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2013年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...

2013年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。

1CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应是:

2CO2g + 6H2gCH3OCH3g + 3H2Og H0

①写出该反应的平衡常数表达式                       

②判断该反应在一定条件下,体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是           

A.容器中密度不变

B.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚

Cv(CO2)v(H2)=13

D.容器内压强保持不变

2)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,如图所示。据此判断:

该反应的ΔH          0(选填)。

②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S1S2,在图中画出c(CO2)T2S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

3)已知:COg + 2H2gCH3OHg)△H = a kJ•mol-1

①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下:

温度(℃)

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

若某时刻、250测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4 mol·L1c(H2)=0.4 mol·L1c(CH3OH)=0.8 mol·L1, 则此时v            v(填“=”)。

②某温度下,在体积固定的2L的密闭容器中将1 mol CO2 mol H2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下:

时间(min

5

10

15

20

25

30

压强比(P/P)

0.98

0.90

0.80

0.70

0.70

0.70

则前15分钟,用氢气表示的平均化学反应速率为               ,达到平衡时CO的转化率为            

 

(1) BD (2)< (3)< 0.02mol/(L min) 45﹪ 【解析】 试题分析:(1)①化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据方程式可知该反应的平衡常数表达式为。 ②A.由于该反应是在条件恒定的密闭容器内进行的,气体的质量不变,所以在任何时刻都存在容器中密度不变,故不能作为判断平衡的标志,A错误; B.单位时间内消耗2molCO2,就会产生1mol二甲醚,还同时消耗1mol二甲醚,说明物质的量不变,物质的浓度不变,所以反应达到平衡状态,B正确;C.在任何时刻都存在v(CO2)︰v(H2)=1︰3,所以不能判断反应是否处于平衡状态,C错误;D.反应是在容器恒定的容器内进行的,而该反应是反应前后气体体积不相等的反应,所以若容器内压强保持不变,则气体的物质的量不变,反应处于平衡状态,D正确。答案BD; (2)①催化剂不能改变平衡状态,温度高到达平衡的时间少,则T1>T2。温度高CO2的平衡浓度减小,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,所以正方应是放热反应,即△H<0。 ②催化剂的表面积S1>S2,在T1、S2条件下达到平衡所用的时间比T1、S1要长,但温度相同最后的状态与T1、S1相同,故图像为:。 (3)①在250℃,化学平衡常数是2.041;而在此时,Qc= c(CH3OH)/ (c(CO)∙ c2(H2))=0.8 mol/L÷[0.4 mol/L×(0.4 mol/L)2]=12.5>2.041,说明反应逆向进行,即v正<v逆;②在体积恒定的密闭容器内进行的反应,气体的压强之比等于气体的物质的量的比。由于平衡时的压强是开始的0.70倍,则反应减小的物质的量是3mol×0.30=0.90mol。根据方程式CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)可知每有1mol的CO发生反应,反应后气体的物质的量会减少2mol,现在气体的物质的量减小0.90mol,所以反应的CO的物质的量是0.90mol÷2=0.45mol,因此CO的转化率是(0.45mol÷1mol) ×100%=45%。 【考点定位】本题主要是考查化学反应速率的计算、化学图像的分析、化学平衡状态判断等 【名师点晴】该题考查的知识点较多,综合性较强,难点是平衡状态判断以及外界条件对平衡状态的影响分析。可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据:①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态,对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态,关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。  
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乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产,回答下列问题:

1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇,写出相应反应的化学方程式                 

2)已知:

甲醇脱水反应  2CH3OHgCH3OCH3g + H2Og)△H1=23.9kJ•mol1

甲醇制烯烃反应  2CH3OHgC2H4g + 2H2Og)△H2=29.1kJ•mol1

乙醇异构化反应  C2H5OHgCH3OCH3g)△H3= + 50.7kJ•mol1

则乙烯气相直接水合反应C2H4g + H2OgC2H5OHg)的△H=            kJ•mol1,与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是                  

3)气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中=11

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=              

A点总压为7.85MPa,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);

②图中压强(P1P2P3P4)大小顺序为             ,理由是               

③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290,压强6.9MPa=0.61,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有                         

 

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已知体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2g + O2g2SO3g),请根据化学反应的有关原理同答下列问题

1)一定条件下,充入2mol SO2g)和2mol O2g),20s后,测得SO2的体积百分含量为12.5%,则用SO2表示该反应在这20s内的反应速率为_____________________

2)下面的叙述可作为判断(1)中可逆反应达到平衡状态依据的是(填序号)___________

①混合气体的密度不变          ②混合气体的平均相对分子质量不变

vSO2=2vO2        ④各气体的浓度都不再发生变化

(3)1表示该反应的速率(v)随时间(t)的变化的关系.则下列不同时间段中,SO3 的百分含量最高的是(   

At2→t3        Bt0→t1           Ct5→t6         Dt3→t4

据图分析:你认为t3时改变的外界条件可能是__________

4)图2P是可自由平行滑动的活塞.在相同温度时,向A容器中充入4mol SO3g),关闭K,向B容器中充入2mol SO3g),两容器分别发生反应.已知起始时容器AB的体积均为aL试回答:

①反应达到平衡时容器B的体1.2a L,容器BSO3转化率为___________

②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为___________L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)

 

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.1)根据如图所示情况,判断下列说法中正确的是                

A.其热化学方程式为:CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g) ΔH41 kJ·mol1

B.该反应为吸热反应

C.该反应为放热反应

D.若当H2O为液态时反应热为ΔH2,则ΔH2ΔH

225101 kPa下,已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9 kJ的热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式是                       

3已知反应:N2(g) + O2 (g) 2NO(g)    H1

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)   H2

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)   H3

利用上述三个反应计算4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)  H4 的反应焓变为          (用含H1H2H3的式子表示)

4)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途.回答下列问题:

①大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2H2SO4,即可得到I2,该反应的还原产物为          

②已知反应2HIg H2g + I2g)的△H= + 11kJ•mol11molH2g)、1molI2g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ151KJ的能量,则1molHIg)分子中化学键断裂时需吸收的能量为          kJ

Bodensteins研究了下列反应:2HIgH2g + I2g

716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数xHI)与反应时间t的关系如表:

t/min

0

20

40

60

80

120

XHI

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

XHI

0

0.60

0.73

0.773

0.780

0.784

根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:           上述反应中,正反应速率为v=kx2HI),逆反应速率为v=kxH2xI2),其中kk为速率常数,则k          (以Kk表示)k=0.0027min1,在t=40min时,v=           min1

 

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将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g) + F(s) 2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:

①b<f

②915 ℃、2.0 MPa时E的转化率为60%

③该反应的ΔS>0

④K(1 000 ℃)>K(810 ℃)

上述①~④中正确的有(  )

A.4个       B.3个      C.2      D.1个

 

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25时,密闭容器中XYZ三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:

下列说法错误的是:(      

A.反应达到平衡时,X的转化率为50

B.反应可表示为X + 3Y2Z,其平衡常数为1600

C.改变温度可以改变此反应的平衡常数

D.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大

 

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