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一定条件下,在体积为5 L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n(mol)...

一定条件下,在体积为5 L的密闭容器中,气态物质ABC的物质的量n(mol)随时间t的变化如图1所示。已知达平衡后,降低温度,A的体积百分含量将减小。

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(1)根据上图数据,写出反应的化学方程式             

从反应开始到平衡时的平均速率v(C)=               

(2)该反应的ΔH           0(“=”)

(3)此反应平衡常数的表达式为K=          

(4)该反应的反应速率v和时间t的关系如图2所示:

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根据上图判断,在t3时刻改变的外界条件是           

A的转化率最大的一段时间是          

各阶段的平衡常数如表所示:

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K1K2K3之间的关系为:             (“>”“<”“=”连接)

 

(1)A+2B2C 0.04 mol·L-1·min-1 (2)< (3) (4)①升高温度 ②t2~t3 ③K1>K2=K3 【解析】(1)根据图像可知,A、B为反应物,C为生成物,从反应开始到达平衡的过程中A、B、C的物质的量的变化为0.3 mol、0.6 mol、0.6 mol,所以反应方程式为A+2B2C。C的平均速率为0.6 mol/(5 L×3 min)=0.04 mol·L-1· min-1。 (2)反应达到平衡后,降低温度,A的体积分数减小,说明降低温度平衡向正反应方向移动,正反应为放热反应。 (3)该反应的平衡常数表达式为K= (4)①t3时刻改变条件,正逆反应速率都增大,且平衡向逆反应方向进行,则改变的条件是升高温度。 ②t5时刻改变的条件是使用催化剂,A的转化率不变,故整个过程中A的转化率最大的一段时间是t2~t3。 因为t3升高温度,t5使用催化剂,该反应为放热反应所以K1>K2=K3  
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考点分析:
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将水煤气转化成合成气,然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含H2COCO2及少量的H2SCH4,继续除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到COCO2H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气。

(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。

此反应的化学平衡常数表达式为          

下列能增大碳的转化率的措施是       

A.加入C(s)     B.加入H2O(g)           C.升高温度      D.增大压强

(2)CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:CH4(g)+3/2O2(g) 满分5 manfen5.comCO(g)+2H2O(g)  ΔH=-519 kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对XYZ三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)

X750时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;

Y600时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;

Z440时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;

已知根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是         (“X”“Y”“Z”),选择的理由是         

 

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科学家一直致力于人工固氮的方法研究。

(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。

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在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是       (增大减小不变”)

0.3 mol N20.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的满分5 manfen5.com,此时H2的转化率为    ;欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是           (填选项字母)

A.向容器中按原比例再充入原料气

B.向容器中再充入一定量H2

C.改变反应的催化剂

D.液化生成物分离出氨

(2)根据最新人工固氮的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3TiO2)表面与水发生反应:

2N2(g)+6H2O(l)满分5 manfen5.com4NH3(g)+3O2(g)

ΔH=+1 530 kJ/mol

又知:H2O(l)满分5 manfen5.comH2O(g)       ΔH=+44.0 kJ/mol

2N2(g)+6H2O(g)满分5 manfen5.com4NH3(g)+3O2(g) ΔH=      kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K         ,控制其他条件不变,增大压强,K     (增大减小不变”)

 

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低碳循环引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以COH2为主的合成气,合成气有广泛应用。试回答下列问题:

(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:FeO(s)CO(g)满分5 manfen5.com Fe(s)CO2(g)  ΔH0。已知在1 100 时,该反应的化学平衡常数K=0.263

温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K    (增大减小不变”)

1 100 时测得高炉中,c(CO2)=0.025 mol·L-1c(CO)=0.1 mol·L-1,则在这种情况下,该反应向    进行(”),判断依据是          

(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2O(g)  ΔH=-49.0 kJ·mol-1,现向体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO23 mol H2,反应过程中测得CO2CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

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从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)       

反应达到平衡后,下列措施能使满分5 manfen5.com增大的是            (填符号)

A.升高温度      B.再充入H2       C.再充入CO2     D.将H2O(g)从体系中分离

E.充入He(g)

 

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(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示可逆反应进行得越完全,K值大小与温度的关系是:温度升高,K    (一定增大一定减小可能增大也可能减小”)

(2)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的COH2O,在800时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g)ΔH0COH2O的物质的量浓度变化如图所示,则:

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04 min时间段平均反应速率v(CO)         mol·L-1·min-1

800时该反应的化学平衡常数K      (要求写出表达式及数值)CO的转化率=         

800时,若反应开始时此容器中COH2O的浓度分别为0.20 mol·L-10.80 mol·L-1,则达到平衡时CO转化为CO2的转化率是          

 

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某温度下,反应X(g)+3Y(g)满分5 manfen5.com2Z(g)的平衡常数为1 600。此温度下,在容积一定的密闭容器中加入一定量的XY,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

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下列说法正确的是(   )

A.此时v()v()

B.平衡时Y的浓度为0.05 mol·L-1

C.平衡时X的转化率为40%

D.增大压强使平衡向正反应方向移动,平衡常数增大

 

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