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题型:填空题
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填空题

(1)在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);

下列说法正确的是       (填序号);

①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)= mol·L-1·min-1

②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大

(2)在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为       

正确答案

(1)③④   (2)1-

(1)根据图像中的数据可知,温度T1时生成甲醇的速率=nA/2tA mol·L-1·min-1,故①错误;读图可知,温度从T1升高到T2时,甲醇的物质的量降低,说明平衡逆向移动,故此时平衡常数减小,故②错误;因为升高温度,平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,所以正反应是放热反应,故③正确;因为温度从T1升高到T2时,平衡逆向移动,故氢气的物质的量增大,甲醇的物质的量减小,故n(H2)/n(CH3OH)增大,故④正确。

(2)写出方程式CO2+3H2CH3OH+H2O,则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O变化的物质的量分别是α mol、3α mol、α mol、α mol,故平衡时它们的物质的量分别是(1-α) mol、(3-3α) mol、α mol、α mol,故平衡时气体的总物质的量是(4-2α) mol,所以此时的压强与起始压强之比为(4-2α)/4=(2-α)/2。

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题型:简答题
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简答题

“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味乙酸乙酯,在实验室我们也可以用下图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题:

(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式                   

(2)饱和碳酸钠溶液的主要作用是中①                          ;            

(3)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液, 

目的是防止      

(4)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是        

(5)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应未达到化学平衡状态的有(填序号)        

①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水

②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸

③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸

④正反应的速率与逆反应的速率相等

⑤混合物中各物质的浓度不再变化

正确答案

(1)

(2) ①  减少乙酸乙酯的溶解度        ②  除去乙酸            ;③   除去乙醇        

(3) 倒吸                                                                   

(4)分液

(5) ①③

试题分析:(1)酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,该反应为可逆反应,其反应方程式为;(2)饱和碳酸钠溶液的主要作用是减少乙酸乙酯的溶解度 、除去乙酸 、 除去乙醇;(3)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,因为蒸汽含有乙醇乙酸,所以不能插入溶液,目的是防止倒吸;(4)乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,所以可以用分液的方法将其分离;(5)根据可以知道,单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水或者是单位时间里消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸,不能说明反应已经达到平衡,其他都可以说明反应达到平衡,故本题的答案选择①③。

点评:该题考查了酯化反应,乙酸乙醇的酯化反应是中心的经典反应,是高考考查的重点,本题属于对基础知识的考查,难度不大。

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题型:填空题
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填空题

甲醇是一种化工原料,工业上合成甲醇的反应:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1

若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

①.容器内压强P:2P甲与2P乙与P丙关系是         

②.变化的热量数值Q中, Q1与Q2的和是            

③.画出平衡时甲醇的百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)的变化曲线,

要求画出压强不同的两条曲线(标出p1、p2,且p12)。

④.在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚反应为:

3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)右图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”工作原理示意图,a电极的反应式为                    

正确答案

① 2P甲等于2P乙且大于P丙         ②Q1与Q2和是90.8

④ CH3OCH3 - 12e-+3H2O=2CO2+12H+

(1)考查化学平衡中等效平衡知识。等温等容时反应前后气体体积变化的反应规律:将起始

投料量按化学计量系数之比换算成同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始投料量相

等,则建立的化学平衡是等效的,简称“等量等效”。这种情况下的等效平衡中的“等效”指

平衡体系中的各种性质( 各对应物的浓度、体积分数、转化率、物质的量) 是完全相同

的。类似于数学中的全等三角形,也可叫“全等平衡”。甲和乙容器内的平衡是完全相同的

平衡(等同平衡),各物理参数除热量都相同。由于体积不变,而1mol甲醇相当于是1molCO、

2moL H2,2mol甲醇相当于是2molCO、4moL H2,甲和乙中的平衡是等效的,则p=p;丙

相当于在乙的基础上增大压强,平衡向正反应方向进行,所以p<2p

(2)甲和乙的反应是相反的,且平衡等效,所以Q1+Q2=90.8kJ。

(3)由于正反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以升高温度,甲醇的含量降低。增大压强,甲醇的含量增大,所以图像是

(4)原电池中负极失去电子,正极得到电子,所以而甲醚在负极通入,氧气在正极通入。根据装置图可判断,a处是负极,由于存在质子交换膜,所以负极电极反应式是 CH3OCH3 - 12e-+3H2O=2CO2+12H+

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题型:填空题
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填空题

(10分)在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  , 试分析和回答下列问题:

