题目内容

【题目】在一定温度和体积固定的密闭容器中,可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) (无色)达平衡状态,该状态下,说法不正确的是(  )

A. 可逆反应停止 B. I2浓度不再变化

C. HI浓度不再变化 D. 混合气体颜色不再变化

【答案】A

【解析】

A.可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等但不等于0,反应也没有停止,是一个动态平衡,故A错误;

B. 在一定条件下,反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,平衡时I2浓度不再发生变化,说明达到平衡状态,故B正确;

C.在一定条件下,反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,平衡时HI浓度不再发生变化,说明达到平衡状态,故C正确;

D.在反应混合物中I2(g)是紫色气体,其它都是无色气体。如果反应未达到平衡,则I2(g)的浓度就要发生变化,混合气体的颜色就要改变。若反应达到平衡,则气体的颜色就不会发生变化。因此混合气体的颜色不再改变能作为判断反应达到平衡的标志,故D正确。

故选D。

练习册系列答案
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【题目】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。

完成下列填空:

(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

已知H2的体积分数随温度的升高而增加。

若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)

v正

v逆

平衡常数K

转化率α





(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:


[CO2]/mol·L-1

[H2]/mol·L-1

[CH4]/mol·L-1

[H2O]/mol·L-1

平衡Ⅰ

a

b

c

d

平衡Ⅱ

m

n

x

y

a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。

(3)碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11

草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5

0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(选填“大于”“小于”或“等于”)

等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是___________。

若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。(选填编号)

a.[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>span>[CO32-] b.[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]

c.[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-] d.[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]

(4)人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++ HCO3-H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。

________________________________

【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJmol-1 I

CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2 II

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:

T(K)

催化剂

CO2转化率(%)

甲醇选择性(%)

543

Cat.1

12.3

42.3

543

Cat.2

10.9

72.7

553

Cat.1

15.3

39.1

553

Cat.2

12.0

71.6

[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比

已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJmol-1和-285.8kJmol-1。

②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJmol-1

请回答(不考虑温度对△H的影响):

(1)反应I的平衡常数表达式K=______;反应II的△H2=______kJmol-1.

(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__________。

A.使用催化剂Cat.1 B.使用催化剂Cat.2

C.降低反应温度 D.投料比不变,增加反应物的浓度

E.增大 CO2和H2的初始投料比

(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___________________________。

(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图_________。

(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在______极,该电极反应式是_________。

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