题目内容

I．煤化工中常需研究不同溫度下平衡常数、投料比等问题。
已知：CO (g) +H2O（g)H2(g) +CO2(g)平衡常数K随温度的变化如下表：

回答下列问题
(1)该反应的平衡常数表达式K=______，ΔH=______0(填“<”、“>”、“=”）
(2)已知在一定温度下，CCs) +CO2(g)2C0 Cg)平衡常数K1；
C (s) +H2O(g)CO Cg) +H2(g)平衡常数K2
则K、K1 、K2,之间的关系是______:
(3)8000C时，向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气，经一段时 间后反应达到平衡，此时CO的转化率为：若保持其他条件不变，向平衡体系中 再通入0.10molCO和0.40molCO2，此时v正______v逆 (填“>”、“=”或“<”）。
II.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。
(4) 向酸性KmnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液，当溶液中的KmnO4耗尽后，紫色溶液将褪去。为确保能观察到紫色褪去，H2C2O4与KmnO4初始的物质的量需要满足的关 系为n(H2C2O4): n(KMnO4) ______。
(5) 为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了如下实验方案

表中x= ______ml ，理由是______。
(6)   已知50°C时，浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线如图示，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图 中画出25°C时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图。

（1）        <
（2）K=
（3）80%     =
（4）≥2.5 
（5）2.0 保证其他条件不变，只改变反应物H2C2O4浓度，从而才打到对照试验目的。
（6）如下图

试题分析：
（1）反应物、生成物都是气体，K=。由表格中数据可知随着温度升高，K减小，说明正反应是放热反应。
（2）C(s) +H2O(g)CO (g) +H2(g)可由另两个反应相加得到，所以K1=K×K2。
（3）设转化的CO物质的量为x，由K===1得x=0.32，所以CO转化率为0.8。若再充入0.1molCO、0.4molCO2，此时Q==1，平衡不移动，正、逆反应速率相等。
（4）草酸被高锰酸钾氧化生成二氧化碳、高锰酸钾被还原生成Mn2+，由得失电子相等得二者恰好完全反应时草酸与高锰酸钾物质的量比为5：2，为确保观察到紫色褪去，草酸与高锰酸钾物质的量比应不小于2.5。
（5）探究反应物浓度对化学反应速率的影响，保证其它条件不变，只改变草酸的浓度，由高锰酸钾浓度不变可知两组溶液体积均为13mL，所以x=2。
（6）温度越低，反应速率越慢，草酸浓度变化小。
练习册系列答案
相关题目
如图是可逆反应X2+3Y22Z2在反应过程中的反应速率V与时间（t）的关系曲线，下
列叙述正确的是
A．t1时，只有正方向反应
B．t2时，反应到达限度
C．t2－t3，反应不再发生
D．t2－t3，X2、Y2、Z2的物质的量浓度之比为1∶3∶2
化学学科中的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种，且均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：
（1）常温下，取 pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL, 向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是       ( 填“A”或“B”)。 设盐酸中加入的Zn质量为m1，醋酸溶液中加入的Zn质量为 m2。 则 m1       m2 ( 选填“<”、“=”、“>”)


（2）在体积为3L的密闭容器中，CO与H2在一定条件下反应生成甲醇：CO ( g) + 2H2( g) → CH3OH(g) 。反应达到平衡时，平衡常数表达式K=                  ，升高温度，K值           (填“增大”、“减小”或“不变”)。在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=                    
（3）常温下，某纯碱溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。说明该溶液呈     性。在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH 所致；乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所致。请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)                                                              。
一定温度下，在一固定体积的容器中，通人一定量的CO和H2O，发生如下反应：CO(g)十H2O(g)CO2(g)十H2 (g) △H<0。在850℃时，CO和H2O浓度变化如下左图；若在t1℃时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如右表。下列说法正确的是：
A．850℃时，按左图所示0～4min用CO2表示的平均反应速率v(CO2)＝0.02mol·L－1·min－1
B．t1℃高于850℃
C．t1℃时，反应在4min～5min间，平衡向逆反应方向移动，若其它条件不变，可能的原因是增大压强
D．若t2℃时，各物质的平衡浓度符合c（CO2）·c（H2）＝2 [c（CO）·c（H2O）]，则t2℃高于850℃
工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：

O2

 

（1）己知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：______________________________________________；当温度升高时，该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。已知：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H= a  kJ·mol－1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)   △H= b  kJ·mol－1
H2O(1)=H2O(g)         △H= c   kJ·mol－1
则反应2NO2(g)+4H2(g)=N2(g)+4H2O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)
（3）①合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3，该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)
A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B．3v正(N2)=v逆(H2)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的相对分子质量保持不变
E．1mol N≡N键断裂，同时1mol H—H键断裂
②若在恒温条件下，将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中，5min反应达平衡，n(N2)=1mol，n(H2)=1mol，n(NH3)=2mol，则反应速率v(N2)=________________，H2的平衡转化率=_________________；若保持容器的温度不变，在10min时将容器的容积压缩为lL，请在答题卡坐标图中，画出从反应开始至15min时c(NH3)随时间变化曲线示意图。
在一固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO（g）+O（g）2SO（g），已知反应进行到10秒时，SO、O、SO的物质的量分别为0.2 mol、0.1 mol、0.2 mol，则下列说法正确的是
A．10秒时，用O表示该反应的平均反应速率为0.01 mol/（L·s）
B．当反应达平衡时，SO的物质的量可能为0.4 mol
C．当SO和O的生成速率之比为2：1时，达到该反应限度
D．向容器内充人SO，可以提高反应速率
二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)               △H1 = -90.1kJ?mol-1
（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)     △H2 = -49.0kJ?mol-1
水煤气变换反应：
（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g)      △H3 = -41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反应：
（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g)        △H4 = -24.5kJ?mol-1
回答下列问题：
（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是                                                     （以化学方程式表示）。
（2）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响                          。
（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为           。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响                      。
（4）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是      。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93kW?h?kg-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为             ，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生     个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E =                                                             （列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW?h = 3.6×106J）。
甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3 + H2O  HCOOH + CH3OH – Q（Q>0）
某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如左下表。甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如右下图：
组分
物质的量/mol
HCOOCH3
1.00
H2O
1.99
HCOOH
0.01
CH3OH
0.52

上述反应的平衡常数表达式为K=_______________________。
计算15~20min范围内：甲酸甲酯的减少量为          mol，甲酸甲酯的平均反应速率为       mol/min；80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为___________ mol/min。
依据以上数据，推断该反应在10min后反应速率迅速加快的原因：         。
其他条件不变，提高温度为T2，在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
(共12分)
（1）在某容积不变的密闭容器中，有可逆反应：mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（S）△H＜0如图某反应过程中各物质物质的量n（mol）随时间t的变化曲线图。

①该反应的平衡常数表达式为（各物质浓度的指数用数值表示）：   。
②若充入A，K值   （填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小、不变）；正反应速率____（填增大、减小、不变）。
③若体积为10升的密闭容器中，500℃、有催化剂存在的条件下，根据图示回答下列问题：在0～15min内的平均反应速率：v（B）=             
（2）对于某可逆反应：A（g）+B（g）2C（g） △H＜0。若该反应的正反应速率与时间的关系如图所示。在其它条件不变的情况下，请填空：

①写出t2时改变的条件可能是：       （用文字表达）；
②t4时改交的条件可能是    （用编号表示，多选扣分）
A．增大压强          B．减小压强
C．使用催化剂         D．升高温度
E．增大A的浓度

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