题目内容

一定条件下，在体积为5 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图1所示。已知达平衡后，降低温度，A的体积百分含量将减小。

(1)根据上图数据，写出反应的化学方程式             ；
从反应开始到平衡时的平均速率v(C)=               。
(2)该反应的ΔH          0(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)此反应平衡常数的表达式为K=          。
(4)该反应的反应速率v和时间t的关系如图2所示：

①根据上图判断，在t3时刻改变的外界条件是           。
②A的转化率最大的一段时间是          。
③各阶段的平衡常数如表所示：

K1、K2、K3之间的关系为：            (用“>”、“<”或“=”连接)。

(1)A＋2B2C  0.04 mol·L－1·min－1
(2)＜  (3)   (4)①升高温度 ②t2～t3 ③K1>K2=K3

解析

练习册系列答案
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在200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)??2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大而________最小(为零)(填“v正”或“v逆”)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v正________，而v逆________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。

高炉炼铁中发生的基本反应之一为:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH＞0，已知1 373 K时K=0.263。
(1)该反应的平衡常数表达式为               。
(2)温度升高，化学平衡移动后，平衡常数K值       (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)1 373 K时测得高炉中c(CO2)="0.025" mol/L，c(CO)="0.1" mol/L，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态     (填“是”或“否”)。此时，化学反应速率v(正)    v(逆)(填“大于”、“等于”或“小于”)，其原因是      。

导致空气污染的主要原因来自于化石燃料燃烧、硫酸工业和汽车尾气的排放；致使大量二氧化硫和氮氧化物排入大气中。利用化学反应原理研究治理环境污染的方法是当前环保工作的重要研究内容之一。
（1）反应是硫酸工业中的重要反应；提高SO2的平衡转化率有利于减少尾气排放：已知该反应是放热反应；当该反应处于平衡状态时，为了提高SO2的转化率：下列可采用的措施是
A．加入V2O5作催化剂   B．通入过量空气   C．高温   D．增大压强
（2）一定条件下，向2L密闭容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和0.2SO3(g),2min后反应达到平衡时,测得SO2的转化率为50%，则该可逆反应的平衡常数K=_________；用O2的浓度变化表示从O-2min内该反应的平均速率v=_________；恒温下，若向容器中再加入2molSO2(g)，则重新达到平衡时SO2的总转化率____________50%(填“>”、“<”、“=”)
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是
A．          B．容器内压强保持不变．
C．   D．容器内物质的密度保持不变．
（4）在催化剂作用下用CH4将氮氧化物还原为N2可以消除氮氧化物带来的污染， 请写出CH4与NO反应的化学方程式：_________；温度为T1时在密闭容器中研究CH4催化还原氮氧化物的反应，反应过程中产物N2的物质的量随时间的变化曲线如图所示，请在图中补画出温度为T2(T2>T1)时，n(N2)的变化曲线（已知该反应是放热反应）。

已知CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）的平衡常数随温度变化如下表：

t/℃
700
800
850
1 000
1 200
K
2.6
1.7
1.0
0.9
0.6
 
请回答下列问题：
（1）上述正向反应是________反应（选填“放热”或“吸热”）。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。（填编号）
A．容器中压强不变
B．c（CO2）＝c（CO）
C．生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．混合气体的密度不变
（3）在850 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的有________（选填A、B、C、D、E）。
 
A
B
C
D
E
n（CO2）
3
1
0
1
1
n（H2）
2
1
0
1
2
n（CO）
1
2
3
0.5
3
n（H2O）
5
2
3
2
1
 
（4）在850 ℃时，可逆反应：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），在该容器内各物质的浓度变化如下：
时间
/min
CO2
（mol·L－1）
H2
（mol·L－1）
CO
（mol·L－1）
H2O
（mol·L－1）
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c3
4
c1
c2
c3
c3
 
则3 min～4 min平衡后c3＝________mol·L－1，CO2的转化率为________。

(1)在100 ℃恒温条件下将0.100 mol的N2O4充入体积为1 L的真空密闭容器中，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0。隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

t/s
c/(mol·L－1)　　
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)/(mol·L－1)
0.100
a
0.5b
0.4b
 
 
c(NO2)/(mol·L－1)
0
0.060
b
c1
c2
c3
 
请回答下列问题：
①表中a＝________，在0～20 s内N2O4的平均反应速率为_______mol·(L·s)－1。
②已知100 ℃时该反应的平衡常数为0.36，则表中b、c1、c2的大小关系为________，c3＝________mol·L－1，达到平衡时N2O4的转化率为________________________________。
(2)室温下，把SiO2细粉放入蒸馏水中，不断搅拌，能形成H4SiO4溶液，反应原理如下：
SiO2(s)＋2H2O(l)??H4SiO4(aq)　ΔH
①写出该反应的化学平衡常数K的表达式：____________________________。
②实际上，在地球的深处，由于压强很大，固体、液体都会受到影响。在一定温度下，在10 000 m以下的地球深处，上述反应的方向是________(填“正方向”、“逆方向”或“不移动”)，理由是_______________________________。

甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ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、压强的关系如下图。

①已知100 ℃压强为p1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" ℃压强为p2时平衡常数为　　　　。 
③该反应的ΔH　　　　0(填“<”“>”或“=”)。 
(2)在一定条件下,将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)　ΔH<0 ……Ⅱ
①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
②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表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a=　　　　;b=。 
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px=　　　　MPa。 

实验编号
T/℃
n(CO)/n(H2)
p/MPa
1
150
1/3
0.1
2
a
1/3
5
3
350
b
5
 

在某一容积为5 L的密闭容器内，加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O，在催化剂存在和800℃的条件下加热，发生如下反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）  ΔH＞0，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：

（1）根据图上数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为v（CO）＝          mol/（L·min）-1，该温度下的平衡常数K＝            。
（2）在体积不变的条件下，改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有        （填字母）
A升高温度；B降低温度；C增大压强；D减小压强；E加入催化剂；G移出一氧化碳气体
（3）如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2，在相同的条件下，反应达平衡时，c（CO）＝                 mol/L。
（4）若保持温度和容器的体积不变，在（1）中上述平衡体系中，再充入0.3mol 的水蒸气，重新达到平衡后，CO的转化率        （填“升高”、“降低”还是“不变”），CO2的质量分数        （填“升高”、“降低”还是“不变”）。
（5）在催化剂存在和800℃的条件下，在某一时刻测得c（CO）＝c（H2O）＝0.09mol/L,c（CO2）＝c（H2）＝0.13mol/L,则此反应是否处于平衡状态        （填“是”或“否”）,若没有处于平衡状态则该反应向        移动。（填“正方向”或“逆方向”）

氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时，将N2、H2置于一个固定容积的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量浓度变化如图所示，回答下列问题：

（1）计算反应在第一次平衡时的平衡常数K＝           。（保留二位小数）
（2）产物NH3在5～10 min、25～30min和45～50 min时平均反应速率（平均反应速率分别以v1、v2、v3表示）从大到小排列次序为                      。
（3）H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α1、α2、α3表示，其中最小的是     。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是____________，采取的措施是____________
（5）请在下图中用实线表示25～60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。

K
 

  

 

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