题目内容
一定温度下某容积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,发生如下反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质A的转化率为α。请回答下列问题:
(1)Q1________Q(填“<”、“>”或“=”),理由是__________________________。
(2)A的转化率α=________(用含Q、Q1的代数式表示);平衡后,若加入少量物质D,A的转化率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)反应达到平衡后,若升高温度,K________(填“增大”、“减小”或“不变”),混合气体的平均相对分子质量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质如下列四个选项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是(稀有气体不参与反应)________(填字母)。
A.2 mol A、1 mol B、1 mol Ar
B.3 mol C、1 mol D
C.1 mol A、0.5 mol B、1.5 mol C、0.5 mol D
D.2 mol A、1 mol B、1 mol D
(1)< 该反应是可逆反应,2 mol A和1 mol B不可能完全反应
(2)×100% 不变
(3)减小 增大
(4)AD
解析
已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-130.9 kJ·mol-1
(1)现将0.8 mol CO2和2.4 mol H2充入容积为20 L的密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是__________(填字母序号)。
A.该反应在低温下能自发进行 |
B.当容器内CO2气体体积分数恒定时,该反应已达平衡状态 |
C.若其他条件不变,实验测得平衡常数:K(T1)>K(T2),则T1<T2 |
D.现有该反应的X、Y两种催化剂,X能使正反应速率加快约5×105倍、Y能使逆反应速率加快约8×106倍(其他条件相同),故在生产中应该选择X为催化剂更合适 |
①若反应延续至70 s。请在图1中用实线画出25 s至70 s的反应进程曲线。
②某化学兴趣小组采用实验对比法分析改变实验条件对该反应进程的影响,每次只改变一个条件,并采集反应进程中CO2的浓度变化,在原有反应进程图像上绘制对应的曲线。实验数据如下表:
实验 编号 | CO2起始 浓度/mol·L-1 | 反应温 度/℃ | 反应压 强/kPa | 是否加入 催化剂 |
A | 0.030 | 150 | 101 | 否 |
B | 0.040 | 150 | 101 | 否 |
C | 0.040 | 250 | 101 | 是 |
但是该小组负责绘制图线的学生未将曲线(虚线)绘制完整(见图2),也忘记了注明每条曲线所对应改变的条件,请把每个实验编号与图2中对应曲线的字母进行连线。
实验编号 图2中字母
A a
B b
C c
有A、B、C、D四个反应:
反应 | A | B | C | D |
ΔH/(kJ·mol-1) | 10.5 | 1.80 | -126 | -11.7 |
ΔS/(J·mol-1·K-1) | 30.0 | -113.0 | 84.0 | -105.0 |
则在任何温度下都能自发进行的反应是 ;任何温度下都不能自发进行的反应是 ;另两个反应中,在温度高于 ℃时可自发进行的反应是 ;在温度低于 ℃时可自发进行的反应是 。
在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
物质 时间 | X | Y | Z | Q |
起始/mol | 0.7 | | 1 | |
2 min末/mol | 0.8 | 2.7 | 0.8 | 2.7 |
3 min末/mol | | | 0.8 | |
已知2 min内v(Q)="0.075" mol·L-1·min-1,,
(1)试确定以下物质的相关量:
起始时n(Y)= ,n(Q)= 。
(2)方程式中m= ,n= ,p= ,q= 。
(3)用Z表示2 min内的反应速率 。
甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤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.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 | T(°C) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
ⅰ | 150 | ½ | 0.1 |
ⅱ | ________ | ________ | 5 |
ⅲ | 350 | ________ | 5 |
氨基甲酸铵常用于生产医药试剂、发酵促进剂、电子元件等,是一种可贵的氨化剂。某学习小组研究在实验室中制备氨基甲酸铵的化学原理。
(1)将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)
将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃) | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡总压强(kPa) | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡气体总浓度 (10-3mol/L) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
①上述反应的的焓变:?H 0,熵变?S 0(填“>”、“<”或“=”)
根据表中数据,计算出25.0℃时2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)的化学平衡常数K= 。
③若从已达平衡状态的上述容器中分离出少量的氨基甲酸铵晶体,反应物的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)氨基甲酸铵极易水解:NH2COONH4+2H2O NH4HCO3+NH3·H2O。该学习小组为亲身体验其水解反应,分别取两份制得的样品,将其溶于水中并配制成不同浓度的氨基甲酸铵溶液,绘制出c(NH2COO—)随时间(t)变化的曲线如图所示,若A、B分别为不同温度时测定的曲线,则 (填“A”或“B”)曲线所对应的实验温度高,判断的依据是 。