反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示(E1>0,E2>0),回答下列问题。
①图中E1代表的意义是_____________________。
该反应是______________反应(填“吸热”或“放热”)。反应热ΔH的表达式为________________。
②当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率______________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)800 ℃时,在2 L密闭容器内充入0.50 mol NO和0.25 mol O2,发生如下反应:2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)ΔH<0。体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
t/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
n(NO)/mol |
0.50 |
0.35 |
0.28 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
①能说明该反应已达到平衡状态的是______________。
A.v(NO2)正=v(O2)逆 B.容器内压强保持不变
C.v(NO)逆=2v(O2)正 D.容器内气体颜色不变
②能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是______________。
A.适当升高温度 B.缩小反应容器的体积
C.增大O2的浓度 D.选择高效催化剂
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一.其工业合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1.在密闭容器中,使2mol N2和6mol H2混合发生以上反应。
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 ,N2和H2的转化率比是
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量 (填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时,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,平衡将 (填“向左移动”“向右移动”或“不移动”).达到新平衡后,容器内温度 (填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍.
(5)下图表示工业500℃、60.0MPa条件下合成氨,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:___ ___。
(6)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_________________。
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学方程式:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(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 |
2.5 |
回答下列问题:
(1)该反应化学平衡常数的表达式为K= 。
(2)该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(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.υ(正,H2)=υ(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 ℃。
如右图,一定温度下,分别往容积均为 5L 的甲(恒压容器)、乙(恒容容器)中加入 0.5mol无色的N2O4气体,立即出现红棕色。当反应进行到 2s时,测得乙容器中N2O4的浓度为 0.09mol·L-1。经过 60s,乙容器中的反应达到平衡。(反应过程中两个容器的温度均保持恒定)
(1)容器中气体出现红棕色的原因(用化学方程式表示)是: 。
(2)前 2s内乙容器中以N2O4的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)达到平衡时,甲容器中反应所需的时间 60s(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);容器内N2O4的浓度甲 乙;反应过程中吸收的能量甲 乙。
(每空2分,共10分)
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(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选扣分)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中 c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ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 ℃。
(5)某温度下,将CO和水蒸气各1mol置于体积为1L的密闭容器中反应,达到平衡后测得CO2为0.5mol,再通入4mol水蒸气,达到新的平衡后CO2的物质的量等于______________mol。
在 1.0L恒容密闭容器中放入0.10 mol A (g),在一定温度进行如下反应。A(g)2B(g)+ C(g)+ D(s)△H=" +" 85.1 kJ / mol
容器内气体总压强(P)与起始压强P。的比值随反应时间(t)变化数据见下表(提示:密闭容器中的压强比等 于气体物质的量之比)。
时间t/min |
0 |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
20 |
25 |
P/P0 |
1.00 |
1.50 |
1.80 |
2.20 |
2.30 |
2.38 |
2.40 |
2.40 |
回答下列问题:
(1)下列能提高 A 的转化率的是 。
A.升高温度 B.向体系中通人A气体
C.减少D的物质的量 D.向体系中通人稀有气体He
(2)反应进行1小时,容器中剩余A的物质的量为 mol。
(3)平衡时A的转化率为
(4)相同条件下,若该反应从逆向开始,建立与上述相同的化学平衡,则 D 的取值范围n(D)mol。
(5)将容器改为恒压容器,改变条件,使反应达到相同的限度,则达到平衡时B的浓度为 。
2014年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如下图所示。据此判断:
①该反应的ΔH 0(填“>”“<”)。
②在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)= 。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)已知:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH3
则反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH=___ 。
(3)某实验小组用50mL 0.50mol·L- 1 NaOH 溶液和30mL 0.50mol·L- 1硫酸溶液进行中和热的测定。实验数值结果比57.3 kJ/mol偏小,产生此实验偏差的原因可能是(填字母) 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
研究氮的固定具有重要意义.
(1)雷雨天气中发生自然固氮后,氮元素转化为 而存在于土壤中.处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应:
2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)△H K ①
已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H1=﹣92.4kJ•mol﹣1 K1 ②
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=﹣571.6kJ•mol﹣1 K2 ③
则△H= ;K= (用K1和 K2表示).
