题目
题型:不详难度:来源:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 |
B.混合气体的密度不变 |
C.混合气体的相对平均分子质量不变 |
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO) =" 0.2" mol/L,则CO的转化率为__________,此时的温度为__________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________。
a. 升温 b. 加入催化剂
c. 增加CO的浓度 d. 恒容下加入H2使容器内压强变大
e. 分离出甲醇 f. 恒容下加入惰性气体使容器内压强变大
(4)在250℃时,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量浓度见下表:
CO | H2 | CH3OH |
0.5 mol·L-1 | 2mol·L-1 | 6mol·L-1 |
(5)如图1所示,甲为恒容密闭容器,乙为恒压密闭容器。在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的H2和CO,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生上述反应,并维持反应过程中温度不变。在图2中标出甲、乙两容器中CO的转化率随时间变化的对应图像(在图2相应曲线右侧的框格中分别标注“甲”、“乙”)。
答案
(1)CDE(2分)
(2)① <(2分) ②80%(2分) 250℃(2分)
(3)d e(2分)
(4)< (2分)
(5)(2分)
解析
试题分析:(1)A、CH3OH的生成速率与CO的消耗速率都表示正反应速率,自始至终反应速率都按1:1进行,不能说明到达平衡,故A错误;
B、都为气体,容器的体积不变,混合气体的总质量不变,密度自始至终为定值,不能说明可逆反应到达平衡,故B错误;
C、混合气体的总质量不变,随反应进行,混合气体的总的物质的量减小,即平均相对分子质量减小,最后为定值,说明可逆反应到达平衡状态,故C正确;
D、CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化,说明可逆反应到达平衡状态,故D正确;
E、反应前后体积不相等,压强不变可作为判断化学平衡的依据,故E正确。
故选:CDE;
(2)①由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
②设一氧化碳的变化量为x,则
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
初始浓度(mol/L) 1 3 0
变化浓度(mol/L) 0.8 1.6 0.8
平衡浓度(mol/L) 0.2 2.4 0.8
则CO的转化率=0.8/1×100%=80%,平衡常数K= c(CH3OH)/ (c (CO]c(H2)2) =0.8/(0.2×2.42) =2.04,对照表,温度为250℃。
故答案为:80%;250℃;
(3)a.升高温度,平衡向逆反应移动,平衡时CO的转化率减小,故a错误;
b.加入催化剂,缩短到达平衡时间,平衡不移动,CO转化率不变,故b错误;
c.增加CO的浓度,平衡向正反应移动,平衡时CO的转化率减小,故c错误;
d.加入H2加压,平衡向正反应移动,平衡时CO的转化率增大,故d正确;
e.分离出甲醇,平衡向正反应移动,平衡时CO的转化率增大,故e正确;
f.加入惰性气体加压,反应混合物的浓度不变,变化不移动,故f错误。
故选:de;
(4)K=6/(0.5*22)=3,而平衡使K=2.401,故生成物的浓度大,即v(正)<v(逆)。
(5)甲、乙两容器中分别充入等物质的量的H2和CO,且甲、乙两容器初始容积相等,由图可知,甲的体积不变,乙的压强不变,则假定甲不变,乙中发生CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g),其体积减小,则相当于压强增大,化学平衡向正反应方向移动,乙容器中CO的转化率增大,但压强大,反应速率快,则达到平衡的时间变短,CO的转化率随时间变化的图象为。
点评:本题考查平衡状态判断、平衡移动、平衡常数、反应速率计算、热化学方程式、原电池、化学平衡图象等,是化学反应速率与化学平衡的综合题目,难度不大,注重基础知识的考查,(4)中电极反应式的书写为难点、易错点,可以先写出较为简单的正极反应式,利用总反应式减去正极反应式即为负极反应式。
核心考点
试题【工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) (1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__】;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
①、若为定容容器,n(NH3)=1.2mol ②、若为定容容器,n(NH3)>1.2mol
③、若为定压容器,n(NH3)=1.2mol ④、若为定压容器,n(NH3)<1.2mol
A.只有②③ | B.只有①③ | C.只有①④ | D.只有②④ |
A.A的质量不再发生变化 | B.混合气体的总物质的量不再发生变化 |
C.C的分子数目不再发生变化 | D.D的物质的量浓度不再发生变化 |
A.正反应是吸热反应 |
B.(m+n)<(p+q) |
C.压强增大,A的转化率减小 |
D.温度升高,A的转化率减小 |
(1)反应刚开始时:反应物浓度 (填“最大”或 “最小”。下同。),正反应
速率 。生成物浓度 ,逆反应速率 。
(2)反应进行中时:反应物浓度 (填“增大” 或“减少”或 “不变”,下同),
正反应速率 。生成物浓度 ,逆反应速率 。
(3)反应达到平衡后:反应物浓度 (填“改变”或“不变”,下同),生成物
浓度 。此时正反应速率与逆反应速率 (填“相等”或“不相等)。
则下列有关说法中正确的是
A.条件I、条件II时的反应温度不同,压强相同
B.条件I时可能未使用催化剂,条件II时可能使用了催化剂
C.条件III时的平衡混合物中,物质C的浓度等于0.6 mol·L-1
D.条件IV和条件II相比较,条件IV时可能缩小了容器体积
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