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【题目】在一定条件下,将1.00molN2(g)与3.00molH2(g)混合于一个10.0L密闭容器中,在不同温度下达到平衡时NH3(g)的平衡浓度如图所示。其中温度为T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%。

(1)当温度由T1变化到T2时,平衡常数关系K1___________K2(填“>”,“<”或“=”),焓变△H___________0(填“>”或“<”)。

(2)该反应在T1温度下5.0min达到平衡,这段时间内N2的化学反应速率为_________,N2的转化率___________

(3)T1温度下该反应的化学平衡常数K1=______________

(4)T1温度时,若测得高炉中c(N2)=0.5mol/L,c(H2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.5mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态___________(填是或否),此时反应速率是v正___________v逆(填>,<,=)。

【答案】><0.008mol/(L·min)40%18.3

【解析】

1)由图可知,温度越高,平衡时NH3的浓度越小,说明升高温度平衡向逆反应进行,平衡常数减小,故平衡常数关系K1K2,而升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,则△H0

2)将1.00molN2(g)与3.00molH2(g)混合于一个10.0L密闭容器中,温度为T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%,则:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始量(mol): 1 3 0

变化量(mol): n 3n 2n

平衡量(mol): 1-n 3-3n 2n

所以,解得n=0.4。故vN2)=0.008mol/(L·min),N2的转化率=

3)根据(2)中分析可知T1温度下该反应的化学平衡常数K1

4T1温度时,若测得高炉中c(N2)=0.5mol/Lc(H2)=0.5mol/Lc(NH3)=0.5mol/L,则此时浓度商Qc,未处于平衡状态,反应向正反应进行,则vv

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【题目】甲醇是一种优质燃料,在工业上常用CO和H2合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。

已知:

①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJ/mol

②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8kJ/mol

③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=-192.2kJ/mol

回答下列问题:

(1)计算CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热△H4=________________

(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是________(填选项字母)。

(3)T1℃时,在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.8,则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=_______________________。T1℃时,在另一体积不变的密闭容器中也充入1 mol CO、2 mol H2,达到平衡时CO的转化率为0.7,则该容器的体积______5 L(填“>”“<”或“=”);T1℃时,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=____________________________

(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池,写出KOH作电解质溶液时,甲醇燃料电池的负极反应式:_________________________。该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种电化学保护方法叫做___________

(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:_________

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