- 化学平衡
- 共20016题
T℃时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:K=,有关该平衡体系的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据平衡常数表达式可知反应方程式为2Z(g)+2W(g)⇌X(g)+2y(g),则
A.由于反应的吸放热未知,则温度变化,平衡常数的变化不能判断,故A错误;
B.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,说明气体的物质的量增多,平衡向逆反应方向移动,则说明正反应为放热反应,故B正确;
C.增大压强,平衡向正反应方向移动,W(g)体积分数减小,故C错误;
D.增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动,故D错误.
故选B.
已知:N2O4(g)⇌2NO2(g)△H=+52.70kJ•mol-1.在恒温、恒容的密闭容器中进行上述反应,达到平衡时,描述中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、恒温恒容条件下,若再向容器内继续通入少量N2O4,增大反应物的浓度,则平衡向正反应方向移动,故A正确;
B、恒温恒容条件下,若再向容器内继续通入少量N2O4,相当于在原来的体系上加压,平衡逆向移动,新平衡时,NO2的体积分数小于原平衡时NO2的体积分数,故B正确;
C、恒温恒容条件下,容器中气体的平均相对分子质量=,质量增加的程度大于物质的量增加的程度,所以气体的平均相对分子质量增大,故C正确;
D、恒温恒容条件下,保持体积不变,加入少许N2O4,生成物二氧化氮的浓度增大,颜色加深,根据知道质量变大,V不变,所以密度增大,故D错误;
故选D.
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:
(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5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08mol•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.
正确答案
解:(1)①合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3,故答案为:N2+3H2
2NH3;
②图表中平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向是放热反应;
故答案为:随温度升高,反应的平衡常数K减小;
③反应是N2+3H22NH3,反应是气体体积减小的放热反应,为了增大平衡时H2的转化率,平衡正向进行分析,
a.增大压强,平衡正向进行,氢气转化率增大,故a符合;
b.使用合适的催化剂,改变反应速率,不能改变平衡,氢气转化率不变,故b不符合;
c.升高温度平衡逆向进行,氢气转化率减小,故c不符合;
d.及时分离出产物中的NH3,平衡正向进行,氢气转化率增大,故d符合;
故答案为:ad;
(2)①依据图象变化分析,相同温度下,CH4(g)+H2O (g)═CO(g)+3H2(g),反应是气体体积增大的反应,压强越大,平衡逆向进行,甲烷平衡含量越高,所以P2>P1;故答案为:<;
②压强一定,温度升高,甲烷平衡含量减小,平衡正向进行,正反应为吸热反应;
故答案为:吸热;
(3)①依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度,℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08mol•L-1,
CO(g)+H2O(g)═CO2 (g)+H2(g)
起始量(mol/L) 0.2 0.2 0 0
变化量(mol/L) 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡量(mol/L) 0.08 0.08 0.12 0.12
平衡时CO的转化率=×100%=60%
则该温度下反应的平衡常数K==2.25
故答案为:60%;2.25;
②化学平衡状态,反应的正逆反应速率相同,各成分含量保持不变分析选项,CO(g)+H2O(g)═CO2 (g)+H2(g),反应是气体体积不变反应;
a.反应过程中和平衡状态下压强相同,容器内压强不随时间改变,不能说明反应达到平衡状态,故a不符合;
b.混合气体质量守恒,反应前后气体体积不变,反应过程中和平衡状态下,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,故b不符合;
c.单位时间内生成amolCO2的同时消耗amolH2,说明二氧化碳或氢气的正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,故c符合;
d.混合气中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6,依据反应前后气体物质的量相同,可以利用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数比较,
Q==2.25=K,说明反应达到平衡状态,故d符合;
故答案为:cd.
