(10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碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ?mol-1,ΔS=+133.7J?(K?mol) -1
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 molH—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 | 5 |
| 2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
| 3 | 900 | a | b | c | d | t |
②该反应的逆反应为 (填“吸”或“放”)热反应
(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)
a.升高温度
b.充入He(g
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1mol CO2和3mol H2
(11分)在一定温度下,向一个容积不变的密闭容器中加入 2 molA 和 2 molB ,发生反应:2A(g) + B(g)
3C( g) ΔH=-a kJ/mol(a>0),达到平衡时放出的热量为 bkJ,B的体积分数为ω1%。试回答:
(1)该反应平衡常数K表达式为________________________。 a与b的关系是a b(填“>”、“<”、“=”)。
(2)若升高温度,平衡常数K__________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),达到平衡时B的体积分数_________。
(3)下列说法中能表明该反应已达到平衡状态的是_________。
| A.温度和体积一定 |
| B.温度和体积一定时,某一物质浓度不再变化 |
| C.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化 |
| D.温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化 |
(7分)在10℃和2×105Pa的条件下,反应aA(g) + bB(g)
cC(g)建立平衡后再逐步增大体系的压强(温度不变)。下表列出了不同压强下反应建立平衡时物质A的浓度:
| 压强(Pa) | 2×105 | 4×105 | 8×105 |
| A的浓度(mol/L) | 0.085 | 0.15 | 0.40 |
根据表中数据回答:
(1)压强从2×105Pa增加到4×105Pa时,平衡向 反应方向移动(填“正”、“逆”)。
(2)压强从4×105Pa增加到8×105Pa时,平衡向 反应方向移动(填“正”、“逆”),
可能原因是 。
(3)在10℃和2×105Pa的条件下,能作为该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中气体的密度不变 b.混合气体中c(A)不变
c.v正(A)·b=v逆(B) ·a d.混合气体的平均相对分子量不变
(12分)已知下列反应:
① N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
② 4NH3(g)+5O2(g)=====4NO(g)+6H2O(g);ΔH<0
(1)在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量______(填“<”“>”“=”)92.4kJ,理由是______________________________ ____;
(2)为有效提高氢气的转化率,理论上可采取的措施有__________;
| A.降低温度 | B.最适合催化剂活性的适当高温 | C.增大压强 | D.降低压强 |
(3)反应②的化学平衡常数表达式K=________________________,
温度降低时,K值______________(填“增大”、“减小”或“无影响”
(4)在0.5L的密闭容器中,加入2.5mol N2和 7.5mol H2,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的总物质的量为6 mol,则平衡时氮气的转化率=