题目内容

在反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)中，一定条件下加入CO、H2O(g)各1 mol，平衡时有的CO转化为CO2，若保持条件不变，加入1 mol CO、2 mol H2O(g)，则达到平衡时，CO2在混合气体中的体积分数为

[　　]

A．

22.2％

B．

28.2％

C．

33.3％

D．

37.8％

答案：B
解析：

假设加入1 mol CO、2 mol H2O(g)时，CO中仍有转化，可求得平衡时，ψ(CO2)＝22.2％；假设加入1 mol CO、2 mol H2O(g)时，CO的转化率为100％，可求得平衡时ψ(CO2)＝33.3％．故实际ψ(CO2)介于22.2％和33.3％之间，所以B选项正确．


练习册系列答案
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光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。

已知COCl2(g) Cl2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：

(1)化学平衡常数表达式K＝________，计算反应在第8 min时的平衡常数K＝________；

(2)比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“<”、“>”或“＝”)；

(3)若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝________；10～12 min内CO的平均反应速率为v(CO)＝________；

(4)比较产物CO在2～3min、5～6min和12～13min时平均反应速率(平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13))的大小________________。

 

（1）请完成该反应的离子方程式：

  C +      MnO4- +      H+   —     CO2↑+      Mn2+ +     H2O

（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中。进行反应CO(g ) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)得到如下两组数据：

实验编号

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

 

①实验1从开始到达到化学平衡时，以v（CO2）表示的反应速率为         。（精确到0.01）

②该反应为    （填“吸”或“放”）热反应，实验2中达平衡时 CO的转化率为        。

（3）在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(g) + nB(g)  pC(g) ,在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表

压强p/Pa

2×105

5×105

1×106

c(A)/mol·L-1

0.08

0.20

0.44

 

①当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，平衡         移动（填：向左， 向右 ，不）

②当压强从5×105 Pa增加到1×106 Pa时，该反应平衡常数表达式为K=       。⑷在25℃下，向浓度为0.1mol·L-1的FeCl3溶液中逐滴加入氨水，调节溶液pH为 5时，溶液中c（Fe3+）为              mol/L 。（已知25℃时   Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38）

 

 

(12分)氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究。

（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。

C(s) + H2O(g)H2(g) + CO(g)，  ΔH = +131.3 kJ·mol－1，ΔS = +133.7 J·mol－1·K－1

该反应在低温下能否自发进行        （填：“能”或“否”）。

（2）已知在400℃时，N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g)的K=0.5,

①2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=       （填数值）。

②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N2)正        v(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）

（3）在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是        （填字母） 。

A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1

B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P1＞P2

C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2

D．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能，1＞2

 

（12分）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为：

C(s)＋H2O(g)  CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol，ΔS＝＋133.7 J/(K·mol)。

①该反应能否自发进行与________________有关。

②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母，下同)。

a．容器中的压强不变

b．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键

c．v正(CO)＝v逆(H2O)

d．c(CO)＝c(H2)

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：

实

验

组

温

度

/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

2

4

1.6

2.4

5

2

900

1

2

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为__________。

②该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应。

③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等)，且t<3 min，则a、b应满足的关系是____________________(用含a、b的数学式表示)。

(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ/mol)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，下列措施中能使 c(CH3OH)增大的是　　　 。

a．升高温度                      b．充入He(g)，使体系压强增大

c．将H2O(g)从体系中分离出来      d．再充入1 mol CO2和3 mol H2

 

(16分)应用化学反应需要研究化学反应的条件、限度和速率。

（1）已知反应：Br2＋2Fe2＋＝2Br－＋2Fe3＋ ，向10 mL 0.1 mol·L－1的FeBr2溶液中通入0.001 mol Cl2，反应后，溶液中除含有Cl-外，还一定有           (填序号)。

①含Fe2+，不含Fe3+② 含Fe3+，不含Br-③ 含Fe3+，还含有Br-

（2）773 K、固定体积的容器中,反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)过程中能量变化如下图。曲线Ⅱ表示使用催化剂时的能量变化。若投入a mol CO、2a mol H2，平衡时能生成0.1a mol CH3OH，反应就具工业应用价值。

①若按上述投料比使该反应具有工业应用价值，CO的平衡转化率最小为           ；

②在容器容积不变的前提下，欲提高H2的转化率，可采取的措施(答两项即可)                            、                            ；

③下列与催化剂有关的说法中，正确的是        (填字母序号)。

a. 使用催化剂，使反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)  ΔH>－91 kJ·mol－1

b. 使用催化剂, 能够提高反应物转化率

c. 使用催化剂，不能改变反应的平衡常数K

（3）高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。我国学者提出用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案，装置如右图所示。

① Ni作            (填“阴”或“阳”) 极；

②Ni电极的电极反应式为：                                 。

（4）氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是HNO3发生的一个还原过程的反应式：NO-3＋4H＋＋3e－→NO＋2H2O

①KMnO4、HCl、Fe(NO3)2、CuO、KI五种物质中的            (填化学式)能使上述还原过程发生。

②欲用下图装置通过测定气体生成量测算硝酸被还原的速率，当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后，可以通过测定                      推(计)算反应速率。

 

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