热门试卷

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+

H2O(g)，该反应的能量变化如图所示

(1)上述反应平衡常数K的表达式为____，温度降低，平衡常数K____（填“增大”“不变”或“减小”）。

(2)在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5min末，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=__________

(3)在相同温度容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是__________ （填写序号字母）；

a．n(CO2)：n(H2)：n(CH3OH)：n(H2O)=1：3：1：1

b．容器内压强保持不变

c．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3:1

d．容器内的密度保持不变

(4)下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_______ （填写序号字母）。

a．及时分离出CH3OH气体

b．适当升高温度

c．保持容器的容积不变，再充入1 mol CO2和3mol H2

d．选择高效的催化剂

甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2

将0.20 mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如下图。

(1)温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率_______（填“增 大”“减小”或“不 变”），

平衡向________ 移动。

(2)反应①的△H1__（填“<”“=”或“>”）0，其平衡常数表达式为K=_________，100℃时的平衡常数值是_________

(3)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进行反应②生成甲醇。

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表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H

(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．混合气体的平均相对分子质量不变

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)。

①由表中数据判断△H____（填“>”“=”或“<”）0；

②某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L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．加入H2加压 e．加入惰性气体加压 f．分离出甲醇

(4) 300℃时，在一定的压强下，5 mol CO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为

454kJ。在该温度时，在容积相同的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：

下列说法正确的是____。

A．2c1>c3 B．a+b<90. 8 C．2P2

氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa时，合成氨在平衡时混合气体中NH3的体积分数如下：

请回答：

(1)根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因________。

(2)根据下图，合成氨反应的热化学方程式是__________________。

(3)在一定温度下，将2 mol N2和6 mol H2通入到体积为1L 的密闭容器中，发生反应N2 +3H22NH3，

2 min达到平衡状态时，H2的转化率是50%，则用H2表示该反应的平均反应速率v(H2)=___________；该温度下的平衡常数K=___________（用分数表示）；欲使K增大，可以采取的措施是__________________。

(4)从化学平衡移动的角度分析，欲提高H2的转化率可以采取的措施是____（选填字母）。

a．及时分离出NH3 b．升高温度 c．增大压强 d．使用催化剂

在一容积为2 L的密闭容器内为加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0    反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如图所示：

（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率υ(NH3)＝___________ mol·L－1·min－1。

（2）该反应平衡常数表达式K＝____________。

（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡____________________________移动(填“向逆反应方向”．“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数____________(填“增大”．“减小”或“不变”)。

（4）在第5分钟末将容器体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新平衡(此时NH3浓度约为0.25 mol·L－1)。请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。

密闭容器中发生下列反应：N2+3H22NH3 △H<0 ，下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图。回答下列问题：

（1）处于平衡状态的时间段是_________________

（2）t1、t3、t4时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？

t1 时刻 ___________________________ t3时刻___________________________

t4时刻____________________________

（3）下列时间段中，氨的百分含量的大小关系是：t0 - t1_______ t2 - t3 （填 “>”“<”“＝”）

（4）t6时刻，若升高温度，反应速率变化情况画在下图中。

氯气在298 K、100 kPa时，在1 L水中可溶解0. 09 mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：

(1)该反应的离子方程式为________________；

(2)估算该反应的平衡常数_____________ （列式计算）；

(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向_____________移动；

(4)如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将_________ （填“增大”、“减小”或“不变”），平衡将向________ 移动。

合成氨工业的核心反应是：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=Q kJ/mol。反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题：

(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_______，E2______（填“增大”、“减小” 或“不变”）。

(2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量____（填“<”、“>”或“=”）46.2 kJ，理由是_____________________。

(3)关于该反应的下列说法中，正确的是_______。

A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0 C.△H<0,△S>0 D.△H<0,△S<0

(4)将一定量的H2(g)和N2(g)放入1L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.10 mol，H2 为0.30 mol，NH3为0.10 mol。则该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率为___________。该温度下的平衡常数K的值为__________。若升高温度，K值______（填 “增大”、“减小”或“不变”）。

(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨的转化率，下列措施可行的是______（填字母）。

A．向容器中按原比例再充入原料气 B．向容器中再充入惰性气体 C．改变反应的催化剂 D．分离出氨

氮和硫是参与自然界循环的重要元素，并建立了平衡。如果这种循环平衡遭到破坏，将导致环境灾难，从而危害人类的生存。

(1)在一定温度下，体积恒定的密闭容器中，二氧化氨和二氧化硫会发生如下反应：

NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)

①该反应的平衡常数表达式为____________。

②在上述平衡体系中通入少量O2，NO的浓度________，这是因为通入少量O2后，平衡向正反应方向移动，达到新的平衡时与原平衡比较，_______，________，而c(NO)与c(NO2)之和

____（填“增大”“减小”或“不变”）。

(2)如果将一定量二氧化氮和二氧化硫混合于某2L密闭容器中，在一定温度下反应，10 min时立即将容器内气体的温度冷却到标准状况，得到0.6 g同体。则10 min内NO2的平均反应速率为____________。

(3)请用上述反应中的某种生成物的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：

①_____________________；②____________________。