题目
题型:不详难度:来源:
温 度(℃) | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
(1)①写出工业合成氨的化学方程式_________________________________________。
②由上表数据可知该反应为放热反应,理由是_____________________________________。
③理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是。(填序号)
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)CO(g) + 3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1________P2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为_____________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为______,该温度下反应的平衡常数K值为_________。
②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_____________(填序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1: 16 : 6 : 6
答案
③a、d(2分) (2)①<(2分)②吸热(2分)
(3)①60 %(2分) 9/4或2.25(2分) ②c和d(2分)
解析
试题分析:(1)①工业上利用氮气和氢气在一定条件下发生化合反应制备氨气,所以工业合成氨的化学方程式为N2 + 3H22 NH3。
②根据表中数据可知,随着温度的逐渐升高,平衡常数逐渐减小。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。
③合成氨是体积减小的放热的可逆反应,则a、增大压强,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,a正确;b、催化剂只能改变反应速率,而不能改变平衡状态,所以使用合适的催化剂不能改变氢气的转化率,b不正确;c、升高温度,平衡向逆反应方向移动,氢气的转化率降低,c不正确;d、及时分离出产物中的NH3,降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动,氢气转化率增大,d正确,答案选ad。
(2)①根据方程式可知正方应是体积增大的可逆反应,因此增大压强平衡向逆反应方向移动,甲烷的平衡含量增大。根据图像可知,在温度相同时P2曲线对应的甲烷含量高,所以压强关系是P1<P2。
②根据图像可知,在压强恒定时,随之温度的升高,甲烷的含量降低。这说明升高温度平衡向正反应方向移动,即正方应是吸热反应。
(3)① CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g)
起始浓度(mol/L) 0.2 0.2 0 0
转化浓度(mol/L) 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡浓度(mol/L) 0.08 0.08 0.12 0.12
所以根据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可知,该温度下平衡常数K===。
平衡时CO的转化率=×100%=60%。
②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),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,据此可以判断。A、该反应是体积不变的可逆反应,因此反应前后压强始终是不变,所以容器内压强不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,a不正确;b、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,即密度始终是不变的,所以混合气体的密度不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,b不正确;c、单位时间内生成a mol CO2的同时必然同时生成amol氢气,又因为消耗a mol H2,这说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,c正确;d、混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1: 16 : 6 : 6,此时Q===,所以反应达到平衡状态,d正确,答案选cd。
核心考点
试题【合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:温 度(℃)360440520K值0.0360.0】;主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,达到新平衡时A的浓度为原来的2.2倍,则m+n<p+q
B.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m:n
C.若m+n=p+q,则向含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2a mol
D.保持其它条件不变,升高温度,平衡向正反应方向移动
2SO2(g)十O2(g) 2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1
(1)能够说明在恒温恒容条件下,上述反应已经达到化学平衡状态的是 (填序号)。
A.每生成1mol SO3的同时生成0.5mol O2
B.容器中混合气体的密度不变
C.SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2
D.容器中气体总压强不变
(2)400℃,1.01×105Pa下,上述反应中n(SO3)和n(O2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是 (填序号)。
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡状态
C.点d和点e处的n(O2)相同
D.500℃,1.01×105Pa下,反应达到平衡时,n(SO3)比图中e点的值大
(3)已知该反应的K(400℃)=7200mol-1·L。在400℃时,容积为1.0L的密闭容器中充入0.05mol SO2(g)和0.03mol O2(g),反应一段时间后,有0.04mol SO3生成。此时,该反应 (填“是”、“否”或“无法判断”)达到化学平衡状态,理由是 。
2SO2+O22SO3 △H<0。当气体的物质的量减少0.5mol时反应达到平衡。下列叙述正确的是
A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡 |
B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 |
C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,会得到两种白色沉淀 |
D.该反应过程中转移了2mol电子 |
2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.4kJ/mol
实验测的起始、平衡时的有关数据如下表:
容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 平衡时反应中的能量变化 | ||
NH3 | N2 | H2 | ||
① | 2 | 0 | 0 | 吸收热量akJ |
② | 0 | 1 | 3 | 放出热量bkJ |
③ | 4 | 0 | 0 | 吸收热量ckJ |
下列叙述正确的是
A.热量关系:a=b
B.反应的平衡常数:③>①>②
C.达平衡时H2的体积分数:①>③
D.①中的密度不再改变时说明反应已达到平衡状态
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=_____________,△H________0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过l0 min达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=" _________" 、CO的平衡转化率= _____________:
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是_____________。
A.减少Fe的量 |
B.增加Fe203的量 |
C.移出部分CO2 |
D.提高反应温度 |
F.加入合适的催化剂
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