- 影响化学反应速率的因素
- 共2373题
在不同温度下,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K如下表:
(1)该反应的△H______0。(填“>”、“=”或“<”)。若到达平衡后升高温度,则
CO2的转化率将______,正反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)850℃时发生上述反应,CO2的转化率随时间变化如图所示。其他条件相同时,请在下图中画出700℃时CO2的转化率随时间变化的示意图(注明必要的标示)。
(3)在850℃时发生上述反应,以下表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正方向移动的组是______(填代号),平衡后与C中各物质的百分含量相等的组有__________(填代号 )
(4)850℃时,在1L的密闭容器中分别充入2mol的CO2和H2,计算反应到达平衡时CO的物质的量浓度。(写出计算过程)
正确答案
(1)<;减小;增大
(2)
(3)AD;BD
(4)解: 设平衡时CO的浓度为x
解得:x =1 即平衡时c(CO) =1 mol/L
在全球一致倡导低碳经济的大背景下,对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除氧化物对环境的负面影响。
(1)以CO和O2为电极燃料,以KOH溶液为电解质组成燃料电池,请写出该电池的负极反应式__________________________。
(2)25℃时,1 mol 石墨和1 mol CO完全燃烧放出热量分别为393.5 kJ、283.0 kJ。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式____________________________。
(3)25℃时,反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的平衡常数K=1.72×10-46。在一个体积可变的密闭容器中充入一定量CO2、CO、O2的混合气体,以下说法正确的是________。
A.要使容器中的反应开始时向CO2分解的方向进行,起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是[c(CO)·c(O2)]/c(CO2)<1.72×10-46
B.达平衡后,其他条件不变时,升高温度或增加容器的压强,平衡均逆向移动
C.平衡常数K随温度的升高而增大
D.平衡常数K随压强的增大而减小
(4)25℃时,在一个保持恒温恒容的密闭容器中充入一定量CO2、CO、O2的混合气体,从起始到t1时刻达到平衡状态,速率变化如图所示。在t2时刻再加入一定量的CO2后于t3时刻达到新的平衡,请画出t2~t3的速率变化图(需标出v正,v逆)。
正确答案
(1)CO-2e-+4OH-===CO32-+2H2O
(2)C(石墨,s)+1/2O2(g)===CO2(g);△=-110.5 kJ/mol
(3)C
(4)
铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
①该反应的平衡常数表达式为:K=__________。
②该温度下,在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10 min后,生成了单质铁11.2g。则10 min内CO的平均反应速率为______________。
(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态:①________;②________。
(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是____________________。
正确答案
(1)①;②0.015 mol·L-1·min-1
(2)①CO(或CO2)的生成速率与消耗速率相等;②CO(或CO2)的质量不再改变(或CO(或CO2)的物质的量浓度不再改变)
(3)b
如何降低大气中CO2含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。
(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3.25molH2在一定条件下反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示:
①从反应开始到3min,氢气的平均反应速率v(H2)=__________;
②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是_________。
A.在原容器中再充入1molCO2 B.在原容器中再充入1molH2 C.在原容器中充入1mol氦气
D.使用更有效的催化剂 E.缩小容器的容积 F.将水蒸气从体系中分离
(2)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×10-5mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3+H+的电离平衡常数 K=__________ 。(已知:10-5.6=2.5×10-6)
(3)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料,其热化学反应方程式为
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH=a kJ/mol,在一定压强下,测得该反应的实验数据如下表。请根据表中数据分析
①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。
②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则反应产生的热量________(填“增大”、“减小”或“不变)。
③增大的值,则生成乙醇的物质的量____(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。
正确答案
(1)①0.25mol/Lmin;②BEF
(2)4.2×10-7(3)①小于;②不变;③不能确定
甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),并在一定条件下发生如下反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ 测得CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
①当压强为P1,温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H2表示0~5min内的平均反应速率为_ 。
②图中的P1_ _P2(填“<”、“>”或“=”)。
③100℃时该反应的平衡常数为_ _。
④在其它条件不变时降低温度,反应I的逆反应速率将_ _(填“增大” “减小”或“不变”),反应 移动(填“向正方向”、“向逆方向”或“不”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,其反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……II
①则该反应的△H_ _0,△S_ _0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_ _。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
正确答案
(1)①0.003mol·L-1·min-1;②<;③2.25 ×10-4;④减少;向逆反应方向
(2)①<;<;②BD
③
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