题目内容

(8分)对可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)达到平衡时,各物质的物质的量浓度满足以下关系:=K(为一常数),K称为化学平衡常数,其反应的K值只与温度有关。现有反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-Q kJ·mol-1。在850℃时,K=1。

(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K 1(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2,则:①当x=5.0时,上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是 。

(3)在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a b(填“大于”“小于”或“等于”)。

 

(1)小于 (2)①逆反应 ②x<3.0 (3)小于

【解析】

试题分析:(1)由于该反应的正反应是放热反应,所以升高温度,根据平衡移动原理,平衡向吸热反应方向移动,所以该反应向逆反应方向移动,所以若升高温度到950℃时,达到平衡时K<1;(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2,则:①当x=5.0时,,所以上述平衡向逆反应方向移动;②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则各种生成物的浓度的乘积与各种反应物浓度的乘积的比应该小于1,, x应满足的条件是x<3.0;(3)在其它条件不变时,增大生成物的浓度,平衡逆向移动,但是平衡移动的趋势是微弱的,投入量远大于平衡移动消耗量,所以在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a<b。

考点:考查可逆反应化学平衡常数的计算、平衡状态的判断、反应进行的方向性等知识。

 

练习册系列答案
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利用太阳能分解水产生H2,在催化剂作用下H2与CO2反应合成CH3OH,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ·mol-1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1。

请回答下列问题:

⑴ 用太阳能分解18g水,需要消耗的能量为 kJ。

⑵ 液态CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学方程式为 。

⑶ CO2合成燃料CH3OH是碳减排的新方向。在容积为2 L的密闭容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,由CO2和H2合成甲醇,反应式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300 ℃):

①下列说法正确的是

A.温度为T2时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为: v(CH3OH)=nB/tB mol·(L·min)-1

B.T2>T1,T2平衡时,甲醇产量变少,所以该反应为放热反应

C.该反应在T2时的平衡常数比T1时的平衡常数大

D.处于A点的反应体系从T1变到T2,平衡逆向移动

②能判断该反应已达化学反应限度标志的是 (填字母。

A.H2的百分含量保持不变

B.容器中CO2 浓度与H2浓度之比为1: 3

C.容器中混合气体的密度保持不变

D.CO2消耗速率与CH3OH生成速率相等

⑷科学家致力于CO2的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以体积比1∶4比例混合通入反应器,适当条件下,反应可获得一种能源。完成以下化学方程式,就能知道该种能源。

CO2+4H2 2H2O + 。

⑸ 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,总反应式为:2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,则正极的反应式为 ;负极的反应式为 。

 

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