题目内容

某恒温密闭容器发生可逆反应Z(?)+W(?)X(g)+Y(?) ΔH ，在t1时刻反应达到平衡，在t2时刻缩小容器体积，t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。下列有关说法中不正确的是                     （    ）

       A．Z和W在该条件下一定不为气态

       B．t1～t2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均

摩尔质量不可能相等

       （※是命题者原创题，难度较大，本选项由于命题者未考   虑周全作了修改，否则无答案。）

C．若在该温度下此反应平衡常数表达式为K＝c(X)，则t1～t2

时间段与t3时刻后的X浓度相等

       D．若该反应只在某温度T0以上自发进行，则该反应的平衡常数K随温度升高而增大

【答案】B

【解析】由于v (正)在增大压强后未发生变化，说明选项A正确。若 Y是气体且n(X):n(Y)=1:1，则改变条件前后气体的摩尔质量不变，若Y是气体且n(X):n(Y)≠1:1，则改变条件前后气体的摩尔质量将发生改变，B错。选项C中由于是特殊反应，根据平衡常数的定义可知是正确的。由于该反应是熵增的反应，而选项中又强调该反应只在某温度T0以上才能自发进行，说明该反应是吸热反应，由此可知选项D正确。

【考点】化学反应速率与化学平衡——平衡常数的应用

练习册系列答案
相关题目
以煤为原料，经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叫煤化工．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1
①该反应在高温下
能
能
自发进行（填“能”或“不能”）
②恒温下，在容积不变的密闭容器中，进行如上可逆反应．一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是：
D
D
．
Ⅰ混合气体的密度；Ⅱ容器内气体的压强；Ⅲ混合气体的总物质的量，ⅣCO物质的量浓度
A．只有Ⅳ．
B只有Ⅰ和Ⅳ
C．只有Ⅱ和Ⅲ
D．只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ
（2）水煤气再进一步反应可制取氢气．反应为H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），某温度下该反应的平衡常数K=4/9．该温度下在甲、乙、丙三个恒温密闭容器中，只投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度下表所示．下列判断不正确的是
C
C

起始浓度 甲 乙 丙
c（H2）/mol/L  0.010 0.020 0.020
c（CO2）/mol/L  0.010 0.010 0.020
A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应最慢
B．平衡时甲中和丙中的H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中的c（CO2）是甲中的2倍，是0.102mol/L
D．平衡时，乙中的CO2的转化率大于60%
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来制取甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），下图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，冲入1molCO2和3molH2反
①下列措施中能使平衡混合物中c（CH3OH））增大的是
CD
CD

A．升高温度
B．冲入He（g）使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离出来
D．再冲入1molCO2和3molH2
②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n（H2）=2.4mol；其他条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n（CO2）=0.82mol，则得T1
＞
＞
T2（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇（常温下为液体）．CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.5kJ/mol
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式：
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9kJ/mol
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9kJ/mol

②该转化的积极意义是
可降低温室效应和弥补资源短缺
可降低温室效应和弥补资源短缺

有人提出，可以设计反应CO2=C+O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO2对环境的影响．请你判断是否可行并说出理由：
不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行
不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行
．
（2011?枣庄模拟）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．请回答下列问题：
（1）常温下，某氨水的pH=12，则水电离的c（OH-）=
1×10-12mol/L
1×10-12mol/L
．若向该氨水中加入等体积、等物质的量浓度的盐酸，此时溶液中水电离的程度
大于
大于
（填“大于”、“等于”或“小于”）氨水中水的电离程度．
（2）合成氨反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡
向左
向左
移动（填“向左”、“向右”或“不”）．
（3）一定温度下，在密闭容器中可发生下列反应：2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）．下表为反应在T1温度下的部分实验数据：
T/s 0 500 1000
c（N2O5）/mol?L-1 5.00 3.50 2.42
则500s内N2O5的分解速度v（N2O5）=
3×10-3mol?L-1?s-1
3×10-3mol?L-1?s-1
；降温至T2，反应进行1000s时测得c（NO2）=4.98mol?L-1，则反应
N2O5（g）?NO2（g）+O2（g）的△H
＜
＜
0．（填“＞”、“=”、“＜”）．
（4）最近美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH3．其电池反应式为：4NH3+3O2═2N2+6H2O．你认为电解质溶液应显
碱性
碱性
（填“酸性”、“中性”或“碱性”），写出正极的电极反应方程式
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．

（14分）燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空气中，可采用以下措施对燃煤烟气进行处理。

（1）脱硝：选择性催化还原法的脱硝原理是在催化剂存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NOx）转化为无害气体，发生如下反应：

CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)   △H1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为         。

（2）脱硫：①石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的

空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。某电厂用煤400吨（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全

部转化成二氧化硫，用石膏湿法烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏         吨。

②新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox），由该铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：若2molZnFe2Ox与足量SO2可生成1.0molS，

则x＝         。

（3）脱碳：从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H3

①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体（物质的量之比均为1：3），

分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图11所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图12所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO2和1.5 molH2O(g) （保持温度不变），则此平衡将         移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）

               

③直接甲醇燃料电池结构如上图13所示。其工作时负极电极反应式可表示为         。

 

（14分）燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空气中，可采用以下措施对燃煤烟气进行处理。
（1）脱硝：选择性催化还原法的脱硝原理是在催化剂存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NOx）转化为无害气体，发生如下反应：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)   △H1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＝－1160 kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为         。
（2）脱硫：①石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。某电厂用煤400吨（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用石膏湿法烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏         吨。
②新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox），由该铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：若2molZnFe2Ox与足量SO2可生成1.0molS，
则x＝         。

（3）脱碳：从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H3
①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体（物质的量之比均为1：3），
分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图11所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图12所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g)（保持温度不变），则此平衡将         移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）
               
③直接甲醇燃料电池结构如上图13所示。其工作时负极电极反应式可表示为         。

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：

（1）常温下，某氨水的pH=12，则水电离的c（OH-）=                  。若向该氨水中加入等体积、等物质的量浓度的盐酸，此时溶液中水电离的程度         （填“大于”、“等于”或“小于”）氨水中水的电离程度。

（2）合成氨反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡          移动（填“向左”、“向右”或“不”）。   

（3）一定温度下，在密闭容器中可发生下列反应：2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g）。下表为反应在T1温度下的部分实验数据：

T／s

0

500

1000

c（N2O5）／mol·L-1

⑤.00

3.50

2.42

    则500s内N2O5的分解速度v(N2O5)=           ；降温至T2，反应进行1000s时测得c(NO2)=4.98mol·L-1，则反应N2O5（g）NO2（g）+O2（g）的△H     0。（填“>”、“=”、“<”）。  

   （4）最近美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH3。其电池反应式为：

4NH3+3O2     2N2+6H2O。你认为电解质溶液应显        （填“酸性”、“中性”或“碱性”），写出正极的电极反应方程式                 。

 

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