解析
解:(1)①合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3,故答案为:N2+3H2
2NH3;
②图表中平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向是放热反应;
故答案为:随温度升高,反应的平衡常数K减小;
③反应是N2+3H22NH3,反应是气体体积减小的放热反应,为了增大平衡时H2的转化率,平衡正向进行分析,
a.增大压强,平衡正向进行,氢气转化率增大,故a符合;
b.使用合适的催化剂,改变反应速率,不能改变平衡,氢气转化率不变,故b不符合;
c.升高温度平衡逆向进行,氢气转化率减小,故c不符合;
d.及时分离出产物中的NH3,平衡正向进行,氢气转化率增大,故d符合;
故答案为:ad;
(2)①依据图象变化分析,相同温度下,CH4(g)+H2O (g)═CO(g)+3H2(g),反应是气体体积增大的反应,压强越大,平衡逆向进行,甲烷平衡含量越高,所以P2>P1;故答案为:<;
②压强一定,温度升高,甲烷平衡含量减小,平衡正向进行,正反应为吸热反应;
故答案为:吸热;
(3)①依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度,℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08mol•L-1,
CO(g)+H2O(g)═CO2 (g)+H2(g)
起始量(mol/L) 0.2 0.2 0 0
变化量(mol/L) 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡量(mol/L) 0.08 0.08 0.12 0.12
平衡时CO的转化率=×100%=60%
则该温度下反应的平衡常数K==2.25
故答案为:60%;2.25;
②化学平衡状态,反应的正逆反应速率相同,各成分含量保持不变分析选项,CO(g)+H2O(g)═CO2 (g)+H2(g),反应是气体体积不变反应;
a.反应过程中和平衡状态下压强相同,容器内压强不随时间改变,不能说明反应达到平衡状态,故a不符合;
b.混合气体质量守恒,反应前后气体体积不变,反应过程中和平衡状态下,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,故b不符合;
c.单位时间内生成amolCO2的同时消耗amolH2,说明二氧化碳或氢气的正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,故c符合;
d.混合气中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6,依据反应前后气体物质的量相同,可以利用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数比较,
Q==2.25=K,说明反应达到平衡状态,故d符合;
故答案为:cd.
2NH3+CO2⇌NH2COONH4(s),此反应温度越低越容易自发进行,则该反应正向为______反应(填“吸”或“放热”).
若将一定量的NH2COONH4置于恒温密闭容器中,其分解达到平衡状态,此时容器内压强为P1,混合气体的密度为ρ1.缩小容器的容积,再次达平衡时,容器内压强为P2,混合气体的密度为ρ2.则P1______P2(填“>”“=”或“<”),ρ1______ρ2(填“>”“=”或“<”)
正确答案
放热
<
<
解析
解:2NH3+CO2⇌NH2COONH4(s),正反应方向混乱度减小,△S<0,此反应温度越低越容易自发进行,说明在较低温度下△H-T•△S<0,△H<0,即为放热反应;缩小容器的容积可导致容器内的压强增大,因此P1<P2,虽然平衡正向移动,但条件的改变大于平衡移动的改变,因此气体的密度增大,即为ρ1<ρ2,
故答案为:放热;<;<.
可逆反应:3A(g)⇌3B(?)+C(?)(正反应为吸热反应),随着温度升高,气体平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:3A(g)⇌3B(?)+C(?)(△H>0),该正反应吸热,温度升高,平衡右移,变小,依据反应的系数关系,气体平衡体系的质量守恒,平均摩尔质量的变化,由反应前后气体物质的量变化、混合气体的质量变化决定;
A、C为固体,B一定为气体,反应前后气体物质的量不变,气体质量减小,减小,故A正确;
B、若都是气体,反应前后气体物质的量一定增大,质量不变,减小,但若B为气体,C为固体,反应前后气体物质的量不变,气体质量减小,
减小,故B错误;
C、B和C可能都是固体时,只有A一种气体,不变,故C错误;
D、B和C可能都不是气体,只有A一种气体,不变,故D错误;
故选A.
对于反应2NO2(g)⇌N2O4(g),在一定条件下达到平衡,在温度不变时,欲使的比值增大,应采取的措施是( )
①体积不变,增加NO2的物质的量
②体积不变,增加N2O4的物质的量
③使体积增大到原来的2倍
④充入N2,保持压强不变.
