△S______0(填“>”、“=”或“<”).
③对于反应B,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______.
A.升高温度                        B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大        D.按原比例再充入CO和H.
④某温度下,将2mol CO和6mol H2,充人2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为______,则该温度下该反应的平衡常数为______.
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(I)十3O2(g)=CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2 (g)═2CO2 (g)△H=-566.0kJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ.mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式______.

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能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景.因此甲醇被称为21世纪的新型燃料.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
①下列条件中,能说明反应A达到平衡状态的是   
A.生成甲醇的速率与生成水的速率相等    B.v(H2)/3=v(CH3OH)
C.恒容容器中,体系的压强不再改变      D.恒容容器中,混合气体密度不再发生改变
②在一定的压强下,将CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,则
△H2    0,△S    0(填“>”、“=”或“<”).
③对于反应B,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是   
A.升高温度                        B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大        D.按原比例再充入CO和H.
④某温度下,将2mol CO和6mol H2,充人2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为    ,则该温度下该反应的平衡常数为   
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(I)十3O2(g)=CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2 (g)═2CO2 (g)△H=-566.0kJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ.mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式   

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(15分)能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。

(1)已知在常温常压下:

     ①2CH3OH(I)十3O2(g)      2CO2(g)+4H2O(g)  △H= _1275.6kJ·mol—1

      ②H2O(I)=== H2O(g)      △H=+ 44.0 kJ.mol-1

    写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                              (2分).

(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:

反应A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1

反应B:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   △H2

取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如下图所示,

则上述CO2转化为甲醇的反应的

△H1________0(填“>”、“<”或“=”)。(2分)

②对于反应A,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是       (2分)。

A.升高温度                             B.增加CO2的量

C.充入He,使体系总压强增大            D.按原比例再充入CO2和H2      

③某温度下,将4mol CO和12mol H2,充人2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO) =0.5 mol·L—1,,则该温度下该反应的平衡常数为            (2分)。

④.某种甲醇—空气燃料电池是采用铂作为电极,稀硫酸作电解质溶液。其工作时负极的电极反应式可表示为______________________                     (2分)

(3)对燃煤烟气中的SO2、NO2设物质的量之比为1∶1,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。,则该反应的化学方程式为________ 。(3分)

(4)在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则

溶液中c(Na+)+c(H+)_____ c(NO3-)+c(OH-)(填写“>”“=”或“<”)(2分)

 

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大量排放CO2会加重温室效应,影响地球大气环境.为减少CO2对环境的影响,世界各国在限制其排放量的同时加强了对CO2创新利用的研究,如致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质,如甲醇、CH4、汽油 等.
I.目前,用超临界CO2(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作致冷剂已经成为一种趋势,这一做法的积极意义在于
 

II.有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经过化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.“绿色自由”构想技术流程如下:
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(1)吸收池中反应的化学方程式为:
 

(2)在合成塔中,若有4.4kgCO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式
 

(3)控制不同的反应条件,CO2和H2反应还可以得到其它有机物.如将CO2和H2以1:4的体积比混合,在适当条件下反应,可获得重要能源CH4:CO2+4H2=CH4+2H2O;如将CO2和H2以1:3的体积比混合,还可生成某种重要的化工原料和水,该化工原料可能是
 

A.烷烃        B.烯烃         C.炔烃          D.芳香烃
(4)已知在443~473K时,用钴(Co)作催化剂可使CO2和H2生成C5~C8的烷烃,这是人工合成汽油的方法之一.要达到汽油的要求,CO2和H2体积比的取值范围应是
 

Ⅲ.若在一密闭恒容容器中充入CO2和H2的物质的量分别为1mol和3mol,发生反应得到CH3OH(g)和H2O(g).测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
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(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
 
mol/(L?min).
(2)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
 

A.升高温度                    B.充入He(g),使体系压强增大 
C.将H2O(g)从体系中分离       D.再充入1mol CO2和3mol H2

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