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在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应:A(g)+2B...

在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应:A(g)+2B(g) 满分5 manfen5.com 3C(g),已知加入1molA3molB且达到平衡后,生成了a molC。 

(1)达到平衡时,C在反应混合气中的体积分数是   (用含字母a的代数式表示)

(2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA6 mol B,达到平衡后,C的物质的量为     mol(用含字母a的代数式表示)。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比   (选填增大”“减小不变)

(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A8 mol B,若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同,则还应加入C    mol

 (4)在同一容器中加nmolA3n molB,则平衡时C的物质的量为mmol,若改变实验条件,可以使C的物质的量在m2m间变化,那么,nm的关系是_____________(用字母nm关系式表示)

 

(1)25a%(2)2a 不变(3)6 【解析】(1)根据反应方程式,由生成了amolC,可知A反应了a/3mol,B反应了 2a/3mol,平衡时A为(1-a/3)mol,B为(3-2a/3)mol,C为amol,可计算出C的体积分数为25a%。(2)本题达平衡时与(1)小题达平衡时,互为等效平衡。则相同组分的体积分数相同,C的物质的量为2amol。(3)据恒温恒容下反应前后气体分子数不变的同一可逆反应的等效平衡规律,即通过反应的化学计量数比换算(极限假设转换)成反应式同一侧的反应物或生成物,其物质的量之比相同,二平衡等效,可设加入C xmol,xmolC完全换算成A、B后共有(2+x/3)molA,(8+2x/3)molB,由(2+x/3):(8+2x/3)=1:3,解得x=6。(4)n>[2/3]m  
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考点分析:
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一定温度下,在一个10 L密闭容器中发生某可逆反应,其平衡常数表达式为K满分5 manfen5.com。请回答下列问题。

(1)该反应的化学方程式为__________________________________________

若温度升高,K增大,则该反应是________反应(吸热放热”)

(2)能判断该反应一定达到平衡状态的是________(填字母序号)

Av(H2O)v(H2)

B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间改变

C.消耗n mol H2的同时消耗n mol CO

D.容器中物质的总物质的量不随时间改变

(3)该反应的v随时间变化的关系如图,在t2时改变了某种条件,改变的条件可能是________________

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(4)实验测得t2时刻容器内有1 mol H2O(g)5 minH2O(g)的物质的量是0.8 mol,这5 minH2O(g)的平均反应速率为________

 

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面对目前世界范围内的能源危机,甲醇作为一种较好的可再生能源,具有广泛的应用前景。

(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式:

①CO(g)2H2(g) 满分5 manfen5.com CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol1

②CO(g)H2O(g) 满分5 manfen5.com CO2(g)H2(g)ΔH2=-41 kJ·mol1

写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式:_______________________

(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。

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p1________p2(大于小于等于”)

在其他条件不变的情况下,再增加a mol CO2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率________(增大减小不变,下同),平衡常数________

(3)已知在T时,CO(g)H2O(g) 满分5 manfen5.comCO2(g)H2(g)的平衡常数K0.32,在该温度下,已知c(CO)1 mol·L1c(H2O)1 mol·L1,某时刻经测定CO的转化率为10%,则该反应________(已经没有”)达到平衡,原因是_________________________________________________

此时刻v________v(“>”“<”)

 

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碳及其化合物有广泛的用途。

(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为

C(s)H2O(g) 满分5 manfen5.comCO(g)H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol1

以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________(填序号)

A.升高温度  B.增加碳的用量C.加入催化剂  D.用CO吸收剂除去CO

(2)已知:C(s)CO2(g) 满分5 manfen5.com2CO(g) ΔH=+172.5 kJ·mol1,则CO(g)H2O(g) 满分5 manfen5.comCO2(g)H2(g)的焓变ΔH________

(3)COH2在一定条件下可反应生成甲醇:CO(g)2H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨作电极,该电池负极反应式为______________________________________

若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液,设有0.01 mol CH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部逸出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH________

(4)将一定量的CO(g)H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)H2O(g) 满分5 manfen5.comCO2(g)H2(g)。得到如下数据:

 

温度/

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所

需时间/min

H2O

CO

H2

CO

 

900

1.0

2.0

0.4

1.6

3.0

 

通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件,反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/LNaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)_________________________

(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)3H2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图甲所示。

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请回答下列问题:

与实验比较,实验改变的条件为________________________________

实验比实验的温度要高,其他条件相同,请在图乙中画出实验和实验NH3浓度随时间变化的示意图。

 

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工业上可利用COCO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下所示:

化学反应

平衡

常数

温度/

500

700

800

2H2(g)CO(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)

K1

2.5

0.34

0.15

H2(g)CO2(g) 满分5 manfen5.comH2O(g)CO(g)

K2

1.0

1.70

2.52

3H2(g)CO2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)H2O(g)

K3

 

 

 

 

请回答下列问题:

(1)反应________(吸热放热”)反应。

(2)据反应可推导出K1K2K3之间的关系,则K3__________(K1K2表示)

(3)500 ℃时测得反应在某时刻,H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)的浓度(mol·L1)分别为0.80.10.30.15,则此时v________v(”)

(4)反应按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是__________(填序号)

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A.温度:T1T2T3

B.正反应速率:v(a)v(c)v(b)v(d)

C.平衡常数:K(a)K(c)K(b)K(d)

D.平均摩尔质量:M(a)M(c)M(b)M(d)

 

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煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用 煤生产水煤气,而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH

(1)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)ΔH______

(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

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T1T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(”)

CO合成甲醇时,CO250 ℃300 ℃350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示,则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是____________

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以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)

A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡

B.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡

C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率

D.某温度下,将2 mol CO6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)0.2 mol·L1,则CO的转化率为80%

(3)一定温度下,向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g),发生反应:CH3OH(g) 满分5 manfen5.comCO(g)2H2(g)H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

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02 min内的平均反应速率v(CH3OH)__________。该温度下,反应CO(g)2H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)的平衡常数K__________。相同温度下,若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍,则__________(填序号)是原来的2倍。

A.平衡常数                      BCH3OH的平衡浓度

C.达到平衡的时间                    D.平衡时气体的密度

 

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