正确答案
解析
解:①体积不变,增加NO2,相当于增大压强,平衡右移,NO2的物质的量减小,N2O4的物质的量增大,故比值变小,故①错误;
②体积不变,增加N2O4,相当于增大压强,平衡右移,NO2的物质的量减小,N2O4的物质的量增大,故比值变小,故②错误;
③体积增大,相当于减压,平衡左移,NO2的物质的量增大,N2O4的物质的量减小,故比值变大,故③正确;
④充入N2,保持压强不变,体积增大,相当于减压,平衡左移,NO2的物质的量增大,N2O4的物质的量减小,故比值变大,故④正确;
故选D.
将BaO2放入密闭真空容器中,反应2BaO2(s)═2BaO(s)+O2(g)达到平衡,保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故A错误;
B.缩小容器体积,增大压强,平衡向逆反应方向移动,则BaO的量减小,故B错误;
C.平衡向逆反应方向移动,但温度不变,平衡常数不变,氧气浓度不变,其压强不变,故C正确;
D.平衡向逆反应方向移动,则BaO2量增加,故D错误;
故选C.
雾霾由多种污染物形成,其中包含颗粒物(包括PM2.5在内)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等.化学在解决雾霾污染中有着重要的作用.
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)△H=______ kJ•mol-1.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=______.
(2)用TiO2负载MoO3催化剂使有机物R催化脱硫,负载MoO3的量对反应脱硫率的影响如图1.下列说法正确
的是______
A.负载MoO3的量越大,平衡常数越大
B.当反应时间小于0.5h,脱硫率为0
C.1.6h负载MoO3的量为10%和15%的脱硫率相等
D.0.5~1.2h时,负载MoO3的量越大,脱硫速率越大
(3)如图2是一种用NH3脱除烟气中NO的原理.
实验室制备NH3的化学方程式为______.该脱硝原理中,NO最终转化为H2O和______(填化学式)当消耗1mol NH3和0.5molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为______ L.
(4)NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径.在不同条件下,NO的分解产物不同.在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图3所示,写出NO分解的化学方程式______.
(5)NO2也可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2.已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,此反应的离子方程式是______;恰好反应后,使溶液中的CO2完全逸出,所得溶液呈弱碱性,则溶液中离子浓度大小关系是c(Na+)>______.
(6)如图4,我国科学家构建了一种双室微生物燃料电池,以苯酚(C6H6O)为燃料,同时消除酸性废水中的硝酸盐.电极a 的电极反应式为为______.
正确答案
解:(1)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1①
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1 ②
将方程式得:NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)△H=
=-41.8kJ/mol,
NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)
起始物质的体积 a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 a-x 2a-x x x
平衡时NO2与SO2体积比为1:5,即(a-x):(2a-x)=1:5,故x=a,故平衡常数K=
=
=
=1.8,
故答案为:-41.8;1.8;
(2)A、根据平衡常数仅与温度有关,所以负载MoO3的量越大,平衡常数不变,故A错误;
B、根据图象,当反应时间小于0.5h,反应仍然在进行,脱硫率较小,但不等于0,故B错误;
C、根据图象,以1.6h作垂线,负载MoO3的量为10%和15%的脱硫率相等,故C正确;
D、根据图象,0.5~1.2h时内任一点作垂线,负载MoO3的量越大,脱硫速率也越大,故D正确;
故选:CD;
(3)验室制备氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O,由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水,所以NO最终转化为N2和H2O,氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水,反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量,1molNH3转化为N2失去3mol电子,0.5molO2得到2mol电子,则NO转化为N2得到的电子为1mol,所以NO的物质的量为0.5mol,其体积为22.4L/mol×0.5mol=11.2L,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;N2;11.2;
(4)NO在40℃下分解生成两种化合物,根据元素守恒可知生成的为N的氧化物,氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5,由图象可知3molNO生成两种氮的氧化物各为1mol,其反应方程式为:3NO=Y+Z,根据原子守恒可知为N2O、NO2,所以方程式为3NO N2O+NO2,
故答案为:3NO N2O+NO2;
(5)9.2g NO2的物质的量为=0.2mol,每2molNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子1mol,则N的化合价分别有+4价变化为+5价和+3价,在碱性溶液中应生成NO3-和NO2-,反应的离子方程式为:2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2,若生成的CO2完全逸出,NO2-水解成碱性,所得溶液中的离子浓度大小关系为c(Na+)>c(NO3-)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2;c(NO3-)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+).
