题目内容

Ⅰ.在1L容器中通入CO2、H2各2mol,在一定条件下发生反应:CO2+H2?CO+H2O,
回答下列问题:
(1)在830℃条件下,反应达到平衡时CO2的转化率为50%.若把体系温度降至800℃求得平衡常数K1=0.81,可以推知该反应的正反应为
 
反应(填“吸热”、“放热”).
(2)T℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(CO2)=1.2mol,n(H2)=1.5mol,
n(CO)=0.9mol,n(H2O)=0.9mol,则此时该反应
 
进行.
(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”).
II.向一容积为1L 的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生化学反应X(g)+2Y(s)?2Z(g);△H<0.如图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线.
(1)0~10min 容器内气体的压强逐渐
 
.(填“变大”、“变小”或“无法确定”)
(2)推测在第7min时曲线变化的原因可能是
 

第13min时曲线变化的原因可能是
 
(填序号)
①增加Z的量   ②增加X的量    ③升温
④降温         ⑤使用催化剂.
考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:Ⅰ、(1)依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度,结合平衡常数概念计算得到反应的平衡常数,和800°C平衡常数比较判断能量变化;
(2)依据浓度商计算和平衡常数比较分析判断反应进行的方向;
Ⅱ、(1)根据反应前后气体的化学计量数之和进行判断;
(2)升高温度或使用催化剂可以加快化学反应速率;升高温度,平衡向吸热的方向移动.
解答: 解:I.(1)在1L容器中通入CO2、H2各2mol,在一定条件下发生反应,
                 CO2+H2?CO+H2O
起始量(mol/L) 2     2    0    0
变化量(mol/L)2×50%  1    1   1
平衡量(mol/L)1      1     1    1
K=1
若把体系温度降至800℃求得平衡常数K1=0.81<K=1,说明降低温度平衡常数减小,平衡逆向进行,逆向为放热反应正反应为吸热反应;
故答案为:吸热;
(2)T℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(CO2)=1.2mol,n(H2)=1.5mol,n(CO)=0.9mol,n(H2O)=0.9mol,Q=
0.9×0.9
1.2×1.5
=0.45
小于平衡常数,则反应正向进行;
故答案为:向正反应方向;
II.(1)反应前气体的化学计量数之和为1,反应后气体的化学计量数之和为2,故0~10min 容器内气体的压强逐渐变大;故答案为:变大;
(2)第7min时,单位时间内X、Z的物质的量变化量较大,反应速率明显增大,可能为升高温度或者使用催化剂;第13min时,Z的物质的量减小,X的物质的量增大,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,应为升高温度,故答案为:③⑤;③.
点评:本题考查化学平衡以及反应速率等问题,平衡常数计算和判断,题目难度中等,注意图象曲线变化的分析,把握外界条件对反应速率和平衡移动的影响.
练习册系列答案
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碳及其许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用.
(1)①依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
 
(填序号).
A.C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H>0
B.Na2CO3(aq)+2HCl(aq)═2NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g)△H<0
C.2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)△H>0
D.CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H<0
②在一定条件下CO2和H2反应生成的乙醇可作为燃料电池的燃料,已知乙醇燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液,该电池负极的电极反应式为
 
,每消耗23g乙醇理论上转移的电子的物质的量为
 
mol
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH22].已知:
①2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2 NH4(s)△H=-l59.5kJ?mol-1
②NH2CO2NH4(s)═CO(NH22(s)+H2O(g)△H=+116.5kJ?mol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为
 

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物.向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应:
C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2 (g)△H<0
在t1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
 时间(min)
浓度(mol?L-1
 010 15 20 25 
 NO 1.00 0.60 0.40 0.400.52  0.52
 N2 0 0.20 0.30 0.30 0.39 0.39
 CO2 0 0.20 0.30 0.30 0.39 0.39
(1)该反应的平衡常数K=
 
(保留两位小数).0~5min时间内平均υ(NO)=
 
 mol?L-1?
min-1
(2)15min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是
 
.(写出一种方法即可)
(3)若t2℃,反应重新达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:2:2,则该反应的t1
 
t2(填“>”或“<”).
如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题.
(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料.为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定条件下反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示.
①从反应开始到3min时,氢气的平均反应速率v(H2)=
 

②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是
 

A.在原容器中再充入1mol CO2        B.在原容器中再充入1mol H2
C.在原容器中充入1mol He           D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积                  F.将水蒸气从体系中分离出
(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料,其热化学反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=a kJ?mol-1,在一定压强下,测得该反应的实验数据如下表所示.请根据表中数据回答下列问题.

温度(K)

CO2转化率/(%)
n(H2)
n(CO2)
500600700800
1.545332012
260432815
383623722
①上述反应的a
 
0(填“大于”或“小于”).
②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则反应产生的热量
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
③增大
n(H2)
n(CO2)
的值,则生成乙醇的物质的量
 
(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”).

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