题目内容
【题目】若将等物质的量的 CO 和 H2 混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是
A. 容器内气体密度保持不变B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. 生成 CH3OH 的速率与生成 H2 的速率相等D. CO 的体积分数保持不变
【答案】BD
【解析】
在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。据此判断。
A. 密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,则容器内气体密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B. 混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不变能说明反应达到平衡状态,B正确;
C. 生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等,但不满足系数之比,反应没有达到平衡状态,C错误;
D. CO的体积分数保持不变说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,D正确;
答案选BD。
【题目】化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
(1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为___________________________。
(2)已知反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ·mol-1。测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
温度(℃) | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
①该反应的化学平衡常数K的表达式为____________,a________0(填“>”、“<”或“=”)。在500 ℃ 2 L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5 min后达到平衡时CO2的转化率为________,生成CO的平均速率v(CO)为_______________。
②700 ℃反应达到平衡后,要使反应速率增大且平衡向右移动, 可采取的措施有 ___________。
(3)利用CO与H2可直接合成甲醇,下图是由“甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图,写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式_____________________,利用该电池电解1L 0.5mol/L的CuSO4溶液,当消耗560mLO2(标准状况下)时,电解后溶液的pH=_________(溶液电解前后体积的变化忽略不计)。
【题目】写出或完成下列热化学方程式。
(1)0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时,放出445kJ 的热量。写出CH4燃烧的热化学方程式_____。
(2)通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。
化学键 | C-H | C-F | H-F | F-F |
键能kJ/mol | 414 | 489 | 565 | 155 |
根据键能数据估算下列反应:CH4(g) + 4F2(g)=CF4(g) + 4HF(g)的反应热△H为_____。
(3)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出:“定压或定容条件下的任意化学反应,在不做其它功时,不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3
请写出CO还原FeO的热化学方程式:_____。
(4)在恒温(500K)、体积为1.0L 的密闭容器中通入1.0 mol N2和1.0 mol H2发生合成氨反应N2 + 3H22NH3,20 min 后达到平衡,测得反应放出的热量为18.4 kJ,混合气体的物质的量为1.6 mol,该反应的热化学方程式为_____。