(6)左边装置电极a是负极,负极上C6H6O失电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+,故答案为:C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+.
解析
解:(1)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1①
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1 ②
将方程式得:NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)△H=
=-41.8kJ/mol,
NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)
起始物质的体积 a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 a-x 2a-x x x
平衡时NO2与SO2体积比为1:5,即(a-x):(2a-x)=1:5,故x=a,故平衡常数K=
=
=
=1.8,
故答案为:-41.8;1.8;
(2)A、根据平衡常数仅与温度有关,所以负载MoO3的量越大,平衡常数不变,故A错误;
B、根据图象,当反应时间小于0.5h,反应仍然在进行,脱硫率较小,但不等于0,故B错误;
C、根据图象,以1.6h作垂线,负载MoO3的量为10%和15%的脱硫率相等,故C正确;
D、根据图象,0.5~1.2h时内任一点作垂线,负载MoO3的量越大,脱硫速率也越大,故D正确;
故选:CD;
(3)验室制备氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O,由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水,所以NO最终转化为N2和H2O,氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水,反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量,1molNH3转化为N2失去3mol电子,0.5molO2得到2mol电子,则NO转化为N2得到的电子为1mol,所以NO的物质的量为0.5mol,其体积为22.4L/mol×0.5mol=11.2L,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;N2;11.2;
(4)NO在40℃下分解生成两种化合物,根据元素守恒可知生成的为N的氧化物,氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5,由图象可知3molNO生成两种氮的氧化物各为1mol,其反应方程式为:3NO=Y+Z,根据原子守恒可知为N2O、NO2,所以方程式为3NO N2O+NO2,
故答案为:3NO N2O+NO2;
(5)9.2g NO2的物质的量为=0.2mol,每2molNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子1mol,则N的化合价分别有+4价变化为+5价和+3价,在碱性溶液中应生成NO3-和NO2-,反应的离子方程式为:2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2,若生成的CO2完全逸出,NO2-水解成碱性,所得溶液中的离子浓度大小关系为c(Na+)>c(NO3-)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2;c(NO3-)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+).
(6)左边装置电极a是负极,负极上C6H6O失电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+,故答案为:C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+.
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)═CH3OH(g)
(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
①该反应的平衡常数表达式K=______,△H______0(填“>”、“<”或“=”).
②要提高CO的转化率,可以采取的措施是______(填序号).
a.升温
b.加入催化剂
c.增加CO的浓度
d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压
f.分离出甲醇
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是______(填字母).
A.c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
④某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为______,此时的温度为______.以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=______mol/(L•min).
(2)下图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A______C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A______C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”).
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ•mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=______kJ•mol-1.
正确答案
解:(1)①反应的平衡常数等于生成物平衡浓度系数次幂之积和反应物平衡浓度系数次幂之积的比值,即K;放热反应随温度升高,平衡常数减小,所以反应是放热的,故答案为:
;<;
②要提高CO的转化率,采取的措施使得化学平衡正向移动即可,但是不能增加一氧化碳的投料;
a.反应是放热的,升温会使得平衡逆向移动,降低CO的转化率,故a错误;
b.加入催化剂,可以加快反应速率,但是不会引起反应物平衡转化率,故b错误;
c.增加CO的浓度会使得一氧化碳的转化率降低,故c错误;
d.加入H2加压会使得平衡正向移动,CO的转化率升高,故d正确;
e.加入惰性气体加压不会引起平衡的移动,不会引起反应物平衡转化率,故e错误;
f.分离出甲醇使得化学平衡正向移动,CO的转化率升高,故f正确;
故选df;
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,相当于加压;
A.增大压强,平衡正向移动,但是体积减小,c(H2)增加,故A错误;
B.将容器的容积压缩到原来的1/2,相当于加压,正逆反应速率加快,故B错误;
C.增大压强,平衡正向移动,CH3OH 的物质的量增加,故C正确;
D.增大压强,平衡正向移动,CH3OH 的物质的量增加,氢气的物质的量减小,所以重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小,故D正确.
