题目内容

反应(气) + (气) (气)在密闭容器内进行．分别用、、三种物质在单位时间内浓度的变化表示该反应的速率分别为v ( N2 )、v ( H2 )、v (NH3 )，则三者之间的关系正确的是（    ）

A．( = v ( 　　　　　　　　    B．3() = 2 v

C．(  = v ( )　　　　　　　　 D．(= 3 v ()

答案：CD
提示：

在同一条件下，对于同一反应，用不同物质表示的平均速率之比为化学方程中的系数比。

 


练习册系列答案
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（2011?上海模拟）工业上利用焦炭在石灰窑中燃烧放热，使石灰石分解生产CO2．主要反应如下：
C+O2→CO2  ①，
CaCO3→CO2↑+CaO  ②
（1）含碳酸钙95%的石灰石2.0t按②完全分解（设杂质不分解），可得标准状况下CO2的体积为
次空删除
次空删除
425.6
425.6
m3．
（2）纯净的CaCO3和焦炭混合物m g在石灰窑中完全反应，所得CO2的物质的量范围是
m
100
mol＜n(CO2)＜
m
12
mol
m
100
mol＜n(CO2)＜
m
12
mol
．
（3）纯净的CaCO3和焦炭按①②完全反应，当窑内配比率
n(CaCO3)
n(C)
=2.2时，窑气中CO2的最大体积分数为多少？（设空气只含N2与O2，且体积比为4：1，下同）
（4）某次窑气成分如下：O2 0.2%，CO 0.2%，CO2 41.6%，其余为N2．则此次窑内配比率
n(CaCO3)
n(C)
为何值？
（2008?开封一模）t℃时，将2mol N2和1mol H2通入体积为2L的恒温容密闭容器中，发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H＜0.2min后反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol．请填写下列空白：
（1）从反应开始至达到化学平衡，生成NH3的平均反应速率为
0.05mol/（L?min）
0.05mol/（L?min）
；平衡时N2转化率为
5%
5%
．
（2）下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是（填标号，下同）
ABE
ABE
．
A．容器内压强不再发生变化
B．H2的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗n mol N2的同时消耗3n mol H2
E．相同时间内消耗n mol N2的同时消耗2n mol NH3
F．容器内气体的密度不再发生变化
（3）反应达平衡后，以下操作将引起平衡向正反应方向移动，并能提高N2转化率的是：
BD
BD

A．向容器中通入少量N2
B．向容器中通入少量H2
C．使用催化剂
D．降低温度
E．向容器中通入少量氦气（已知氦气和N2、H2、NH3都不发生反应）
（4）维持上述恒温恒容条件步变，若起始加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，反应向逆方向进行，平衡时NH3的物质的量仍然为0.2mol，则c的取值范围是
0.2＜C≤
2
3
0.2＜C≤
2
3
．
（5）保持温度不变，使体积缩小为原来的一半，则N2的体积分数
增大
增大
（填“增大”“减小”或“不变”）．请通过计算证明你的结论．
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
原平衡 1.9 0.7 0.2
转化x3x2x
新平衡 1.9-x 0.7-3x 0.2+2x
W（N2后）-W（N2前）=
1.9-x
2.8-2x
-
1.9
2.8
=
x
28(2.8-2x)
，因x≤0.35，所以
x
28(2.8-2x)
＞O
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
原平衡 1.9 0.7 0.2
转化x3x2x
新平衡 1.9-x 0.7-3x 0.2+2x
W（N2后）-W（N2前）=
1.9-x
2.8-2x
-
1.9
2.8
=
x
28(2.8-2x)
，因x≤0.35，所以
x
28(2.8-2x)
＞O
．
（2013?无锡一模）天然气、煤炭气（CO、H2）的研究在世界上相当普遍．其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚，二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源，比其他制氢技术更有优势．主要反应为：
①CH3OCH3（g）+H2O（g）?2CH3OH（g）；△H=37kJ?mol-1
②CH3OH（g）+H2O（g）?3H2（g）+CO2（g）；△H=49kJ?mol-1
③CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）；△H=41.3kJ?mol-1
其中反应③是主要的副反应，产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响．
请回答下列问题：
（1）二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得，该反应的化学方程式为
3CH4+CO2-→2CH3OCH3
3CH4+CO2-→2CH3OCH3
．
（2）CH3OCH3（g）与水蒸气制氢气的热化学方程式为
CH3OCH3（g）+3H2O（g）?6H2（g）+2CO2（g）△H=135 kJ?mol-1
CH3OCH3（g）+3H2O（g）?6H2（g）+2CO2（g）△H=135 kJ?mol-1
．
（3）下列采取的措施和解释正确的是
ABD
ABD
（填字母）．
A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生
B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生
C．选择在高温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH3OH的转化率
D．体系压强升高，虽然对制取氢气不利，但能减少CO的产生
（4）煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇，反应的化学方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H＜0．现将10mol CO与20mol H2置于密闭容器中，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示．
①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA
大于
大于
tB（填“大于”“小于”或“等于”）．
②A、C两点的平衡常数KA
大于
大于
KC（填“大于”“小于”或“等于”）．
（5）某工作温度为650℃的熔融盐燃料电池，是以镍合金为电极材料，负极通入煤炭气（CO、H2），正极通入空气与CO2的混合气体，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质．
请写出正极的电极反应式：
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
．
（2012?延边州模拟）工业生产中常利用连续生产等方法来提高生产效率，降低成本．图1是工业合成氨与制备硝酸的流程：