(1)可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是    

(2)若上述化学平衡状态从正反应方向开始建立,达到平衡后,缩小平衡体系的体积,则容器内气体的平均摩尔质量将     (填“不变”、“变小”、“变大”)。

(3)若上述化学平衡状态从正、逆两反应方向同时建立[即起始时同时投放C(s)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)],达到平衡后,试讨论:

① 容积内气体混合物的平均摩尔质量的取值范围是             

② 若给平衡体系加压,请参照起始投放的气体物质的平均摩尔质量(设定为1),分别给出的变化:(填“增大”、“减小”、“不变”)

正确答案

(1)B、D(2分) (2)变大(2分) (3)①2<<28(2分)

② 减小;(2分)增大(2分)。

试题分析:(1)达到平衡状态的标志是正反应速率等于逆反应速率,B正确,D正确。这个反应不论是否平衡,压强都不会改变。C选项中都描述的是正反应速率。(2)缩小平衡体积,平衡不移动,但是密度增大,平均摩尔质量变大。(3)①可以看到只有三种是气体,相对分子质量分别为H2O(18),CO(28),H2(2),混合之后,混合气体的平均相对分子质量不应该大于最大的28,也不能小于最小的2,理解方法就是极限法,假设绝大多数气体是H2,只有一点点H2O和CO,平均相对分子质量将会非常接近2。由于题目中没有给平衡常数,所以任何气体的组合都是可以的。所以答案为2

②设反应平衡时候(加压之前)H2O为a mol,CO为b mol,H2为c mol

加压以后,平衡要向逆反应方向移动,设反应了x mol(x应该小于b,c中最小的那个)

达到新平衡后,三种物质的物质量为a+x b-x c-x 摩尔

根据平均相对分子质量的计算公式

很容易得到18a+28b+2c=M1(a+b+c)

消去18a+28b+2c,得

然后观察这个式子,进行讨论即可。

(1)当M1=12时,M=M1,平均相对分子质量不变

(2)当M1>12时,后面的分式为正,平均相对分子质量变大

(3)当M1<12时,后面的分式为负,平均相对分子质量变小

点评:本题采用渐进的题目难度来考查化学反应平衡原理,综合性较强,题目难度不大。

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题型:填空题
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填空题

某恒容容器内发生的可逆反应的化学平衡常数表达式为:。能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是(   )

①容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

②v(H2O)=v(H2)

③容器中气体的密度不随时间而变化

④容器中气体总质量不随时间而变化

⑤消耗n mol H2的同时消耗n mol CO

正确答案

B

根据平衡常数可知,该可逆反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),因为C为固体,没有达到平衡,则混合气体的平均相对分子质量一直在发生变化,平均相对分子质量不变,说明反应已经达到平衡,①对;v(H2O)=v(H2)说明反应达到平衡,②对;虽然容器的体积不变,但是气体的质量可变,当气体的密度不变时,说明反应达到了平衡状态, ③对、④对;任何时刻消耗n mol H2的同时都消耗n mol CO,⑤错,正确选项为B。

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题型:填空题
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填空题

煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:

C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)   ΔH=+131.3 kJ•mol-1,ΔS=+133.7J•(K•mol) -1 

①该反应能否自发进行与                   有很大关系;

②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是             (填字母,下同)。  

a.容器中的压强不变                 b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 molH—O键

c.v(CO) = v(H2O)                 d.c(CO)=c(H2)

(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生如下反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,

右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化。

在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2

下列措施中能使c (CH3OH)增大的是           

a.升高温度                

b.充入He(g),使体系压强增大

c.将H2O(g)从体系中分离出来       

d.再充入1mol CO2和3mol H2

正确答案

(10分)(1)① 温度(2分)    ② b 、c (4分)  (2)c、d (4分)

试题分析:(1)①由于该反应是吸热的、熵值增大的可逆反应,所以该反应能否自发进行与

温度有很大关系。

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。平衡时各种物质的浓度不再发生变化,但各种的浓度之间不一定满足某种关系,d不能说明。由于该反应是体积可变的,则压强始终是不变的,a不能说明。bc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,可以说明,答案选bc。

(2)根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以反应是放热反应。升高温度,平衡向逆反应方向移动,则c (CH3OH)降低。充入He(g),使体系压强增大,但平衡不移动,c (CH3OH)不变;将H2O(g)从体系中分离出来,平衡向正反应方向进行,c (CH3OH)增大。再充入1mol CO2和3mol H2,相当于是增大压强,平衡向正反应方向进行,c (CH3OH)增大,答案cd。