故选CD;
④达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则转化的CO的物质的量为2.0mol-0.2mol/L×2L=1.6mol,
所以CO的转化率为×100%=80%,则
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始:1mol/L 3mol/L 0
转化:0.8mol/L 1.6mol/L 0.8mol/L
平衡:0.2mol/L 1.4mol/L 0.8mol/L
所以:k==2.041(mol/L)-2,温度应为250℃,以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=
=0.08mol/(L•min),
故答案为:80%;250℃; 0.08;
(2)反应是放热反应,降低温度,压强不变,则氢气的体积分数降低,所以温度T2大于T1,温度相等,压强越大,反应速率越快,所以A、C两点的反应速率A<C,反应是放热的,所以温度升高,K减小,A、C两点的化学平衡常数相等,压强不变,由状态B到状态A,可采用升高温度的办法,故答案为:<;=;升温;
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-ckJ•mol-1
则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)可以是+2×③得到,根据盖斯定律,反应的焓变△H=
-2c,故答案为:
-2c.
解析
解:(1)①反应的平衡常数等于生成物平衡浓度系数次幂之积和反应物平衡浓度系数次幂之积的比值,即K;放热反应随温度升高,平衡常数减小,所以反应是放热的,故答案为:
;<;
②要提高CO的转化率,采取的措施使得化学平衡正向移动即可,但是不能增加一氧化碳的投料;
a.反应是放热的,升温会使得平衡逆向移动,降低CO的转化率,故a错误;
b.加入催化剂,可以加快反应速率,但是不会引起反应物平衡转化率,故b错误;
c.增加CO的浓度会使得一氧化碳的转化率降低,故c错误;
d.加入H2加压会使得平衡正向移动,CO的转化率升高,故d正确;
e.加入惰性气体加压不会引起平衡的移动,不会引起反应物平衡转化率,故e错误;
f.分离出甲醇使得化学平衡正向移动,CO的转化率升高,故f正确;
故选df;
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,相当于加压;
A.增大压强,平衡正向移动,但是体积减小,c(H2)增加,故A错误;
B.将容器的容积压缩到原来的1/2,相当于加压,正逆反应速率加快,故B错误;
C.增大压强,平衡正向移动,CH3OH 的物质的量增加,故C正确;
D.增大压强,平衡正向移动,CH3OH 的物质的量增加,氢气的物质的量减小,所以重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小,故D正确.
故选CD;
④达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则转化的CO的物质的量为2.0mol-0.2mol/L×2L=1.6mol,
所以CO的转化率为×100%=80%,则
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始:1mol/L 3mol/L 0
转化:0.8mol/L 1.6mol/L 0.8mol/L
平衡:0.2mol/L 1.4mol/L 0.8mol/L
所以:k==2.041(mol/L)-2,温度应为250℃,以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=
=0.08mol/(L•min),
故答案为:80%;250℃; 0.08;
(2)反应是放热反应,降低温度,压强不变,则氢气的体积分数降低,所以温度T2大于T1,温度相等,压强越大,反应速率越快,所以A、C两点的反应速率A<C,反应是放热的,所以温度升高,K减小,A、C两点的化学平衡常数相等,压强不变,由状态B到状态A,可采用升高温度的办法,故答案为:<;=;升温;
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-ckJ•mol-1
则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)可以是+2×③得到,根据盖斯定律,反应的焓变△H=
-2c,故答案为:
-2c.
(2015秋•德宏州校级期中)在密闭容器中发生下列反应:aA(g)═cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:假定平衡不移动,将气体体积压缩到原来的一半,D的浓度为原来的2倍,实际再次达到新平衡时,D的浓度为原来的1.8倍,说明压强增大,平衡向逆反应移动,即a<c+d,压强增大,速率加快,新平衡的正、逆速率都大于原平衡,
A、气体体积压缩到原来的一半,D的浓度为原来的1.8倍,说明压强增大,平衡向逆反应移动,故A错误;
B、气体体积压缩到原来的一半,D的浓度为原来的1.8倍,说明压强增大,平衡向逆反应移动,反应物气体体积小于生成物,a<c+d,故B正确;
C、气体体积压缩到原来的一半,D的浓度为原来的1.8倍,说明压强增大,平衡向逆反应移动,D体积分数减小,故C错误;
D、平衡向逆反应移动,A的转化率降低,故D错误;
故选B.
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