题目内容
已知可逆反应CO+H2O(g) CO2+H2,达到平衡时,K=,K是常数,只与温度有关,与浓度无关。
(1)830K时,若起始时:c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为 ;K值为 。
(2)830K,若只将起始时c(H2O)改为6mol/L,则水蒸气的转化率为 。
(3)若830K时,起始浓度c(CO)=a mol/L,c(H2O)=b mol/L,H2的平衡浓度c(H2)=c mol/L,a、b、c之间的关系式是 。
(1)40%,1(2)25%(3)C2=(a-c)(b-c)
解析试题分析:(1)平衡时CO的转化率为60%,则转化的浓度为1.2 mol/L,平衡时CO的浓度为0.8 mol/L ,;水蒸气的转化浓度为1.2 mol/L,转化率为1.2mol÷3mol/L×100%=40%;平衡时CO2和H2的浓度均为0.8 mol/L,故K值为1;(2)设此时各物质的转化浓度均为xmol/L,则平衡时,CO的浓度为(2-x)mol/L,水蒸气的浓度为(6-x)mol/L,二氧化碳和氢气的浓度均为xmol/L;因为K只与温度有关,故,解得X=1.5,故水蒸气的转化率为1.5mol/L÷6mol/L×100%=25%;(3)因H2的平衡浓度c(H2)=c mol/L,故四种物质的转化浓度均为c mol/L,平衡时,CO的浓度为(a-c)mol/L,水蒸气的浓度为(b-c)mol/L,故,即C2=(a-c)(b-c)。
考点:化学平衡
点评:化学平衡是历年高考重中之重,考生一定要系统备考此知识点。难度较大。
(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
(甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)2H2(g)CH3OH(g)Q
下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(1)判断反应达到平衡状态的依据是( )
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)由表中数据判断Q 0 (填“>”、“”或“<”),要提高CO转化率,可采取的措施
是( )
A.加入催化剂 B.充入CO C.充入H2 D.升温
(3)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得cmol/L,则以CH3OH表示的反应速率v mol /(L·min),
CO的转化率为 。
(4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:
C(s)CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1
C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) 平衡常数K2
CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) 平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是: 。
(Ⅰ)铜铁及其化合物在日常生活中应用广泛,某研究性学习小组用粗铜(含杂质Fe)与过量氯气反应得固体A,用稀盐酸溶解A,然后加试剂调节溶液的pH后得溶液B,溶液B经系列操作可得氯化铜晶体,请回答:
(1)固体A用稀盐酸溶解的原因是 ;
(2)检验溶液B中是否存在Fe3+的方法是 ;
(3)已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是 ;
(Ⅱ)(1) 常温下,某同学将稀盐酸与氨水等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 | 氨水物质的量浓度 (mol·L-1) | 盐酸物质的量浓度 (mol·L-1) | 混合溶液 pH |
① | 0.1 | 0.1 | pH=5 |
② | C | 0.2 | pH=7 |
③ | 0.2 | 0.1 | pH>7 |
请回答:从第①组情况分析,该组所得混合溶液中由水电离出的c(H+)= mol·L-1;从第②组情况表明,C 0.2 mol·L-1(选填“>”、“<”或“=”);从第③组情况分析可知,混合溶液中c(NH4+)
c(NH3·H2O)(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)写出以下四组溶液NH4+离子浓度由大到小的顺序 > > > (填选项编号)。
A.0.1mol·L-1NH4Cl
B.0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1NH3·H2O
C.0.1mol·L-1NH3·H2O
D.0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1HCl
近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)在2升的密闭容器中,充有2mol CO与4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO的转化率和温度t的关系如下表:
t(℃) | 750 | 850 | 1000 |
CO% | 0.7 | 2/3 | 0.5 |
1000℃时该反应的平衡常数为___________________。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时反应___________(填“向右进行”、“向左进行”或“处于平衡状态”)。
(2)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则CO和H2O生成CO2和H2的热化学方程式为_______________________________。
(3) 目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入
1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________;
②若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数______________(填序号)
a.可能不变 b.可能减小 c.可能增大 d.不变、减小、增大皆有可能
(4)NaHCO3的水溶液呈碱性,其原因是(用文字叙述)_______________________。常温下,向100mL
0.2mol/LNaHCO3溶液中滴加amol/L的醋酸溶液,当滴加到溶液呈中性时,所用去的醋酸体积刚好也
为100mL,此时醋酸的电离常数为b, 用含b的代数式表示醋酸的浓度a=_____________________。