现有反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在850℃时,K=1。
(1)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2,则:
①当x=5.0时,上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是________。
(2) 已知在一定温度下:
C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K1;
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)平衡常数K2;
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K;
则K1、K2 、K之间的关系是___________。
(3)某催化反应室中发生的反应为:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+216 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH2
已知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-44 kJ·mol-1,则ΔH2=_________。
(4)某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据,将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:
MnO2 | 触摸试管情况 | 观察结果 | 反应完成所需的时间 |
粉末状 | 很烫 | 剧烈反应,带火星的木条复燃 | 3.5 min |
块状 | 微热 | 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 | 30 min |
①写出大试管中发生反应的化学方程式: ,该反应是 反应(填放热或吸热)。
②实验结果表明,催化剂的催化效果与 有关。
目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=—49.0 kJ·mol-1。现向体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
(1)从反应开始到平衡,氢气的平衡浓度为C(H2)=_____________;
(2)若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数______________(填序号)
a.可能不变 b.可能减小 c.可能增大 d.不变、减小、增大皆有可能
(3)能够说明该反应已达到平衡的是__________(填字母序号,下同)。
A.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
B.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
C.一定条件下,CO2、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗3molH2的同时生成1mol CH3OH
(4)在其他条件不变的情况下,将体系体积压缩到原来的二分之一,下列有关该体系的说法正确的是________。
a.氢气的浓度减小 b.正反应速率增大,逆反应速率也增大
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(5)求此温度(T)下该反应的平衡常数K= ________。若开始时向该1L密闭容器中充入1mol CO2,2mol H2,1.5mol CH3OH和1mol H2O(g),则反应向________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
合成氨工业的核心反应是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=QkJ·mol-1,能量变化如图所示,回答下列问题:
(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1_________(填“增大”、“减小”、“不变”,下同);E2—E1 _________
(2)在500 ℃、2×107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反应后,放出的热量_________ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“=”)
(3)关于该反应的下列说法中,正确的是_________
A.ΔH>0,气体分子数目增多 B.ΔH>0,气体分子数目减少
C.ΔH<0,气体分子数目增多 D.ΔH<0,气体分子数目减少
(4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密闭容器中,在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡,测得N2为0.10 mol,H2为0.30 mol,NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2的转化率_________。若升高温度,K值变化_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中欲提高合成氨中H2的转化率,下列措施可行的________填字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入惰性气体
C.改变反应的催化剂 D.分离出氨气
将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bBcC(s)+dD,当反应进行一段时间后,测得A减少了n mol,B减少了mol,C增加了n mol,D增加了n mol。此时达到化学平衡状态。
(1)该化学方程式中各物质的化学计量数:
a=________,b=________,c=________,d=________。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态:A________,B____________,D___________。
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测得四种物质其物质的量又达到相等,则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ΔH=Q kJ/mol(Q>0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应,下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol, 则达平衡时,吸收热量为Q kJ
C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L·min)
D.反应吸收热量0.025Q kJ时,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应
25 ℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图22所示。下列判断正确的是( )
A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D.25 ℃时,该反应的平衡常数K=2.2