点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固和训练。该题的关键是明确外界条件是如何影响平衡状态的以及平衡状态的判断依据,然后依据图像和方程式灵活运用即可。有利于培养学生的逻辑推理能力,提高学生分析、归纳、总结问题的能力。

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题型:填空题
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填空题

现有可逆反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g);ΔH<0。在相同温度下,将1 mol A和2 mol B加入到容积固定不变的甲容器中,将2 mol C和2 mol D加入到容积可变的乙容器中,t1=5 min时两容器内均达到平衡状态,甲中c(C)=1.5 mol/L。请回答下列问题:

(1)5 min内,用B物质表示甲容器中的平均反应速率v(B)=________。

(2)若使甲容器化学平衡向正反应方向移动,则可以改变的条件是(填写字母)________;改变条件的瞬间,体系的正反应速率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

A.减小A的物质的量          B.降低体系的温度

C.增大D的浓度                 D.加入催化剂

(3)保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙容器中C的物质的量浓度c(C)__________(填“>”“<”或“=”)3 mol/L。

(4)保持温度不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,下图中能表示甲中反应速率变化情况的是__________,能表示乙中反应速率变化情况的是________。

正确答案

(1)0.6 mol/(L·min) (2)B 减小 (3)>    (4)A C

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填空题

(8分)某工厂实验室用CO和H2制备CH3OH,其原理为:

CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) △H < 0

试回答下列问题:

(1)若该反应在298K、398K时,化学平衡常数分别为K1、K2,则K1    K2(填“>”、“<”、“=”)

(2)在恒温恒容条件下,判断该反应达到化学平衡状态的是           

(3)某温度下,向一定容积的密闭容器中充入CO和H2,浓度分别为1mol/L和2mol/L,达到平衡时CO的浓度为0.6mol/L,试求该温度下的化学平衡常数。

正确答案

(1)>  (2)C   (3)0.46 L2/mol2

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填空题

(14分)如图的甲、乙两容器,甲体积可变压强不变,乙保持体积不变。向两容器中分别充入1 mol A、3 mol B,此时两容器体积均为500 mL,温度为T℃。保持温度不变,发生反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(s);△H<0。

(1)下列选项中,能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是________。

A.混合气体的总质量不随时间改变     B.2 v(C)=3 v(B)

C.A、B转化率相等                  D. 物质D的质量不随时间改变

(2)2 min后甲容器中的化学反应达到平衡,测得C的浓度为2 mol/L,此时容器的体积为________mL,B的转化率α(B)为________。

(3)乙容器中反应达到平衡所需要的时间______2 min(填“>、<或=”),B的转化率α(B) ______α(B) (填“>、<或=”)。

(4)若其它条件不变,甲中如果从逆反应方向开始反应建立平衡,要求平衡时C的物质的量与(2)中平衡时C的物质的量相等,则需要加入C的物质的量n(C)=________mol,加入D的物质的量n (D)应该满足的条件为________________________。

正确答案

(14分)

(1)A D

(2)400,40%

(3)>、<

(4)2,n (D)>0.6 mol

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填空题

一定条件下,某容积为1L的密闭容器中发生如下反应:

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g)

(1)维持温度不变,向该容器中充入2 mol C(s)和2 mol H2O(g),达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为Mr,则Mr的范围为                

(2)达到平衡后,保持容器容积不变,向体系中再加入一定质量的C,逆反应速率          (填“增大”、 “减小”或“不变”),化学平衡         (填“正移”、 “逆移”或“不变”);若保持温度不变,压缩容积,逆反应速率          ,化学平衡         

正确答案

(11分)

(1)15<Mr<18(3分)

(2)不变   不变   增大   逆移(8分)

试题分析:

C(s)   +    H2O(g)    CO(g)   +   H2 (g)

起始浓度        2 mol       2 mol

极限值之一是当反应物完全转化成生成物时,即体系中只有 CO(g) 和  H2 (g)

混合气体的平均相对分子质量为Mr=m气体总/n气体总 =(2×18+2×12)/4  =15

极限值之二是当反应物完全不转化成生成物时,即体系中只有C(s)和 H2O(g)

混合气体的平均相对分子质量为Mr=MH2O =18;则Mr的范围为15<Mr<18;

达到平衡后,保持容器容积不变,向体系中再加入一定质量的C,逆反应速率 不变,化学平衡不变;若保持温度不变,压缩容积,逆反应速率增大,化学平衡逆向移动

点评:此题要用到极限法求解。学生需要注意的是由于该反应是可逆反应,所以极限值达不到。

下一知识点 : 化学反应进行的方向
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