(2)在四个容积为2L的密闭容器中,分别充入1mol N2、3mol H2O,在催化剂条件下进行反应①3小时,实验数据见下表:
序号 |
第一组 |
第二组 |
第三组 |
第四组 |
t/℃ |
30 |
40 |
50 |
80 |
NH3生成量/(10﹣6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
2.0 |
下列能说明反应①达到平衡状态的是 (填字母).
a.NH3和O2的物质的量之比为4:3
b.反应混合物中各组份的质量分数不变
c.单位时间内每消耗1molN2的同时生成2molNH3
d.容器内气体密度不变
若第三组反应3h后已达平衡,第三组N2的转化率为 ;与前三组相比,第四组反应中NH3生成量最小的原因可能是 .
运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示,根据图回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H________0(填“>”或“<”),
②一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是________。
a.体系的密度不发生变化
b.SO2与SO3的体积比保持不变
c.体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d.单位时间内转移4 mol 电子,同时消耗2 mol SO3
e.容器内的气体分子总数不再变化
(2)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
①该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数 (填“增大”或“减小”或“不变”)。
②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)= ,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为 (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 点,温度T1 T2(填“>”或“=”或“<”)
在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g) △H,随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
(1)反应的△H 0(填“>”或“<”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段,平均反应速率v(NO2)为 mol·L-1·s-1,反应的平衡常数K为 。
(2)100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4) 以0.0020 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。则T 100℃(填“大于”或“小于”)。
(3)利用图(a)和(b)中的信息,按图(b)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________(填“深”或“浅”),其原因是_____________。
(8分) 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
(1)已知:
化学键 |
C-H |
C-C |
C=C |
H-H |
键能/kJ·molˉ1 |
412 |
348 |
612 |
436 |
计算上述反应的△H=________ kJ·mol-1。
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数Kp=___________(用α等符号表示)。
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实 ___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。
(1)某工厂用NH3和空气来联合处理工厂尾气中的等体积SO2和NO2,不仅除去了有害气体,还得到副产品—含两种按盐的化肥。若反应所消耗的NH3和空气的体积比为4:5(空气中O2的体积分数以计),则处理废气时发生反应的总化学方程式为 。若该工厂用此方法处理废气,一天中消耗了空气336m3(假定反应中O2无损失),则生成化肥的总质量为 。
(2)该工厂废气中含有大量温室气体—CO2。为减少碳排放,该工厂尝试用以下反应制备甲醇:。一定温度下,在恒容的密闭容器中充入1 mol CO2和3mol H2。实验测得CO2和CH3 OH (g)的浓度随时间变化如下图所示。
0-10分钟内,CH3 OH的生成速率为 ,达平衡时,CO2转化率为 ,若第 10min时,向容器中再通人3mol H2,再次达平衡时,CO2的转化率会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
一定温度下,在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH<0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。
A.物质A、B的转化率之比为1∶2
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n-nx)
C.充入惰性气体(如Ar),平衡向正反应方向移动
D.当2v正(A)=v逆(B)时,反应一定达到平衡状态
(2)K和x的关系满足K=____________(含V、n、x的表达式)。
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。
①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都仅改变了一种条件,试判断改变的条件:
t2时______________;
t8时______________。
②t2时平衡向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0
试回答下列问题:
(1)若起始时c(CO)="2" mol·L-1,c(H2O)="3" mol·L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K= .
(2)在相同温度下,若起始时c(CO)="1" mol·L-1,c(H2O)="2" mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态 (填“是”与“否”),此时v(正) v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”),你判断的依据是________。
(3)若降低温度,该反应的K值将 ,该反应的化学反应速率将 (均填“增大”“减小”或“不变”)。
T℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入4molA和2molB气体,发生如下反应:4A(g)+B(g)xC(g),保持温度不变,5min时反应达到平衡状态,剩余1.6 molB,并测得C的浓度为0.8mol/L,请填写下列空白:
(1)x=__________,该反应平衡常数的表达式为:K= 。
(2)该温度下,此反应达到平衡时,A的转化率为α(A)= 。
(3)在T℃时,若向原平衡混合物的容器中再充入amolC,同时改变容器体积保持压强不变,欲使达到新的平衡时,各物质的体积分数与原平衡相同,则应再充入________molB (用a表示)。
试题篮
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