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1、选择题 将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)+B(g)
2C(g) ΔH<0。4 s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法中正确的是? ( )。
A.当A、B、C物质的量浓度之比为2∶1∶2时,反应即达到平衡状态
B.4 s内用物质B表示的反应速率为0.075 mol·L-1·s-1
C.达平衡后若通入一定量氦气,A的转化率降低
D.达平衡后若升高温度,C的浓度将增大
参考答案:B
本题解析:各物质浓度是否满足化学方程式化学计量数之比,与反应是否平衡无关,A项错;4 s内消耗c(B)=0.3 mol·L-1,则v(B)=0.075 mol·L-1·s-1,B项正确;加入一定量氦气,虽压强增大,但各组分的浓度都不变,平衡不移动,A的转化率不变,C项错误;平衡后,升温,平衡逆向移动,C的浓度减小,D项错误。
本题难度:一般
2、计算题 (6分)一定条件下,在密闭容器内将N2和H2以体积比为1∶3混合,当反应达平衡时,混合气中氨占25%(体积比),若混合前有10mol N2,求平衡后N2、H2、NH3的物质的量及N2的转化率。
参考答案:6? 18? 8? 40%
本题解析:设消耗N2物质的量为x。
N2?+? 3H2
2NH3
始(mol)10?30
平(mol)10-x ?30-3x? 2x
由氨气的体积分数得2x/(10-x+30-3x+2x)=0.25得x=4,所以平衡时氮气、氢气、氨气的物质的量分别为6mol、18mol、8mol,氮气的转化率为0.4。
点评:化学平衡计算的方法:列出起始、变化、平衡时各物质的量。
本题难度:一般
3、选择题 某温度下,反应H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=
.该温度下在体积均为10L的三个密闭容器中分别加入反应物,起始加入量如下图所示:
| 起始量 | 甲 | 乙 | 丙 H2(mol) 1 2 2 CO2(mol) 1 1 2
|
下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,甲中的反应速率最慢,丙中的反应速率最快
B.平衡时,甲和丙中CO2的转化率相等,均是60%
C.平衡时,乙中H2的转化率大于60%
D.平衡时,丙中c(H2)是0.08mol?L-1
参考答案:A、温度相同时,甲乙丙反应物浓度依次增大,反应速率也依次增大,故A错误;
B、甲容器中:c(CO2)=c(H2)=1mol10L=0.1mol?L-1,设H2转化的浓度为xmol?L-1.
H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)
起始(1mol?L-1) 0.10.1 00
转化(1mol?L-1) x x x x
平衡(1mol?L-1) 0.1-x 0.1-x x x
化学平衡常数k=x2(0.1-x)2=94,x=0.06mol?L-1
CO2的转化率=H2的转化率0.06mol?L-10.1mol?L-1×100%=60%,
化学反应前后体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动,物质的转化率不变,根据计算得出甲中H2的转化率均是60%,所以丙中H2的 www.91exAm.org转化率均是60%,故B错误;
C、乙和甲相比,相当于在甲的基础上增加了氢气的量,所以氢气的转化率小于甲中的转化率,即小于60%,故C正确;
D、平衡时,甲中c(H2)=(0.1-0.06)mol?L-1=0.04mol?L-1,所以丙中c(H2)=0.08mol?L-1,故D错误;
故选C.
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 (14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
(1) 对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
则反应CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=________ kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2) 将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:

2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g);ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K=________。
② 已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。若温度不变,减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)],则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

(3) 以CO2为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品,某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色,右图为它的核磁共振氢谱图,请写出DPC的结构简式:____________。
(4) 某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al6Si2O13、SiO2)。将其和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有关化学方程式(反应条件均为高温)为:
Al6Si2O13+3Na2CO3===2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑
Al6Si2O13+5Na2CO3===2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2↑
SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑
则用1 mol Al6Si2O13和4 mol SiO2通过以上反应制得5 mol NaAlO2,共消耗Na2CO3为________mol。
参考答案:
(1) (a+b)/2
(2) ① [c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)] ② < 不变
③ CH3OCH3-12e-+3H2O===2CO2+12H+
(3)
?
(4) 8
本题解析:(1)方程式(1+2)÷2得到对应方程式,焓变同方程式,ΔH=(a+b)/2 kJ·mol-1(2)由图可知,温度高CO2转化率低,平衡逆向移动,反应放热;平衡常数只与温度有关,温度不变,k不变;负极是二甲醚失去电子,转移电子数可以根据化合价确定;(3)根据信息确定形成酯的酸为碳酸,提共羟基的为酚,产物只有3中不同化学环境的氢且比值为2:2:1,由此确定为
;(4)反应中SiO2消耗Na2CO3,Al6Si2O13与Na2CO3发生两个反应,根据 反应物和产物列方程组解题,
设第1、2反应分别消耗Al6Si2O13的物质的量为x、y,则有
X+y=1
4x+6y=5
解得x=y=0.5mol
故共消耗Na2CO3为0.5×3+0.5×5+4=8mol
本题难度:一般
5、选择题 在一体积固定容器内,对于N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0的反应,达到化学平衡状态的标志为( )
A.断开1个N≡N键的同时有6个N—H键生成
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.N2、H2、NH3分子数之比1∶3∶2的状态
参考答案:C
本题解析:可逆反应达到化学平衡状态的实质是正逆反应速率相等但不为0。会生成断开1个N≡N键的同时,必然会生成2分子氨气,即6个N—H键生成,A不正确。密度是气体的质量和容器体积的比值,反应前后气体质量和容器体积均不变,所以在任何时刻混合气体的密度不变,B不正确。混合气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以C可以说明。N2、H2、NH3分子数之比1∶3∶2的状态不一定满足正逆反应速率相等,D不正确。答案选C。
本题难度:简单