题目内容

（8分）一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。根据题意完成下列问题：

（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_________________，升高温度，K值___________（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡向              方向移动。
（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________________。
（3）在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是________（选填选项字母）。

A．氢气的浓度减少
B．正反应速率加快，逆反应速率也加快
C．甲醇的物质的量增加
D．重新平衡时增大
（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是____________________________________________（用化学方程式表示）。

（1） ； 减小 ； 逆反应 ； （2）mol/(L·min) ；
（3）BC ； （4）Cu2O＋CO2Cu＋CO2

解析试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数K＝；根据图像可知，升高温度，甲醇的物质的量减小，这说明平衡逆向移动，因此化学平衡常数减小。
（2）由图象可知，在500℃时，时间达到t(B)时，甲醇的物质的量为n(B)，其浓度是mol/L，则根据方程式可知，消耗氢气的物质的量浓度是2×mol/L，所以在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝＝mol?（L?min）-1。
（3）其他条件不变时，将处于E点的体系体积压缩到原来的，容器的体积减小，则压强增大，正逆反应速率都增大.由于正方应是体积减小的，所以平衡向正向移动，甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大，因此正确答案选BC。
（4）由于CO能和氧化亚铜反应Cu2O+CO2Cu+CO2，所以加入二氧化碳平衡向逆反应方向移动，有利于抑制反应向正反应方向移动，维持Cu2O的量不变。
考点：考查平衡常数、外界条件对平衡状态的影响以及反应速率的计算等

练习册系列答案
相关题目

一定温度下2L的恒容容器甲中，加入2moL碳和2moLCO2发生如下反应： C(s)+CO2(g) 2CO(g)　△H＞0
测得容器中CO2的物质的量随时间t的变化关系如图所示。

（1）该反应的ΔS　　 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在　　 （填“较高”或“较低”）  温度下有利于该反应自发进行。
（2）列式并计算上述温度下此反应的平衡常数K　　　　 　　　　 。（结果保留一位小数）
（3）向上述平衡体系中再通入CO2，则CO2的转化率　　　 （填增大、减小、不变、无法确定）。
（4）相同温度下，2L的恒容容器丙中加入4moL碳、4moLCO2和4moLCO。开始反应时v(正)　　　　 v(逆)（填＞、 ＜、﹦）。
（5）相同温度下，2L的恒容容器乙中加入4moL碳和4moLCO2，达到平衡。请在图中画出乙容器中CO2的物质的量随时间t变化关系的预期结果示意图。（注明平衡时CO2的物质的量）

下列图象在t1时所对应的反应条件改变可能为：

（1）升高温度                ，（2）使用催化剂                 ，
（3）增大反应物浓度            ，（4）减少生成物浓度         。

有两个密闭容器A和B，A容器中有一个移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等量的体积比为2:l的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等(如图所示)，在保持400℃的温度下使之发生如下反应：2SO2+O22SO3。填写下列空白：

(1)SO2的转化率α(A)     α(B)。(填“＜”、“＞”或“=”)
(2)达到(1)所述平衡时，若向两容器中通入少量的氩气，A容器化学平衡        移动。(填“正向”、“逆向”或“不”)
(3)达到(1)平衡后，向容器中充入等量的原反应气体，再次达到平衡后，B容器中SO3在混合气体中的体积分数      。(填“增大”、“减小”或“不变”)

（16分）工业上可以在恒容密闭容器中采用下列反应制备甲醇：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）
（1）下列情况可以作为判断反应达到平衡状态的依据的是（填序号）                。
A．生成CH3OH 的速率与消耗H2的速率之比为1︰2
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C．混合气体的密度保持不变
D．体系内的压强保持不变
（2）下表所列数据为该反应在不同温度下的化学平衡常数：

温度/℃
250
300
350
K
2.041
0.270
0.012
 
①反应的平衡常数表达式为K=          。由上表数据判断，该反应的△H    0（填“＞”、“＝”或“＜”）。升高温度，正反应速率       （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②某温度下，将2molCO和6molH2充入一个容积为2L的密闭容器中，达到平衡时c(H2)=1.4mol/L，则CO的转化率为        ，此时的温度为         。
（3）欲提高CO的转化率，可采取的措施是                。（填序号）
A．升温
B．加入更高效的催化剂
C．恒容条件下充入CO
D．恒容条件下充入H２
E．恒容条件下充入氦气
F．及时移走CH3OH
（4）一定条件下，CO和H2在催化剂作用下生成1molCH3OH的能量变化为90.8kJ。该温度下，在三个容积相同的密闭容器中，按不同方式投料，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
投料方式
1molCO、2molH2
1molCH3OH
2molCH3OH
平衡数据
C(CH3OH)/(mol/L)
c1
c2
c3
体系压强(Pa)
p1
p2
p3
反应的能量变化
akJ
bkJ
ckJ
原料转化率
α1
α2
α3
 