（1）简述原料气N2、H2的来源：
N2来源于空气，H2来源于焦炭与水蒸气的反应
N2来源于空气，H2来源于焦炭与水蒸气的反应
．
（2）下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是：
A
A
．
A．浓硫酸        B．氯化钙        C．氯化镁       D．生石灰
（3）氨气和氧气145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图2所示）：
4NH3+5O2?4NO+6H2O  K1=1×1053（900℃）
4NH3+3O2?2N2+6H2O    K2=1×1067（900℃）
温度较低时以生成
N2
N2
为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因：
生成NO的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO的产率下降
生成NO的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO的产率下降
，吸收塔中需要补充空气的原因：
进一步与NO反应生成硝酸
进一步与NO反应生成硝酸
．
（4）尾气处理时，小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NO和NO2的去除率高达99.95%．其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO（NH2）2]反应生成CO2和N2，请写出有关反应的化学方程式：
NO+NO2+H2O═2HNO2
NO+NO2+H2O═2HNO2
，
CO（NH2）2+2HNO2═CO2↑+2N2↑+3H2O
CO（NH2）2+2HNO2═CO2↑+2N2↑+3H2O
．
图1是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
I．已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=
C(H2)?C(CO)
C(H2O)
，它所对应反应的化学方程式为
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
．
II．二甲醚（CH3OCH3）在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3．工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：
①CO（g）+2H2（g）
高温
CH3OH（g）△H1=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH（g）
高温
CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-23.5kJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）
高温
CO2（g）+H2（g）△H3=-41.2kJ?mol-1
（1）催化反应室中总反应的热化学方程式为
3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-247KJ?mol-1
3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-247KJ?mol-1
．830℃时反应③的K=1.0，则在催化反应室中反应③的K
＞
＞
1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在某温度下，若反应①的起始浓度分别为：c（CO）=1mol/L，c（H2）=2.4mol/L，5min后达到平衡，CO的转化率为50%，则5min内CO的平均反应速率为
0.1mol/（L?min）
0.1mol/（L?min）
；若反应物的起始浓度分别为：c（CO）=4mol/L，c（H2）=a mol/L；达到平衡后，c（CH3OH）=2mol/L，a=
5.4
5.4
mol/L．
（3）为了寻找合适的反应温度，研究者进行了一系列试验，每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，试验结果如图2，CO转化率随温度变化的规律是
由图表可知，温度低于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而增大；温度高于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而减小
由图表可知，温度低于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而增大；温度高于240℃时，CO的转化率随着温度的升高而减小
，其原因是
在较低温时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大；在较高温时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小
在较低温时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大；在较高温时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小
．
（4）“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源，其工作原理如图3所示．写出a电极上发生的电极反应式
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
．

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