题目内容

【题目】I. 在一定条件下,可逆反应A+BmC变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数,p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况。

(1)温度T1________T2(填“大于”“等于”或“小于”)。

(2)正反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)如果A、B、C均为气体,则m________2(填“大于”“等于”或“小于”)。

(4)当温度和容积不变时,如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,则体系的压强________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡_________________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。

II. CO是生产羰基化学品的基本原料, 850℃时,在恒容密闭容器中通入CO和H2O(g),发生:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) H<0,测定浓度随时间关系如下表:

t/min

c(CO)/ mol·L-1

c(H2O)/ mol·L-1

0

0.30

0.20

2

\

0.10

3

0.18

\

4

\

0.08

回答下列问题

(1)t=3min时,υ(正)____________υ(逆)(选填:“>”,“<”,“=”)。

(2)0~2min,CO的平均反应速率为 ____________。

(3)上述反应中的CO平衡转化率为____________。

(4)在一定条件下,发生下列反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),其逆反应的速率随时间变化曲线如图所示,则t1时改变的某种反应条件可能是_____(填序号)。

a.增大CO浓度

b.加压

c.恒容时充入氩气

d.使用催化剂

【答案】大于 放热 大于 增大 不 = 40% bd

【解析】

I.(1)温度越高反应速率越快,到达平衡的时间越短;

(2)由图可知温度T1>T2,温度越高C%越小,故升高温度平衡向逆反应移动;

(3)由图可知,T2温度时达到平衡后向容器加压,C%减小,故增大压强平衡向逆反应移动;

(4)当温度和容积不变时,在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,体系压强增大,但反应混合物的浓度不变,平衡不移动;

II.(1)(2)(3)利用三段式进行计算,可以得出3min末c(H2O),说明此时已经达到化学平衡,利用化学反应速率的计算公式不难算出CO的反应速率和,即可以求出CO的转化率,最后(4)结合图示信息和勒夏特列原理进行解答。

I.(1)由图可知,温度为T1先到达平衡,温度越高反应速率越快,到达平衡的时间越短,故T1>T2,故答案为:大于;

(2)由图可知温度T1>T2,温度越高C%越小,故升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,故答案为:放热;

(3)由图可知,T2温度时达到平衡后向容器加压,C%减小,故增大压强平衡向逆反应移动,增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动,说明该反应逆反应方向是气体物质的量减小的方向,故m>2,答案为:大于;

(4)当温度和容积不变时,在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,因气体的物质的量增大,体系压强增大,但反应混合物的浓度不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,故答案为:增大,不;

II. (1)根据三段式计算,能够很快计算出3min末,c(H2O)=0.08 mol·L-1与4min末一样,说明t=3min时反应已经达到化学平衡,υ(正) = υ(逆),故答案为:=;

(2)根据反应方程式可知,0~2min CO的物质的量浓度变化了0.1 mol·L-1,故平均反应速率为,故答案为:;

(3)从表中数据可知,达到平衡时,CO的平衡浓度为0.18 mol·L-1,故上述反应中的CO平衡转化率为:,故答案为:40%

(4)从图中可知,改变条件后,逆反应速率突然增大,但是增大后平衡不移动。

a.增大CO浓度,正反应速率突然增大,逆反应速率则是慢慢增大后不变,不符合图示信息,a不合题意;

b.由于CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)反应前后气体的物质的量保持不变,故加压使得正、逆反应速率同等幅度地突然增大,平衡不移动,符合图示信息,b符合题意;

c.恒容时充入氩气,体系的压强增大,但是反应物与生成物的浓度均未改变,故正、逆反应速率均不变,不符合图示信息,c不合题意;

d.使用催化剂能够同等幅度地突然增大正、逆反应速率,平衡不移动,符合图示信息,d符合题意;

故答案为:bd。

练习册系列答案
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【题目】2019年厦门大学王野教授课题组在合成气(主要成分CO和H2)催化转化制乙醇方面实施可控接力催化,按照:合成气→甲醇→乙酸→乙醇的方式,成功实现乙醇的高选择性合成。

(1)已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H1=-285.8KJ/mol;②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283KJ/mol;③CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2 H2O(l) △H3=-764.6 KJ/mol;

则工业上利用合成气制备甲醇的可逆反应热化学方程式为______________________;

(2)恒温恒容条件下,下列能说明合成气制甲醇的反应已达平衡状态的是_______;

A.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2

B. v(H2)正= 2v(CH3OH)逆

C.容器内气体的密度保持不变

D.容器中气体的平均摩尔质量保持不变

(3)利用天然气制取合成气的原理为: CO2(g)+CH4(g)= 2CO(g)+ 2H2(g),在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 molL-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强P1______P2 (填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正)_____v(逆) (填“大于”、“小于”或“等于”),求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=________ (计算结果保留两位有效数字)。

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①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250-300°C时,温度升高面乙酸的生成速率降低的原因是____;

②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_____________________;

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