题目内容

在密闭容器中进行反应CH4(g)＋H2O(g)  CO(g)＋3H2(g)  ΔH＞0，测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断正确的是
A．0~5 min内，v(H2)＝0.1 mol·(L·min)-1
B．反应进行到12min时，CH4的转化率为25%
C．恒温下，缩小容器体积，平衡后H2浓度减小
D．10 min时，改变的外界条件可能是升高温度
D

试题分析：A项：应为v(H2)＝0.3 mol·(L·min)-1，故错；B项： CH4的转化率应为75%，故错；C项：化学是否处于平衡状态不清楚，故错。故选D。
点评：本题考查化学反应速率的计算，化学平衡的移动及反应方向的判断，难度较大，（2）是学生解答中的难点，注意利用思维转化的方法来解答。
练习册系列答案
相关题目
化学学科中的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种，且均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：
（1）常温下，取 pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL, 向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是       ( 填“A”或“B”)。 设盐酸中加入的Zn质量为m1，醋酸溶液中加入的Zn质量为 m2。 则 m1       m2 ( 选填“<”、“=”、“>”)


（2）在体积为3L的密闭容器中，CO与H2在一定条件下反应生成甲醇：CO ( g) + 2H2( g) → CH3OH(g) 。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”)。在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=                    
（3）常温下，某纯碱溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。说明该溶液呈     性。在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH 所致；乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所致。请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)                                                              。
二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)               △H1 = -90.1kJ?mol-1
（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)     △H2 = -49.0kJ?mol-1
水煤气变换反应：
（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g)      △H3 = -41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反应：
（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g)        △H4 = -24.5kJ?mol-1
回答下列问题：
（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是                                                     （以化学方程式表示）。
（2）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响                          。
（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为           。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响                      。
（4）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是      。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93kW?h?kg-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为             ，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生     个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E =                                                             （列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW?h = 3.6×106J）。
甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3 + H2O  HCOOH + CH3OH – Q（Q>0）
某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如左下表。甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如右下图：
组分
物质的量/mol
HCOOCH3
1.00
H2O
1.99
HCOOH
0.01
CH3OH
0.52

上述反应的平衡常数表达式为K=_______________________。
计算15~20min范围内：甲酸甲酯的减少量为          mol，甲酸甲酯的平均反应速率为       mol/min；80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为___________ mol/min。
依据以上数据，推断该反应在10min后反应速率迅速加快的原因：         。
其他条件不变，提高温度为T2，在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
下列说法正确的是 (　　)
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子有时也能发生有效碰撞
③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数
④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多
⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大
⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A．③④⑥B．①②⑤　C．③④⑤⑥　D．②③④
合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示。

（1）天然气（主要成分为CH4）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为      。
（2）甲烷是一种清洁燃料，但不完全燃烧时热效率降低，同时产生有毒气体造成污染。
　已知：CH4(g) + 2O2(g)＝CO2(g) + 2H2O(l)　 　　ΔH1＝―890.3 kJ/mol
2CO (g) + O2(g)＝2CO2(g)　　　　　　　 ΔH2＝―566.0 kJ/mol
则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率是完全燃烧时的_____倍（计算结果保留1位小数）。
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L-1的氯化铜溶液的装置示意图：
　
请回答：
①甲烷燃料电池的正极反应式是____          ____。
②当线路中有0.1 mol电子通过时，________（填“a”或“b”）极增重________g。
（4）运输氨时，不能使用铜及其合金制造的管道阀门。因为在潮湿的环境中，金属铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化，生成[Cu(NH3)4]2+，该反应的离子方程式为                               。
在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡：
CO+H2OCO2+H2，且K=1。若用2molCO和10mol H2O相互混合并加热到800℃，则CO的转化率为 (　 　)
A．16.7%B．50%C．66.7%D．83.3%
(共12分)
（1）在某容积不变的密闭容器中，有可逆反应：mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（S）△H＜0如图某反应过程中各物质物质的量n（mol）随时间t的变化曲线图。

①该反应的平衡常数表达式为（各物质浓度的指数用数值表示）：   。
②若充入A，K值   （填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小、不变）；正反应速率____（填增大、减小、不变）。
③若体积为10升的密闭容器中，500℃、有催化剂存在的条件下，根据图示回答下列问题：在0～15min内的平均反应速率：v（B）=             
（2）对于某可逆反应：A（g）+B（g）2C（g） △H＜0。若该反应的正反应速率与时间的关系如图所示。在其它条件不变的情况下，请填空：

①写出t2时改变的条件可能是：       （用文字表达）；
②t4时改交的条件可能是    （用编号表示，多选扣分）
A．增大压强          B．减小压强
C．使用催化剂         D．升高温度
E．增大A的浓度
过程的自发性的作用是
A．判断过程的方向B．确定过程是否一定会发生
C．判断过程发生的速率D．判断过程的热效应

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