题目内容

在化学平衡体系中，如果下列各选项的量发生变化，其中一定能表示平衡移动的是


  1. A.
    反应混合物的浓度
  2. B.
    反应物的转化率
  3. C.
    正逆反应速度
  4. D.
    反应混合物的压强
B
练习册系列答案
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天然气的主要成分是甲烷．在某平衡体系中存在CH4、H2O、CO、H2四种气体，其平衡常数表达式为k=
c(CO)?c3(H2)
c(CH4)?c(H2O) 
．已知温度、压强和水碳比[
n(H2O)
n(CH4)
]对甲烷转化反应的影响如图：

请回答下列问题：
（1）写出该可逆反应的化学方程式：
CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）

（2）根据图判断△H
＞
＞
0，△S
＞
＞
0（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）假设上述反应在恒容、恒温下进行，判断反应达到平衡状态时的标志是
AC
AC

A．CO减少的化学反应速率和H2O减少的化学反应速率相等
B．CO、H2O（g）、CH4、H2的浓度都相等
C．CO、H20（g）、CH4、H2的浓度都不再发生变化
D．正、逆反应速率都为零
（4）在图画出压强为2MPa时，CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线
．

天然气的主要成分是甲烷。在某平衡体系中存在CH4、H2O、CO、H2四种气体，

其平衡常数表达式为。已知温度、压强和水碳比[n(H2O)/n(CH4)]对甲烷转化反应的影响如下图：

    请回答下列问题：

   （1）写出该可逆反应的化学方程式：                   

   （2）根据图23—1判断△H          0，△S          0（选填“>”、“<”或“=”）。

   （3）假设上述反应在恒容、恒温下进行，判断反应达到平衡状态时的标志是         

        A．CO减少的化学反应速率和H2O（曲减少的化学反应速率相等

        B．CO、H2O（g）、CH4、H2的浓度都相等

        C．CO、H20（g）、CH4、H2的浓度都不再发生变化

        D．正、逆反应速率都为零 

   （4）在图23—2中画出压强为2 MPa时，CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线。

（14分）燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空气中，可采用以下措施对燃煤烟气进行处理。

（1）脱硝：选择性催化还原法的脱硝原理是在催化剂存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NOx）转化为无害气体，发生如下反应：

CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)   △H1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为         。

（2）脱硫：①石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的

空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。某电厂用煤400吨（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全

部转化成二氧化硫，用石膏湿法烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏         吨。

②新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox），由该铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：若2molZnFe2Ox与足量SO2可生成1.0molS，

则x＝         。

（3）脱碳：从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H3

①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体（物质的量之比均为1：3），

分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图11所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图12所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO2和1.5 molH2O(g) （保持温度不变），则此平衡将         移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）

               

③直接甲醇燃料电池结构如上图13所示。其工作时负极电极反应式可表示为         。

 

（10分）天然气的主要成分是甲烷。在某平衡体系中存在CH4、H2O、CO、H2四种气体，
其平衡常数表达式为。已知温度、压强和水碳比[n(H2O)/n(CH4)]对甲烷转化反应的影响如下图：

请回答下列问题：
（1）写出该可逆反应的化学方程式：                   
（2）根据图23—1判断△H         0，△S         0（选填“>”、“<”或“=”）。
（3）假设上述反应在恒容、恒温下进行，判断反应达到平衡状态时的标志是         

A．CO减少的化学反应速率和H2O（曲减少的化学反应速率相等
B．CO、H2O（g）、CH4、H2的浓度都相等
C．CO、H20（g）、CH4、H2的浓度都不再发生变化
D．正、逆反应速率都为零
（4）在图23—2中画出压强为2 MPa时，CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线。

下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K＝

它所对应反应的化学方程式为                                             。

已知在一定温度下，在同一平衡体系中各反应的平衡常数如下：

C(s)+CO2(g)  2CO(g)，K1

CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)，K2

C(s)+H2O(g)  CO(g)+H2(g)，K3

则K1、K2、K3之间的关系为                           。

(2)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

该反应的逆反应方向是         反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时CO的转化率为           。

(3)对于反应N2O4(g)2NO2(g)－Q（Q>0），在温度

为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化

曲线如图所示。下列说法正确的是　　   　　。

A．两种不同的温度比较：T1 > T­­­2

B．A、C两点的反应速率：A<C

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C     

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法实现

(4)如右图，采用NH3作还原剂，烟气以一定的流速通过两种不同催化剂，测量逸出气体中氮氧化物含量，从而确定烟气脱氮率，反应原理为：NO(g) + NO2(g) + 2NH3(g)  2N2(g) + 3H2O(g)

以下说法正确的是（注：脱氮率即氮氧化物转化率）

A．上述反应的正反应为吸热反应

B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响

C．曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高

D．催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮

 

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