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高中化学必备知识点《反应速率与平衡的有关计算》练习题(八)
2019-07-03 23:17:35
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1、简答题 (14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。 (1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。 已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g)?△H 1 = +489.0 kJ·mol-1 ?②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)?△H 2 = +172.5 kJ·mol-1 则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为?。 (2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)?△H ①该反应的平衡常数表达式为K=???。 ②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH?0 (填“>”、“<”或“=”)。
 ③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ?KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。 (3)以CO2为原料还可以合成多种物质。 ①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为?。 当氨碳比 =3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为:?。 ②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为?。
参考答案:(1)Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g)?△H?= —28.5 kJ·mol-1 (2)①? ?;②< ; ③> (3)(2)2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O? 40 %?②CO2+8e—+8H+=CH4+2H2O
本题解析:(1) ①-②×3,整理可得Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g)?△H?= —28.5 kJ/mol。(2)①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度的幂指数的乘积与各种反应物浓度的幂指数的乘积的比。对该反应来说,K= 。②由甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系图示可知:当反应达到平衡后,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动。根据偏高移动原理:升高温度梦幻西游平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向为吸热反应,所以正反应为放热反应。所以ΔH<0。 ③曲线Ⅱ比I先达到平衡。说明温度温度曲线Ⅱ>I。由于温度高,CH3OH含量低,说明化学平衡常数KⅠ>KⅡ。(3)①根据质量守恒定律,由CO2和NH3在一定条件下合成尿素[CO(NH2)2]的反应方程式为2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O。 =3,假设n(CO2)=amol,则n(NH3)=3amol。由于达平衡时CO2的转化率为60%,所以反应消耗的n(CO2)=0.6amol.,根据方程式中二者的物质的量的关系可知反应的NH3的物质的量n(NH3)=1.2amol.所以氨气的转化率为(1.2amol.÷3amol)×100%=40%.②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,则根据题意可得:该电极反应的方程式为CO2+8e—+8H+=CH4+2H2O。
本题难度:一般
2、填空题 一定条件下,在一定体积的恒容密闭容器中,CO2与NH3在一定条件下反应生成尿素 CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) 根据题意完成下列各题;
 (1)500℃,用尿素表示该反应的反应速率,v(尿素)=?mol/min. (2)该反应的正反应△H?0(填“>”或“<”)。 (3)上图2表示某温度时一些反应物与产物物质的量(n)随时间(t)变化的关系。 ①对于该反应达到平衡状态的判断,下列说法正确的是?。 A.混合气体的密度不再发生改变 B.图2中C点时,该反应达到了平衡状态 C.混合气体的压强不再发生改变 D.当消耗了2n mol NH3时,同时生成了n molH2O
| ②反应速率v(CO2):图中点a?b(填“>”、“<”或“=”)。 (4)用该原理生产尿素,工业上一般在220大气压下进行。其它条件不变,与常压相比,220大气压时NH3的转化率?(填增大、减小或不变。)反应的平衡常数K?(填增大、减小或不变)。
参考答案:
本题解析:略
本题难度:一般
3、选择题 一定温度下,在体积为 VL 的密闭容器中加入1molX和1molY进行如下反应: X(g) + Y(g ) 2Z(g )+ W(s) ;△H >0达到平衡,下列判断正确的是(?) A.向平衡混合物中加入少量W,正、逆反应速率均增大 B.平衡后加入X,上述反应的△H增大 C.温度不变,将容器的体积变为2VL,Z的平衡浓度变为原来的1/2 D.当容器中混合气体的压强不变时,可以证明此反应已达到平衡状态
参考答案:C
本题解析:W是固体,其质量多少不影响反应速率,A不正确。反应热与物质前面的化学计量数有关,当反应物的物质的量变化时,放出或吸收的能量会变化,但反应热变化改变,B不正确。由于反应前后气体体积不变,所以减小压强,平衡不移动,Z的浓度变为原来的1/2,C正确。由于气体体积不变,所以压强始终不变,D不正确。答案选C。
本题难度:一般
4、填空题 (10分)工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应: 。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。
 请回答下列问题: (1)在“图1”中,曲线??(填a或b)表示使用了催化剂;该反应属于??(填吸热、放热)反应。 (2)下列说法正确的是??? A.起始充入的CO为1mol B.增加CO浓度,CO的转化率增大 C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态 D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小
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(3)从反应开始到建立平衡,
v(H2)=
???;该温度下CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)的化学平衡常数为
???。若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数
???(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。
(5)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ;ΔH=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)= H2O(g)?ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式
???。
参考答案:(1)b?放热?(2)C?(3)0.15mol·L-1·min-1? 12?减小
(4)
?
(5)CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?ΔH=-280.9kJ/mol
本题解析:(1)使用催化剂降低反应活化能,所以是曲线b,由曲线可看出生成物能量不反应物能量低,反应发热。(2)A:CO起始浓度为1mol/L,容器体积2L,故CO起始量应是2mol;B:增加CO浓度,反应速率增大,但转化率不一定增大;(3)根据反应速率计算公式:V(H2)=C(H2)/△t=1.5mol/10min.L=0.15mol·L-1·min-1zai
平衡常数
,代入数据即可算的。该反应属于放热反应,故升高温度反应向左移动,平衡常数减小。(4)反应是放热反应,所以升高温度平衡向左移动,甲醇百分数随温度的升高降低;在相同的温度、体积下,压强越大,单位体积反应物浓度越高,正反应速率加快,平衡向右移动,故甲醇百分数较高,P2在P1之上
点评:综合考查化学平衡章节的内容,熟悉影响化学反应速率及化学平衡的因素及其原理,在此基础上进行推导
本题难度:一般
5、选择题 对于可逆H2(g)+I2(g)
2HI(g),下列情况一定能说明反应已达到平衡状态的是(?)
A.气体总压强不再随时间而改变时
B.气体的总质量不再改变时
C.混合气体中各组成成分的含量不再改变时
D.单位时间内每消耗1 mol I2,同时有2 mol HI生成时
参考答案:C
本题解析:在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态。所以C正确。由于反应前后体积是不变的,所以压强始终是不变的,A不正确。根据质量守恒定律可知,质量始终也是不变的,所以B不正确。选项D中的反应速率方向是相同的,所以不正确。答案选C。
本题难度:一般