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1、填空题 水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的碳制得:C (s)+H2O(g)
CO (g)+H2 (g) ΔH="+131" kJ·mol-1
(1)T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中碳足量,其他物质的物质的量浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
容器 编号
| c(H2O) /mol·L-1
| c(CO) /mol·L-1
| c(H2) /mol·L-1
| v正、v逆比较
|
Ⅰ
| 0.06
| 0.60
| 0.10
| v正=v逆
|
Ⅱ
| 0.06
| 0.50
| 0.40
| ①
|
Ⅲ
| 0.12
| 0.40
| 0.80
| v正<v逆
|
Ⅳ
| 0.12
| 0.30
| ②
| v正=v逆
|
?
① ,② ?。?
在T温度下该反应的化学平衡常数为 ? 。?
(2)另有一个容积可变的密闭容器。恒温恒压下,向其中加入1.0 mol碳和1.0 mol水蒸气 (H2O),发生上述反应,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25 倍。平衡时水蒸气的转化率为 ;向该容器中补充a mol 碳,水蒸气的转化率将 (填 “增大”、“减小”或“不变”)。?
(3)在一定条件下用水煤气能合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH>0,给合成甲醇反应体系中通入少量CO则平衡 移动,减小压强则平衡 移动,降低温度则平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。?
参考答案:(1)①v正<v逆 ②0.40 1.00
(2)25% 不变 (3)向右 向左 向左
本题解析:(1)根据Ⅰ可知,K=
=1.00,Ⅱ中Q=
=
>K,所以反应向逆反应方向移动,即正反应速率小于逆反应速率。在Ⅳ中反应处于平衡状态,设c(H2)="a" mol·L-1,则
=1.00,解得a=0.40。
(2) C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)
起始量(mol) ? 1.0
转化量(mol) ? x? x? x
平衡量(mol) ? 1.0-x? x? x
所以有1.0-x+x+x=1.25×1.0
解得x=0.25
所以转化率是
×100%=25%
碳是固体,所以增加碳的质量,平衡不移动,水蒸气的转化率不变。
(3)增加CO的浓度,平衡向正反应方向移动。因为反应是体积减小的、吸热的可逆反应,所以降低压强或降低温度平衡都向逆反应方向移动。
本题难度:一般
2、选择题 在一定温度下,可逆反应2A(g)+3B(g)
2C(g)达到平衡的标志是( )。
A.A的生成速率与C的分解速率相等
B.单位时间生成2n mol A,同时生成3n mol B
C.A、B、C的浓度不再变化
D.A、B、C的分子数之比为2∶3∶2
参考答案:C
本题解析:A项,A的生成速率与C的分解速率都表示逆反应速率;B项,不管反应是否平衡,单位时间内生成n mol A的同时一定生成3n mol B,即v(正)不一定等于v(逆);A、B、C的浓度不再变化,表明已达到平衡状态;但平衡状态时A、B、C的分子数之比不一定为2∶3∶2,故D不正确。
本题难度:一般
3、选择题 下列说法可以证明反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)已达到平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键形成
参考答案:A
本题解析:A中表示的反应方向相反,正确;B、D中表示的反应方向相同,故B、D错误;C中N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时未必达到平衡。
本题难度:一般
4、选择题 利用原料气在合成塔中合成NH3,为加快正反应速率,且提高N2的转化率所采取的措施是?(?)。
A.加压
B.移走氨气
C.使用催化剂
D.充入N2
参考答案:A
本题解析:氨气的生成是体积减小的可逆反应,所以为加快正反应速率,且提高N2的转化率,可以通过加压的方法实现,A正确。B中反应速率降低,C中转化率不变,D中氮气的转化率降低,答案选A。
点评:该题的关键是在明确可逆反应特点的基础上,灵活运用外界条件对反应速率和平衡状态的影响,有助于培养学生的逻辑推理能力和灵活应变能力。
本题难度:简单
5、计算题 恒温下,将a?mol?N2与b?mol?H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应: N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
(1)若反应进行到某时刻t时,n(N2)=13?mol,n(NH3)= 6?mol,计算a的值。
(2)反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8?L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同)n始:n平=
_________________。
(4)原混合气体中,a:b=_________。
(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比α(N2):α(H2)=________________。
参考答案:(1)16?
(2)8mol?
(3)5:4?
(4)2:3?
(5)1:2
本题解析:
本题难度:一般