题目内容

向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）△H＜0，当达到平衡后，t1时刻改变反应的某一条件（混合气体总物质的量不变），造成容器内压强增大，则下列说法中正确的是（ ）

A．容器内气体的颜色变深，混合气体的密度增大
B．平衡不发生移动
C．I2（g）的转化率增大，H2的平衡浓度变小
D．改变条件前后，速率图象如图所示
【答案】分析：向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）△H＜0，当达到平衡后，t1时刻改变反应的某一条件，造成容器内压强增大，且混合气体总物质的量不变，故改变的条件为升高温度，升高温度正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，反应逆向移动，据此分析．
解答：解：向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）△H＜0，当达到平衡后，t1时刻改变反应的某一条件，造成容器内压强增大，且混合气体总物质的量不变，故改变的条件为升高温度，升高温度正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，反应逆向移动，
A．平衡向逆反应移动，I2的浓度增大，容器内气体的颜色变深，混合气体的总质量不变，容器的容积不变，故混合气体的密度不变，故A错误；
B．升高温度正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应移动，故B错误；
C．平衡向逆反应移动，I2（g）的转化率降低，H2的平衡浓度增大，故C错误；
D．升高温度正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，反应逆向移动，图象与实际相符合，故D正确；
故选D．
点评：本题考查化学反应速率与化学平衡的影响因素、化学平衡图象等，判断改变的条件为升高温度是解题的关键．
练习册系列答案
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碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点．一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应：W（s）+I2（g）?WI2（g）△H＜0为模拟上述反应，在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨，2min后反应达到平衡，测得碘蒸气浓度为0.005mol?L-1．请回答下列问题：

（1）前两分钟内碘蒸气的反应速率为
0.0225mol?L-1?min-1
0.0225mol?L-1?min-1
．
（2）能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
CE
CE
．
A．I2与WI2的浓度相等    B．容器内气体压强不再变化
C．W的质量不再变化     D．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
E．容器内混合气体的密度保持不变
（3）如图为该反应在450℃时的时间-速率图，则t2时刻改变的外界条件可能是
增大碘蒸气的浓度（或者充入碘蒸气）
增大碘蒸气的浓度（或者充入碘蒸气）
，若t4时刻将容器压缩至一半（各物质状态不变），保持该条件至t6，请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图，并在相应曲线上标上υ3（正）、υ3（逆）
（4）假设灯丝温度为660℃，灯泡壁温度为350℃．请根据化学反应原理分析在灯泡内充入碘能够延长钨丝寿命的原因
扩散到灯泡壁（低温区）的钨与I2（g）发生反应生成WI2（g），WI2（g）扩散到灯丝（高温区）重新分解出钨沉积到灯丝表面，从而延长钨丝使用寿命．
扩散到灯泡壁（低温区）的钨与I2（g）发生反应生成WI2（g），WI2（g）扩散到灯丝（高温区）重新分解出钨沉积到灯丝表面，从而延长钨丝使用寿命．
．
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叫煤化工．
（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）△H=+131.3kJ?mol-1．
①该反应在常温下
不能
不能
自发进行（填“能”或“不能”）；
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
bd
bd
（填字母，下同）．
a．容器中的压强不变        b．1mol H-H键断裂的同时，断裂2mol H-O键
c．c（CO）=c（H2）        d．密闭容器的容积不再改变
③若在一容积不变的密闭容器中，发生上述反应，充入N2，则平衡
不
不
（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
若在一容积可变的密闭容器中，发生上述反应，充入N2，则平衡
正向
正向
（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为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 6
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
0.13mol/（L．min）
0.13mol/（L．min）
（取小数点后两位）；
②该反应为
放热
放热
（填“吸热”或“放热”）反应，实验2的化学平衡常数K=
0.17
0.17
（取两位有效数字）
（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）△H＜0．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是
c
c
（填写序号字母）．
a．及时分离出CH3OH气体                
b．适当升高温度
c．保持容器的容积不变，再充入1mol CO2和3mol H2
d．选择高效的催化剂．
碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点．一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应：
W（s）+I2（g）?WI2（g）△H＜0
为模拟上述反应，在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨，2min后反应达到平衡，测得碘蒸气浓度为0.005mol?L-1．请回答下列问题：
（1）前两分钟内碘蒸气的反应速率为
0.0225mol?L-1?min-1
0.0225mol?L-1?min-1
．
（2）能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
CDE
CDE
．
A．I2与WI2的浓度相等      B．容器内气体压强不再变化
C．W的质量不再变化
D．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
E．容器内混合气体的密度保持不变
（3）下图为该反应在450℃时的时间-速率图，则t2时刻改变的外界条件可能是
增大碘蒸气的浓度
增大碘蒸气的浓度
，若t4时刻将容器压缩至一半（各物质状态不变），保持该条件至t6，请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图，并在相应曲线上标上υ3（正）、υ3（逆）

（10分）碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点。一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应：

W（s）+ I2（g） WI2（g）ΔH<0

为模拟上述反应，在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨，2min后反应达到平衡，测得碘蒸气浓度为0.005 mol·L-1。请回答下列问题：

（1）前两分钟内碘蒸气的反应速率为     ▲   。

（2）能够说明上述反应已经达到平衡状态的有     ▲   。

A．I2与WI2的浓度相等

B．容器内气体压强不再变化

C．W的质量不再变化

D．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等

E．容器内混合气体的密度保持不变

（3）下图为该反应在450℃时的时间—速率图，则t2时刻改变的外界条件可能是     ▲      ，若t4时刻将容器压缩至一半（各物质状态不变），保持该条件至t6，请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图，并在相应曲线上标上υ3(正)、υ3(逆)

   t0    t1     t2     t3    t4      t5    t6    t

（4）假设灯丝温度为660℃，灯泡壁温度为350℃。请根据化学反应原理分析在灯泡内充入碘能够延长钨丝寿命的原因   ▲     。

 

人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。

I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入_________极（填“阴”或“阳”） ；向另一电极通入N2，该电极的反应式为__________________________。

II.据报道，在一定条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH3，相应的反应方程式为：2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)   △H＝Q。

（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。

（2）取五份等体积N2和H2O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的Q________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______（选填字母代号），图中△H的绝对值为1530kJ·mol-1。

III.目前工业合成氨的原理是：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)    △H＝－93.0kJ/mol。

回答下列问题：

（1）结合II中的数据，则O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)的△H＝______________。

（2）在一定温度下，将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。

①达平衡时，H2的转化率α1＝______________。

②在相同条件下，若起始时只将NH3置于该容器中，达到平衡状态时NH3的转化率为α2，当α1＋α2＝1时，则起始时NH3的物质的量n(NH3)＝_____________mol。

 

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