题目内容

在10 L的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

t/℃
 
700
 
800
 
830
 
1 000
 
1 200
 
K
 
0.6
 
0.9
 
1.0
 
1.7
 
2.6
 
 
请回答:
(1)该反应为           (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)该反应的化学平衡常数表达式为K =                        
(3)能说明该反应达到化学平衡状态的是               (填字母)。
a.υ(CO2)=υ(H2)          b.υ(CO)=υ(H2O)
c.υ(H2)=υ(H2O)          d.υ(H2)=υ(H2
(4)某温度下,将CO2和H2各0.10 mol充入该容器中,达到平衡后,测得 c(CO)="0.0080" mol·L-1,则CO2的转化率为             
(5)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为          ℃。

(1)吸热 (1分)
(2)
(3)d(2分)   
(4)80%(2分)   
(5)830(2分)

解析试题解析:(1)升高温度,K值增大,说明升温平衡正向移动,所以正向为吸热反应。
(2)根据平衡常数的定义可得
(3)当反应达到化学平衡状态时υ,a、b、c均代表同向的反应速率,错误,答案选d。
(4)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)平衡后c(CO) =" 0.0080" mol·L-1,可计算出转化的c(CO2)=" 0.0080" mol·L-1,初始浓度c(CO2)="0.1mol/10L=0.01" mol·L-1,所以CO2的转化率为0.0080 mol·L-1/0.01 mol·L-1×100%=80%。
(5)根据c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)可知K=1.0,所以此时的温度为830℃。
考点:考查化学平衡常数的定义、化学平衡的特征判断、条件对平衡影响的运用、简单计算

练习册系列答案
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能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为_____。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________;
②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。
(3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将1.0 mol CO与2.0 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。

A.c(H2)减小
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加
D.重新平衡时减小
E.平衡常数K增大
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党的十八大报告中首次提出“美丽中国”的宏伟目标。节能减排是中国转型发展的必经之路,工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施,下图是几种工业生产的联合生产工艺:

请回答下列问题:
(1)装置甲为电解池,根据图示转化关系可知:A为____________(填化学式),阴极反应式为____________。
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装置戊进行反应时需要的环境为________(填字母序号)。
A.HCl气体氛围中  B.空气氛围中    C.氩气氛围中  D.水中
(3)装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH<0。
①该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表:

温度/℃
250
350
K
2.041
x
 
符合表中的平衡常数x的数值是________(填字母序号)。
A.0  B.0.012  C.32.081  D.100
②若装置乙为容积固定的密闭容器,不同时间段各物质的浓度如下表:
 
c(CO)
c(H2
c(CH3OH)
0 min
0.8 mol·L1
1.6 mol·L1
0
2 min
0.6 mol·L1
y
0.2 mol·L1
4 min
0.3 mol·L1
0.6 mol·L1
0.5 mol·L1
6 min
0.3 mol·L1
0.6 mol·L1
0.5 mol·L1
 
反应从2 min到4 min之间,H2的平均反应速率为________。反应达到平衡时CO的转化率为________。反应在第2 min时改变了反应条件,改变的条件可能是________(填字母序号)。
A.使用催化剂  B.降低温度
C.增加H2的浓度
(4)装置己可以看作燃料电池,该燃料电池的负极反应式为____________ ________________________________________________。

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