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1、简答题 二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示.
(1)一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应.下列能判断反应达到化学平衡状态的是______(选填编号).
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变? b.单位时间内有2mol?H2消耗时有1mol?H2O生成
c.容器中气体密度不再改变? d.容器中气体压强不再改变
(2)温度升高,该化学平衡移动后到达新的平衡,CH3OCH3的产率将______(填“变大”、“变小”或“不变”,下同),混合气体的平均式量将______.
(3)一定温度和压强下,往体积为20L的容器中通入一定物质的量的H2与CO2,达到平衡时,容器中含有0.1mol二甲醚.计算H2的平均反应速率:______(用字母表示所缺少的物理量并指明其含义).
(4)工业上为提高CO2的转化率,采取方法可以是______(选填编号).
a.使用高效催化剂? ?b.增大体系压强
c.及时除去生成的H2O? d.增加原料气中CO2的比例.
参考答案:(1)a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变时,说明该反应达到平衡状态,故正确;
b.无论反应是否达到平衡状态,单位时间内有2mol?H2消耗时有1mol?H2O生成,所以不能说明该反应达到平衡状态,故错误;
c.混合物的质量不变,容器的体积不变,所以无论反应是否达到平衡状态,容器中气体密度始终不变,故错误;
d.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,当容器中气体压强不再改变时,该反应达到平衡状态,故正确;
故选ad;
(2)根据温度和K之间的关系图知,当升高温度时,K减小,说明该反应向逆反应方向移动,则二甲醚产率减小,平衡向逆反应方向移动,则气体的物质的量增大,质量不变,则其平均摩尔质量减小,所以其平均式量减小,故答案为:变小;变小;
(3)根据v=△c△t知,二甲醚的平均反应速率=0.1mol20Lt=0.005tmol/(L.s),根据二甲醚和氢气的关系式知,氢气的平均反应速率═0.005tmol/(L.s)×6=0.03tmol/(L.s),t-达到平衡所需的时间(单位:s,可自定),
故答案为:0.03tmol/(L.s),t-达到平衡所需的时间(单位:s,可自定);
(4)a.使用高效催化剂只改变反应速率不影响化学平衡移动,故错误;?
b.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,增大体系压强平衡向正反应方向移动,所以能提高二氧化碳的转化率,故正确;
c.及时除去生成的H2O,平衡向正反应方向移动,所以能提高二氧化碳的转化率,故正确;?
d.增加原料气中CO2的比例,平衡向正反应方向移动,但二氧化碳的转化率减小,故错误;
故选bc.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)达到平衡时的标志是
[? ]
A.H2、I2、HI的浓度相等
B.1个I-I键断裂的同时,有2个H-I键断裂
C.混合气体的质量不再改变
D.混合气体密度恒定不变
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:
,平衡时测得A的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度降低为0.30mol/L。下列有关判断正确的是(? )
A.X+Y<Z
B.平衡向正反应方向移动
C.B的转化率降低了
D.C的体积分数增大了
参考答案:C
本题解析:假如容器的积扩大到原来的两倍,平衡不移动,那么,A的浓度应为0.25mol/L,现测得A的浓度为0.30mol/L,说明A的浓度增大了,平衡逆向移动,B、D不正确,C项正确。容器的容积扩大,压强减小,平衡逆向移动,则X+Y>Z,A不正确。
本题难度:简单
4、选择题 在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ,其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示,下列说法正确的是

A.该反应的△H<0
B.其他条件不变,升高温度反应的平衡常数增大
C.300℃时,0-t 1min内 CH3OH的平均生成速率为
mol·L-1 min-1
D.A点的反应体系从300℃升高到500℃,达到平衡时
减小
参考答案:AC
本题解析:A、由图象可知,温度越高,平衡时甲醇的物质的量越小,故升高温度平衡向逆反应方向移动,该反应正反应是放热反应,即△H<0,正确;B、由图象可知,温度越高,到达平衡时甲醇的物质的量越小,升高温度平衡向逆反应移动,平衡常数减小,错误;C、根据反应速率的计算公式及题给数据计算,300℃时,0-t 1min内 CH3OH的平均生成速率为
mol·L-1 min-1,正确; D、A点的反应体系从300℃升高到500℃,甲醇的物质的量减小,平衡向逆反应,氢气的物质的量增大,故达到平衡时
增大,错误。
本题难度:一般
5、选择题 在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),图1表示反应过程中能量的变化,图2表示反应过程中物质浓度的变化。下列有关说法正确的是

A.该反应的焓变和熵变:ΔH>0,ΔS<0
B.温度降低,该反应的平衡常数K增大
C.升高温度,n(CH3OH)/n(CO2)增大
D.从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为2.25 mol/(L·min)
参考答案:B
本题解析:该反应是放热反应,ΔH<0;气体的物质的量减少,ΔS<0,A错。温度降低,平衡正向移动、平衡常数增大,B正确。升高温度,平衡逆向移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小,C错。从反应开始到平衡,v(CO2)=
=0.075 mol/(L·min),v(H2)=3v(CO2)=0.225 mol/(L·min),D错。
本题难度:一般