题目
题型:不详难度:来源:
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3.25 mol H2,在一定条件下发生反应,测定CO2、CH3OH(g)和H2O (g)的浓度随时间变化如图所示:
①写出该工业方法制取甲醇的化学反应方程式 。
②从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v (H2)= 。
③该条件下CO2的转化率为 。当温度降低时CO2的转化率变大,则该反应 0(填“>”“<”或“=”)。
④下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 | B.充入氮气 | C.将水蒸气从体系中分离 | D.用更有效的催化剂 |
Ⅱ.研究NO2 、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。其中氮元素有着多变价态和种类多的化合物,它们在工农业生产、生活中发挥着重要的作用。完成下列问题:
(1)已知:2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH=" —196.6" kJ·mol―1
2NO(g) + O2(g)2NO2(g) ΔH= —113.0 kJ·mol―1
则反应NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) 的ΔH= 。
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,
①下列能说明反应达到平衡状态的是 (填序号) 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.相同时间内,每消耗1 molNO2的同时消耗1 mol SO3
②当测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1: 6,则平衡常数K= 。
答案
|
(2)CH3OH-6 e- + 8OH- =CO32- + 6H2O(2分)
II.(1)-41.8 kJ·mol-1(2分)(2)①b d(2分) ②8/3或2.67(2分)
解析
②平衡时生成甲醇是0.75mol/L,所以根据方程式可知,消耗氢气是0.75mol/L×3=2.25mol/L,因此其反应速率是2.25mol/L÷10min=0.225。
③根据图像可知,消耗CO2是0.75mol/L,素其转化率是0.75mol/L÷1.0mol/L×100%=75%。温度降低时CO2的转化率变大,说明降低温度平衡向正反应方向移动,所以正反应是放热反应。
④升高温度平衡向逆反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)降低,A不正确。充入氮气,平衡不移动,B不正确。将水蒸气从体系中分离,相当于降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,C周期。催化剂不能影响平衡状态,D不正确,答案选C。
(2)原电池中负极失去电子,所以甲醇在负极通入。由于电解质溶液显碱性,所以负极电极反应式为CH3OH-6 e- + 8OH- =CO32- + 6H2O
II.(1)考查盖斯定律的应用。(①-②)÷2即得到O2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g),所以反应热是(—196.6 kJ·mol―1+113.0 kJ·mol―1)÷2=-41.8 kJ·mol-1.
(2)①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。颜色深浅和浓度有关系,所以b正确。反应前后羰基不变,所以压强也是随着不变的,a不正确。平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,所以c不正确。d中反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,正确。答案选bd。
② NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g)
起始量(mol) 1 2 0 0
转化量(mol) x x x x
平衡量(mol) 1-x 2-x x x
所以有(1-x)︰(2-x)=1︰6,解得x=0.8,所以平衡常数是。
核心考点
试题【 (14分)Ⅰ.2011年11月28日至12月9日,联合国气候变化框架公约第17次缔约方会议在南非德班召开,随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大】;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
其中a、c二步的化学方程式可表示为:
SO2+V2O5SO3+ V2O4
4VOSO4+O22V2O5+4SO3。
该反应的催化剂是 (写化学式)
(2)压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
压强/MPa 温度/℃ | 0.1[ | 0.5 | 1 | 10 |
400 | 99.2% | 99.6% | 99.7% | 99.9% |
500 | 93.5% | 96.9% | 97.8% | 99.3% |
600 | 73.7% | 85.8% | 89.5% | 96.4% |
(3)550 ℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10M Pa。试计算反应2SO32SO2+O2 在550 ℃时的平衡常数K= 。
反应达平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是
A.升高温度 B.充入He(g),使体系总压强增大
C.再充入2 mol SO2和1 mol O2 D.再充入1 mol SO2和1 mol O2
(4)SO3溶于水得到硫酸。在25°C下,将x mol·L-1的氨水与y mol·L-1的硫酸等体积混合,反应后溶液中显中性,则c(NH4+) 2 c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数 。
| 反应前各物质的物质的量/mol | ||
A | B | C | |
甲 | 1 | 3 | 0 |
乙 | 0 | 0 | 2 |
丙 | 1.5 | 4.5 | 1 |
A.乙中5min内C的反应速率为0.12mol/(L·min)
B.达到平衡时,丙中A的浓度是甲中的2倍
C.丙中反应的平衡常数大于甲中反应的平衡常数
D.达到平衡时,甲乙两容器中C的物质的量百分含量相等
3M (g) + N (g) xP (g) +2Q (g),5min反应达到平衡,已知M的转化率为50%,P的反应速率为0.15mol·L-1·min-1,则下列说法正确的是()
A.方程式中x=2 |
B.达平衡后,容器内压强是反应起始时的2倍 |
C.向容器中再充入3.0molM和2.5molN,达新平衡时Q 的体积分数减小 |
D.容器内混合气体的密度不再变化和平均相对分子质量不再变化均可作为达到平衡状态的标志 |
A.10.7 | B.8.5 | C.9.6 | D.10.2 |
A.①②③④⑤⑥ | B.①②③⑤⑥ | C.①②⑤⑥ | D.①② |
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