题目内容

【题目】工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:COg+2H2gCH3OHg ΔH

1)能判断反应达到平衡状态的依据是__________(填字母序号)

A2 ν(H2) = ν (CO)

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

DCH3OHCOH2的浓度都不再发生变化

E.容器内COH2CH3OH的浓度之比为1:2:1

FCOH2CH3OH的速率之比为1:2:1

2CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1,该反应H_______0(填)。

3一定温度下,4a mol H22amol CO放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为50%,则:

①该反应的平衡常数为_______________

②若此时再向该容器中投入a mol CO2amol H2amol CH3OH,判断平衡移动的方向是_______________正向移动”“逆向移动不移动);

③在其他条件不变的情况下,将容器体积压缩到原来的,与原平衡相比,下列有关说法正确的是_____________(填字母)。

AH2的浓度减小; B.正反应速率加快,逆反应速率也加快;

C.甲醇的物质的量增加; D.重新平衡时, 增大;

4)上图2表示在温度分别为T1T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,AC两点的反应速率A_________ C(“=”,下同)AC两点的化学平衡常数A_________ C,由状态B到状态A,可采用_____________的方法(升温降温”)

5)如图是一定的温度和压强下反应生成1 mol 过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式__________________H的数值用含字母Q的代数式表示)

【答案】 CD 正向移动 BC = 升温 N2(g) +3H2(g)2NH3(g)H=2(Q2-Q1)kJ/mol

【解析】(1)A. v(H2)=2v(CO)=v(H2)时该反应达到平衡状态所以当2v(H2)=v(CO)

时该反应没有达到平衡状态,故A错误;

B. 反应前后气体总质量不变、容器体积不变,所以混合气体的密度始终不变,不能据此判断平衡状态,故B错误;

C. 反应前后气体的总质量不变但气体的总物质的量减小,其平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故C正确;

D.CH3OHCOH2的浓度都不再发生变化时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D正确;

E. 容器内COH2CH3OH的浓度之比为1:2:1时,该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应初始浓度及转化率有关,故E错误;

F.COH2CH3OH的速率之比为1:2:1时该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,因为没有明确反应方向,所以不能判断平衡状态,故F错误;

故答案选CD

(2)、相同压强下,升高温度平衡向吸热方向移动,根据图知相同压强下升高温度CO转化率降低,说明平衡逆向移动,则正反应是放热反应,△H<0,故答案为:<;

(3)①.在一定温度下若将4amolH22amolCO放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为50%,依据平衡三段式列式计算;

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始量(mol/L) a 2a 0

变化量(mol/L) 50%×a a 0.5a

平衡量(mol/L) 0.5a a 0.5a

则该反应的平衡常数K= =故答案为:

.若此时再向该容器中投入amolCO2amolH2amolCH3OH则各物质的浓度为c(CO) = 0.5amol/L+0.5amol/L = amol/Lc(H2) = mol/L+amol/L=2amol/Lc(CH3OH)=0.5amol/L+0.5amol/L=amol/LQ==<K,平衡正向移动,故答案为:正向移动;

③. 缩小体积压强增大平衡正向移动,

A. 容器体积降为原来的一半,平衡正向移动,氢气的物质的量减少导致氢气浓度减小但大于未减小容器体积时浓度,故A错误;

B. 压强增大,反应物、生成物浓度都增大,所以正逆反应速率都增大,故B正确;

C. 平衡正向移动,则甲醇的物质的量增加,故C正确;

D. 平衡正向移动氢气的物质的量减少甲醇的物质的量增大所以重新平衡时减小,故D错误;故答案选C

(4)压强越大化学反应速率越大,压强A<C,所以反应速率A<C;化学平衡常数只与温度有关AC点温度相同所以化学平衡常数相等;相同压强下温度从T1T2氢气体积分数增大平衡逆向移动正反应是放热反应升温平衡向吸热方向移动说明T1<T2,则由BA采用升温的方法,故答案为:<=升温

5)、由图可知N2H2反应生成1molNH3放出的热量为(Q2Q1)kJ则该反应的热化学反应方程式为N2(g) +3H2(g)2NH3(g) H=2(Q2-Q1)kJ/mol

故答案为:N2(g) +3H2(g)2NH3(g) H=2(Q2-Q1)kJ/mol

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