(16分)一种由甲醇、氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,容量达氢镍电池或锂电池的10倍,可连续使用一个月才充一次电。请完成下列与甲醇有关的问题。
(1)工业上有一种生产甲醇的反应为:
在温度和容积相同的A、B两个容器中,按不同方式投人反应物,保持恒温恒容,经10秒钟后达到平衡,达到平衡时的有关数据如下表:
①从反应开始到达到平衡时,A中用CO2来表示的平均反应速率为__________________(用含C1的表达式表示)。
②a =_________。
(2)某同学设计了一个甲醇燃料电池,并用该电池电解200mL—定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图:
①写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式__________________________________________
②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),写出在t2后,铁电极上的电极反应式_________________________;在t2时所得溶液的pH为______。(假设溶液体积不变)
(3)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空.如图l所示装置中,以稀土金属材料做惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y203的Zr02固体,它在高温下能传导O2-离子
①d电极的名称为 .
②如图2所示用铂电极电解足量CuS04溶液,b电极上的电极反应式为 .若电解一段时间后要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入 (填序号).
a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuC03 d.Cu2(OH)2C03
在10L容器中,加入2mol的SO2(g)和2mol的NO2(g),保持温度恒定,发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%。
(1)该温度下的该反应的平衡常数=__________________(用数值表示)
(2)该温度下、该容器中,再继续加入1mol的SO2(g),则:
①化学平衡将向________方向移动,NO2的转化率将____________;
②经计算,当达到新的平衡状态时,容器中SO2(g)的浓度是_______mol/L;
将6mol A和5 mol B混合放入4L密闭容器中,在一定条件下发生反应:
3A (g) +B(g) 2C(g) + xD(g),经5 min达到平衡,此时C的浓度为0.5 mol·L-1,测得D的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1,则平衡时A的物质的量浓度为 ,B的平均反应速率为 ,x的值为 。
现有反应aA(g)+bB(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的质量分数也减小,则:
(1)该反应的逆反应是_______热反应,且a+b______p(填“>”“<”或“=”)。
(2)减压时,A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),正反应速率________。
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率________,B的转化率________。
(4)若升高温度,则平衡时,B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量________。
(6)若B是有色物质,A、C均为无色物质,则加入C(体积不变)时混合物的颜色________,而维持容器体积不变,充入氖气时,混合物的颜色________(填“变浅”“变深”或“不变”)。
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。在此温度下,若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,这状态 (填是或否)处于平衡状态?若不是,反应向哪个方向进行?
(11分)在一定温度下,10L密闭容器中加入5molSO2、4.5molO2,经10min后反应达平衡时有3molSO2发生了反应。试计算:
(1)O2的转化率为
(2)用SO2表示该反应的反应速率为
(3)平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为 (最简整数比)
(4)平衡时体系中SO3的百分含量(体积分数)为
(5)平衡常数K的值为
一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,
则
(1)在10S内Z的平均速率为 ,
(2)该反应的化学方程式 。
反应A(s)+2B(g) 2C(g)在密闭容器中达到平衡。
(1)若升高温度能使C的物质的量减少,则正反应是________热反应;
(2)若增加A的物质的量,平衡________移动;
(3)若增大压强,则平衡________移动;
(4)若增加C的浓度,则B(g)的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=" -92.4" kJ·mol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生上述反应,达到平衡:
(1)此时,N2和H2的浓度比是 ;N2和H2的转化率比是 。
(2)若恒容下升高温度,则混合气体的相对分子质量 ;密度 。(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)若充入氩气,并保持压强不变,平衡将 ;(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热, 加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,达到新平衡后,容器内温度 (填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。
T1温度下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0的平衡常数K=532.4。
(1)该反应平衡常数的表达式为K= ,T1温度下,某时刻测得体系中各物质浓度分别为c(SO2)="0.0600" mol·L-1,c(O2)="0.400" mol·L-1,c(SO3)=2.000mol·L-1,此时反应进行的方向为 。
(2)该反应△S 0,升高温度,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(3)T2温度下,2L容积固定的甲、乙两密闭容器中发生上述反应,测得平衡时有关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
2molSO2、1molO2 |
4molSO3 |
平衡时n(SO3)/mol |
1 |
m |
反应物的转化率 |
1 |
2 |
①下列能说明T2温度下甲容器中上述反应已达到平衡状态的是 。
A.SO2、O2、SO3的物质的量浓度之比为2:1:2
B.容器内气体压强不再变化
C.单位时间内2v(SO2)消耗= v(O2)生成
D.容器内混合气体的密度不再变化
②分析表格中数据,1+2 1(填“>”“=”或“<”),T1 T2(填“>”“=”或“<”)。
(1)已知某反应的平衡常数表达式为:K=,则它所对应反应的化学方程式是 。
(2)合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H="-90.8" kJ·mol-1,t℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应l0min后测得各组分的浓度如下:
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
浓度(mol/L) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
(A)该时间段内反应速率v(H2)=
(B)比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)
(C)反应达到平衡后,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡向
(填“逆向”、“正向”或“不”)移动,平衡常数K (填“增大”、“减小” 或“不变”)。
在一容积为2 L的密闭容器中,加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示,请回答下列问题:
(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平衡反应速率v(NH3)为__________.
(2)该反应达到平衡时H2的转化率为________.
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为________.(填序号)
a.0.20 mol·L-1 b.0.12 mol·L-1
c.0.10 mol·L-1 d.0.08 mol·L-1
(4)请写出该反应的平衡常数表达式___ ______,若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2(填“>”“="”" 或 “<” )。
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol·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.
可逆反应3A(g)3B(?)+C(?) ΔH>0达到化学平衡后,
(1)升高温度,用“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”填空。
①若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量 。
②若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量 。
③若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量 。
如果平衡后保持温度不变,将容器体积增加一倍,新平衡时A的浓度是原来的60%,
则B是 态,C是 态。
在一定条件下,可逆反应:mA+nBpC达到平衡,若:
(1)A、B、C都是气体,减少压强,平衡向正反应方向移动,则m+n和p的关系是 。
(2)A、C是气体,增加B的量,平衡不移动,则B为 态。
(3)A、C是气体,而且m+n=p,增大压强可使平衡发生移动,则平衡移动的方向是 。
(4)加热后,可使C的质量增加,则正反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
在恒温下,容积为2L的密闭容器中加人1mol N2和X mol H2,发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),50秒后达到平衡,测得反应放出的热量为18.4 kJ,c(NH3)=0.2mol/L,总物质的量为3.6mol.
(1)该反应的ΔH= kJ·mol-1
(2)该条件下此反应的化学平衡常数的表达式K=________________温度升高,则K值________。(填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)起始时充入的H2的物质的量X为_____,从反应开始到平衡,用H2的浓度变化表示的反应速率为:_____________。
(4)若起始时加入N2 、H2 、NH3的物质的量分别为a、b、c,达到平衡时各组分的物质的量与上述平衡相同。
①若维持反应向正方向进行,则起始时c的取值范围是________________.
②若c=2 mol,在相同条件下达到平衡时,该反应吸收的热量为____________kJ.
试题篮
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