14.(18分)(2010·全国卷Ⅱ)向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:

xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g)

已知:平均反应速率vCvA;反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,有a mol D生成.

回答下列问题:

(1)反应2 min内,vA=________________,vB=________________;

(2)化学方程式中,x=________、y=________、p=________、q=________;

(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为________________;

(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH________0(填“>”、“<”或“=”);

(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:

①反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是__________________;

②平衡时反应物的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是________________________________________________________________________.

解析:(1)根据化学反应速率定义:

v(A)=Δ c(A)/Δta/(2×2)=a mol/(L·min),

v(B)=Δ c(B)/Δta/(2×2)=a mol/(L·min).

(2)可以求出

v(C)=a mol/(L·min),

v(D)=a mol/(L·min),

根据速率之比等于反应方程式中计量数之比,xypq=∶∶∶,则x=2;y=3;p=1;q=6.

(3)  2A(g)+3B(g) C(g)+6D(g)

起始/mol  a    b         0

变化/mol     a         2a

平衡/mol              2a

B的转化率=×100%.

(4)其他条件不变,升高温度,平衡时D的量减少,说明升高温度平衡向左移动,即正反应为放热反应.

(5)其他条件不变缩小体积,浓度增大,所以反应速率增大;该反应是气体体积增大的反应,缩小体积,平衡将向体积缩小的方向移动,即向左移动,所以反应物的转化率减小.

答案:(1) mol/(L·min)  mol/(L·min)

(2)2 3 1 6 (3)×100% (4)<

(5)①增大 体积减小,反应物的浓度增大,因而使反应速率增大 ②减小 体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数减少的方向 (即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小

13.(14分)(2010·郑州模拟)合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH=-92 kJ/mol,在一容积为2 L的密闭容器中加入一定量的N2和H2,在一定条件下发生合成氨反应,反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图:

(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)=____________________.

(2)反应达到平衡时,测得NH3占平衡混合气体体积的1/3,则平衡混合气体折合成标准状况下的体积是______ L,反应过程中放出的热量为________ kJ.

(3)平衡时测得N2的物质的量为0.10 mol,则N2的转化率α(N2)=________.

(4)实验测得一定条件下合成氨反应的速率与体系内各物质的浓度有以下关系:

vkc(N2c1.5(H2c-1(NH3)(k为常数),请根据此速率方程式,结合自己的已有知识对如何提高合成氨反应的速率提出三点建议:________________________________________

________________________________________________________________________.

解析:(1)由图可知c(NH3)的变化量为0.10 mol/L,故c(N2)的变化量为0.05 mol/L,则v(N2)=0.05 mol/L÷4 min=0.012 5 mol/(L·min).

(2)平衡时NH3的物质的量为:0.10 mol/L×2 L=0.20 mol,则平衡混合气体为0.60 mol,在标准状况下的体积为:0.60 mol×22.4 L/mol=13.44 L,反应过程中放热为9.2 kJ.

(3)反应达到平衡时,消耗的N2为0.05 mol/L×2 L=0.10 mol,若平衡混合气体中还存在N2 0.10 mol,则说明原有N2为0.20 mol,其转化率为50%.

(4)提高合成氨反应的速率可采用以下方法:①增大压强、②升高温度、③使用催化剂、④增大氮气的浓度、⑤增大氢气的浓度等.

答案:(1)0.012 5 mol/(L·min) (2)13.44 9.2

(3)50% (4)①增大压强、②升高温度、③使用催化剂、④增大氮气的浓度、⑤增大氢气的浓度(答出以上任意三点即可).

12.(10分)(2010·唐山模拟)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.为探究其反应原理,现进行如下实验,在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g);ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.

(1)从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=________ mol/(L·s).

(2)下列措施中能使CO2的转化率增大的是(填写字母代号)________.

A.加入催化剂

B.升高温度

C.恒容充入He(g),使体系压强增大

D.再充入1 mol CO2和3 mol H2

(3)下列说法正确的是(填写字母代号)________.

A.反应进行到3 s时达到平衡

B.只有平衡时有v(CO2)/v(H2)=1∶3

C.反应进行到3 s时浓度关系为c(CH3OH)=c(CO2)

D.2 mol CO2和6 mol H2反应达到平衡时放热73.5 kJ

解析:(1)10 s时,反应达到平衡,CO2的浓度变化为:1.00 mol/L-0.25 mol/L=0.75 mol/L,故二氧化碳的反应速率v(CO2)=0.75 mol/L÷10 s=0.075 mol/(L·s).

(2)加入催化剂不能使平衡发生移动,二氧化碳的转化率不变;已知正反应为放热反应,升高温度,二氧化碳的转化率降低;恒容条件下充入稀有气体导致的压强增大不能改变反应物及生成物的浓度,所以不能改变转化率;再充入相同比例的反应物时,反应体系的压强增大,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大.

(3)反应进行到3 s时,二氧化碳和甲醇的浓度相同,但反应没有达到平衡;反应过程中,用不同物质表示的反应速率的大小与化学方程式中的化学计量数成正比,即反应过程中v(CO2)∶v(H2)=1∶3;达到平衡时,二氧化碳的转化率为75%,故放出的热量为2 mol×75%×49.0 kJ/mol=73.5 kJ.

答案:(1)0.075 (2)D (3)CD

 0  8386  8394  8400  8404  8410  8412  8416  8422  8424  8430  8436  8440  8442  8446  8452  8454  8460  8464  8466  8470  8472  8476  8478  8480  8481  8482  8484  8485  8486  8488  8490  8494  8496  8500  8502  8506  8512  8514  8520  8524  8526  8530  8536  8542  8544  8550  8554  8556  8562  8566  8572  8580  447348 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网