- 化学平衡
- 共20016题
二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:___________________________。
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:_________________________________。
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g)CH3OH(g);ΔH =-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g)CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH= ___________;一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
正确答案
(1)C+H2OCO+H2(2)Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS
(3)-246.4kJ· mol-1;ce
CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g);该反应的正反应为吸热反应,请根据题目要求回答下列问题
(1)在其它条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率__________(填“增大”或“减小”或“不变”,下同);在其它条件不变的情况下加压,则正反应速率__________。
(2)一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s 后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为__________。
(3)判断该可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)__________。
A.v正(CH3OH)=v正(CO2)
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、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(4)在一定条件下,当该反应处于化学平衡状态时,下列操作可使化学平衡向逆反应方向移动的是
____________(填序号)。
A.升高温度
B.降低温度
C.增大压强
正确答案
(1)减小;增大
(2)0.01mol/(L·s)
(3)CD
(4)BC
现有反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则:
(1)该反应的逆反应为_________热反应,且m+n_________p(填“>”“=”“<”)。
(2)若加入B(体积不变),则A的转化率_________,B的转化率_________。 (填“增大”“减小”或“不变”,下同)
(3)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将_________。
(4)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量_________。
(5)若B是有色物质,A、C均无色,则加入C(体积不变)时混合物颜色______,而维持容器内压强不变,充入氖气时,混合物颜色_______(填“变深”“变浅”或“不变”)。
正确答案
(1)放;>
(2)增大;减小
(3)变小
(4)不变
(5)变深;变浅
在某2 L的密闭容器中加入0.1 mol碘单质和足量钨(W),在943 K时,发生反应W(s)+I2(g) WI2(g),当I2的转化率为20%时,达化学平衡状态。
(1)反应从开始至平衡状态过程中用时20 s,其平均反应速率v(WI2)为________。
(2)943 K时,该反应的平衡常数K=________。
(3)若起始时,加入的碘为0.2 mol(其他条件不变)达平衡时容器中气体的体积比 V(I2)∶V(WI2)=________。
(4)在上述(1)平衡状态下,同时增加I2(g)和WI2(g)各0.02 mol(其他条件不变),化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断的依据是_____________。
正确答案
(1)5×10-4 mol·L-1·s-1(2)0.25
(3)4∶1
(4)逆反应 ;Qc=0.4>K=0.25
四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):
请填写下列空白:
(1)已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸汽在t℃、pkPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量,该反应的热化学方程式是:_________________ 。
(2)在合成氨的实际生产过程中,常采取的措施之一是:将生成的氨从混合气体中及时分离出来,并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用,同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由:___________________。
(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时,5.60×107L甲烷为原料能够合成 ____________L氨气。(假设体积在标准状况下测定)
正确答案
(1)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H = 2akJ/ mol
(2)增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率;减小氨气的浓度,增大氨气和氢气的浓度均有利于平衡向正反应方向移动
(3)1.12×103
已知:N2 (g) +3H2(g)2NH3(g) △H = -92.4 kJ . mol-1。
(1)在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下,于2L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,10 min 时达到平衡,有0.2 mol NH3生成,则10 min内用氮气表示的该反应的平均速率v(N2)为 ___,H2的转化率为___。
(2)充分反应后,放出的热量___(填“<”、“>”或“=”)92.4 kJ,理由是___。
(3)为有效提高氢气的转化率,实际生产中宜采取的措施有__。
A.降低温度
B.不断补充氮气
C.恒容下充入He来增大压强
D.升高温度
E.原料气不断循环
F.及时移出氨
(4)氨催化氧化制NO是在热的铂铑合金催化作用下进行的,反应为4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),反应过程中合金始终保持红热,该反应的化学平衡常数K的表达式为 ____,当升高温度时,K值___(填“增大”、“减小”或“不变”)。NH3的转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如图所示。其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在框图中用虚线画出温度T2下NH3的转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
正确答案
(1)0.005 mol·L-1·min-1;10%
(2)<;在101 kPa和298 K条件下,1 mol氮气和3 mol 氢气完全反应生成2 mol氨气,放出92.4 kJ热量,该反应为可逆反应,反应物不能全部转化为生成物;又因为反应温度为 500℃,所以放出的热量小于92.4 kJ
(3)BEF
(4);减小;
煤的主要成分为碳,工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题。
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:_____________________________。
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:__________________________________。
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ·mol-1② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH = -23.5 kJ·mol-1③ CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g);ΔH = -41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH = ___________;一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是_________(填字母序号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
正确答案
(1)C+H2OCO+H2
(2)Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS
(3)-246.4 kJ· mol-1;ce
反应A(g)+B(g)C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是_____________反应(填“吸热”“放热”)
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率______(填“增大”“减小”“不变”),原因是________________________________________;
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?________,原因是_________________________
(4)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、”“不变”)。
正确答案
(1)放热
(2)减小;该反应正反应为放热反应,升高温度使平衡向逆反应方向移动
(3)不影响;催化剂不改变平衡的移动
(4)减小;减小
在100℃和200kPa的条件下,反应aA(g)bB(g)+cC(g)建立平衡后,在不加入任何物质的条件下逐步压缩体系的体积,增大体系的压强(维护温度不变),下表列出的不同压强下反应建立平衡时物质B的浓度。
根据表中的数据,回答下列问题:
(1)压强从200kPa增加到500kPa时,平衡_______移动(填“正向”或“逆向”或“不”),理由是
_________________。
(2)压强从500kPa增加到1000kPa时,平衡______移动(填“正向”或“逆向”或“不”),其原因可能为________________。
正确答案
(1)不移动;浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同
(2)正向;加压至1000kPa时C物质变成了非气态物质
研究碳、氮、硫氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。
(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NO2浓度的有________(填字母)。
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟利昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)为开发新能源,有关部门拟用甲醇(CH3OH)替代汽油作为公交车的燃料。写出由CO和H2生产甲醇的化学方程式:_____________________,用该反应合成1 mol液态甲醇吸收热量131.9 kJ。又知2H2(g)+CO(g)+ 3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-594.1 kJ/mol。请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式:_____________________。
(3)硫酸工业生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示。
根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H___0(填“>”或“<”)。
②若温度为T1、T2时,反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1___K2(填“>”、“<”或“=”,下同);若反应进行到状态D时,v正_____v逆。
正确答案
(1)acd
(2)CO+2H2=CH3OH;2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1452 kJ/mol
(3)①<;②>;>
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