题目
题型:不详难度:来源:
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表。甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
组分 | 物质的量/mol |
HCOOCH3 | 1.00 |
H2O | 1.99 |
HCOOH | 0.01 |
CH3OH | 0.52 |
(1)上述反应的平衡常数表达式为K=_______________________。
(2)计算15~20min范围内:甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率为 mol/min;80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为___________ mol/min。
(3)依据以上数据,推断该反应在10min后反应速率迅速加快的原因: 。
(4)其他条件不变,提高温度为T2,在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
答案
(2)0.045 , 9.0×10-3, 0(3分)
(3)该反应中甲酸具有催化作用,甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大。(2分)
(4)(2分)
解析
试题分析:
(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,平衡常数。
(2)根据图中的转化率可知,15min时甲酸甲酯的转化率是6.7%,则消耗甲酸甲酯的物质的量是0.067mol。20min时甲酸甲酯的转化率是11.2%,则消耗甲酸甲酯的物质的量是0.112mol,所以在15~20min内甲酸甲酯减少了0.112mol-0.067mol=0.045。则甲酸甲酯的平均反应速率为0.045mol÷5min=0.009mol/min;根据图像可知,80min后反应物的转化率不再发生变化,说明反应已经达到平衡状态,则80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为0。
(3)由于在该反应中甲酸具有催化作用,随着反应的进行,甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大。
(4)正反应是吸热反应,所以升高温度,反应物的转化率增大。且反应速率快,达到平衡的时间少,即图像是(见答案)。
核心考点
试题【甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3 + H2O HCOOH + CH3OH – Q(Q>0)某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)】;主要考察你对化学平衡状态的判断等知识点的理解。[详细]
举一反三
完成下列填空:
(1)该反应平衡常数的表达式K= ;若反应容器的容积为2L,8min后达到平衡,测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol,则HCl的平均反应速率为 mol/L∙ min。
(2)若该反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达平衡时,下列叙述正确的是 。
a.v (HCl)="2" v(Cl2)
b.4v正(HCl)= v逆(O2)
c.又加入1mol O2,达新平衡时,HCl的转化率增大
d.分离出H2O,达新平衡时,v正(HCl)增大
(3)下图是该反应两种投料比[n (HCl):n (O2)分别为4:1和2:1 ] 下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。下列叙述正确的是 。
a.该反应的正反应是放热反应
b.其他条件不变,升高温度,平衡常数K值增大
c.若平衡常数K值变大,达新平衡前v逆始终减小
d.若平衡常数K值变大,则平衡向正反应方向移动
(4)投料比为4:1、温度为400℃时,平衡混合物中Cl2的物质的量分数是 。
(1)已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:,它所对应反应的化学方程式是
_________________________________。
(2)合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)+90.8kJ,t℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应l0min后测得各组分的浓度如下:
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度(mol/L) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
①该时间段内反应速率v(H2)=
②比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)
③反应达到平衡后,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡向 (填“逆向”、“正向”或“不”)移动,平衡常数K (填“增大”、“减小” 或“不变”)。
(3)固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程:N2 (g) + O2 (g) →2NO (g) -180.8 kJ,工业合成氨则是人工固氮。分析两种固氮反应的平衡常数,下列结论正确的是 。
反应 | 大气固氮 | 工业固氮 | ||||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 350 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
A.常温下,大气固氮很难进行,而工业固氮却能非常容易进行
B.模拟大气固氮应用于工业上的意义不大
C.工业固氮时温度越低,氮气与氢气反应越完全
D.K越大说明合成氨反应的速率越大
A.通入氦气使密闭容器中压强增大,平衡向正反应方向移动 |
B.增加X的物质的量,混合气体的密度减小 |
C.降低温度,混合气体的平均相对分子质量增大 |
D.X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍 |
A.101KPa、120℃时,该反应的平衡常数表达式 |
B.断裂lmolC=O、2molH—H所吸收的能量小于形成2molC—H、2molO—H所释放的能量 |
C.300℃时,从反应开始达到平衡的这段时间,化学反应速率 |
D.其它条件不变,减小容器体积,二氧化碳的平衡转化率增大,平衡常数不变 |
A.升高温度 | B.增大容器体积 |
C.降低c(NH3) | D.将三种物质浓度均增大到原来的2倍 |
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