下列分析正确的是             。（填序号）
A．2c1＜c3        B．2 p1＜p3     C．|a|＋|b|＝90.8     D．α1＋α3＞1

中国尿素合成塔(尿塔)使用寿命仅为欧美国家的1/4。为此北京钢铁研究 院对四川泸天化尿塔腐蚀过程进行研究，得出下列腐蚀机理：

(1)H2S来自合成尿素的天然气。在380 K、体积为2 L的密闭容器中，存在如下反应：H2(g)＋S(s)H2S(g)  △H=＋21．6kJ·mol－1。反应达到平衡时H2、S、H2S的物质的量均为3 mol，则380 K时该反应的化学平衡常数为______；下列对该反应分析正确的是______(填字母序号)。

(2)在反应I中发生的化学反应为______。
(3)研究发现反应II是分别以Fe、FeS为电极，以水膜为电解质溶液的电化学腐蚀，其 负
极为______；
已知：Fe(s)＋S(s)=FeS(s) △H1=－2．5akJ·mol－1 
S(s)＋O2(g)=SO2(g)  △H2=－5akJ·mol－1
4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=－6akJ·mol－1
则反应II的热化学方程式为_____                                         
(4)已知H2S2O3的K1=2．2×10-1、K2=2．8×10-2。Na2S2O3水溶液呈______性，该溶液中电荷守恒式为_____                                                       ；反应IY的反应类型为______         ；该反应______(填“能”或“不能”） 说明FeS溶解性强于FeS2O3
(5)泸天化尿塔的最终腐蚀产物为______；为了有效防腐，北钢建议泸天化在生产中用 CuSO4溶液“脱硫(H2S)”，其中涉及的离子方程式为
__________________                                                   

I．设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。反应 ②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2，在不同温度下，K1、K2的值如下：

T(K)
K1
K2
973
1.47
2.36
1173
2.15
1.67
 
（1）现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，这是一个     (填“吸”或“放”)热反应，要使平衡③向右移动，可采取的措施有      (填序号)。
A．缩小反应容器容积
B．扩大反应容器容积
C．降低温度
D．升高温度
E．使用合适的催化剂
F．设法减少CO的量
（2）若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行；Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行，已知T1＞T2，且c(CO2)＞c(H2O)(其他条件均相同)，则两者的反应速率       (填序号)。
A．前者大     B．后者大     C．一样大     D．无法判断
II．（1）钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式：
□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH
（2）钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的，不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图。

①图示可知，分析HNO3与铁反应的规律是             。
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是         。
（3）金属(M)的腐蚀是因为发生反应：M-ne-→Mn+，除了上述表面处理的方法外，下列方法也能起到防腐作用的是      (填字母编号)
A．在铁中掺入铬等金属制成不锈钢
B．在铁制品表面镀锌
C．提高铁中含碳量，制成生铁
D．将水库铁闸门与直流电源的负极相连

Cl2合成有机物时会产生副产物HC1。4HCl+O22Cl2+2H2O，可实现氯的循环利用。
完成下列填空：
（1）该反应平衡常数的表达式K=            ；若反应容器的容积为2L，8min后达到平衡，测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol，则HCl的平均反应速率为      mol/L? min。
（2）若该反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达平衡时，下列叙述正确的是    。
a．v (HCl)="2" v(Cl2)                       
b．4v正(HCl)= v逆(O2) 
c．又加入1mol O2，达新平衡时，HCl的转化率增大
d．分离出H2O，达新平衡时，v正(HCl)增大
（3）下图是该反应两种投料比[n (HCl):n (O2)分别为4:1和2:1 ] 下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。下列叙述正确的是       。

a．该反应的正反应是放热反应
b．其他条件不变，升高温度，平衡常数K值增大
c．若平衡常数K值变大，达新平衡前v逆始终减小
d．若平衡常数K值变大，则平衡向正反应方向移动
（4）投料比为4:1、温度为400℃时，平衡混合物中Cl2的物质的量分数是       。

在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，发生如下反应：2A(g) ＋ B(g) 3C(g) ＋ D(s)，反应达到平衡时C的浓度为1.2 mol/L.
（1）若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，则正反应为________（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）若维持容器体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度仍为1.2 mol/L的是______（用序号填空）．
①4 mol A＋2 mol B　②3 mol C＋1 mol D＋l mol B
③3 mol C＋2 mol D　④1.6 mol A＋0.8 mol B＋0.6 mol C
（3）某温度下，向容器中加入3 mol C和0.8 mol D，反应达到平衡时C的浓度仍为1.2 mol/L，则容器的容积V应大于________L，小于________L.

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