题目内容

【题目】煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为:

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH= +131.3kJ/molΔS= +133.7J/(K·mol)

该反应能否自发进行与________________有关。

一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母,下同)

a.容器中的压强不变

b1mol H-H键断裂的同时断裂2mol H-O

cv(CO)v(H2O)

dc(CO)=c(H2)

(2)将不同量的CO(g)H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组

温度/

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

2

4

1.6

2.4

5

2

900

1

2

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

实验1中以v(CO2)表示的反应速率为__________

该反应的逆反应为________(”)热反应。

若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则ab应满足的关系是____________________(用含ab的数学式表示)

(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ/mol)的变化。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO23mol H2,下列措施中能使 c(CH3OH)增大的是___

a.升高温度 b.充入He(g),使体系压强增大

c.将H2O(g)从体系中分离出来   d.再充入1mol CO23mol H2

【答案】温度 bc 0.16mol/(L·min) b=2aa>1(或使用合适的催化剂) cd

【解析】

(1)①利用判据:△H-TS0,得:与温度有关

a、容积可变的密闭容器,则无论是否达平衡,压强不变,故a错误;

b1mol H-H键断裂,表示v(H2),断裂2mol H-O键,表示v(H2O),且两者相等,可以说明反应达到平衡,故b正确;

cv(CO)=v(H2O),可以说明反应达到平衡,c正确;

d、由于该反应涉及工业生产,根据方程式的化学计量系数可知:无论是否达平衡,c(CO)=c(H2),故d错误;

故选bc

2)① CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)

系数 1 1 1 1

C0 2 1 0 0

C 0.8 0.8 0.8 0.8

C(平衡)1.2 0.2 0.8 0.8

实验1中以v(CO2)= ==0.16mol/(L·min)

并计算,得:K(650) ==2.67

CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)

系数 1 1 1 1

C0 1 0.5 0 0

C 0.2 0.2 0.2 0.2

C(平衡)0.8 0.3 0.2 0.2

同理:计算,得K(900) ==0.17,说明升温,K值减小,平衡左移,则逆向为吸热的;

③等温、等容下的等效平衡(且压强不影响该平衡移动),即:a:b=1:2t<3 min,即增大反应速率,所以a>1(或使用合适的催化剂)

3)能使 c(CH3OH)增大,即平衡右移:

a、由图像知:正向为放热的,而升温,平衡左移,故a错误;

b、充入He(g),压强增大,该反应是气体体积不变的反应,平衡不移动,故b错误;

c、将H2O(g)从体系中分离出来,平衡右移,故c正确;

d、再充入1mol CO23mol H2,增大反应物浓度,平衡右移,故d正确;

故选cd

练习册系列答案
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1)写出下列仪器的名称:a__ b__ c__

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3)若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物,还缺少的仪器是__,将仪器补充完整后进行实验,温度计水银球的位置在__处。冷凝水由__(fg)口通入,__口流出。

4)现需配制0.1mol/LNaOH溶液500mL,装置II是某同学转移溶液的示意图。

①图中的错误是__。除了图中给出的的仪器和托盘天平外,为完成实验还需要的仪器有:___

②根据计算得知,所需NaOH的质量为__g

③配制时,正确操作顺序是(字母表示,每个字母只用一次)__

A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶

B.准确称取计算量的氢氧化钠固体于烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解

C.将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中

D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀

E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切

F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1~2cm

④用偏大”“偏小无影响填空

A.配制NaOH溶液,需称量一定质量的溶质,称量时使用了游码,但物码放置颠倒__

B.配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容__

C.定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线__

D.定容时仰视刻度线__

E.容量瓶中原有少量蒸馏水__

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依据实验过程回答下列问题:

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(4)C中反应生成沉淀的离子方程式是_______________

(5)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是________(填标号)

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b.滴加盐酸不宜过快

c.A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

d.B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

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AAC两点的反应速率:AC

BBC两点的气体的平均相对分子质量:BC

CAC两点气体的颜色:A深,C

D.由状态B到状态A,可以用加热的方法

3)在100℃时,将0.400molNO2气体充入2 L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:

时间(s

0

20

40

60

80

n(NO2)/mol

0.40

n1

0.26

n3

n4

n(N2O4)/mol

0.00

0.05

n2

0.08

0.08

①在上述条件下,从反应开始直至20 s时,二氧化氮的平均反应速率为_____mol·(L·s)-1

n3____n4(填“>”“<”“=”),该反应的平衡常数K的值为_____________,升高温度后,反应2NO2N2O4的平衡常数K_______(填增大减小不变)。

③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体,要达到上述同样的平衡状态,N2O4的起始浓度是_____________mol·L1

④计算③中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为____________。(结果保留小数点后一位)

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