(14分)工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應的產(chǎn)率影響,在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗,實驗結果如下圖a、b所示。

(1)根據(jù)反應及上圖(a),判斷△H     0(填“<”“=”或“>”,下同),△S    0;請選擇經(jīng)濟、且適宜的反應溫度:        。
(2)下列事實可以說明該反應已達平衡的是          。
A.混合氣體的密度不再變化
B.氫氣的體積分數(shù)保持不變
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D.單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)從壓強因素分析,為提高乙苯的轉化率,應采用      的生產(chǎn)條件。實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法。水蒸氣的含量對反應的影響結果如上圖(b)所示。
①在做這四組實驗時,應該采用的其他實驗條件是           
A.反應溫度相同         B.采用不同的催化劑
C.壓強都控制在常壓下    D.反應相同時間時測定實驗數(shù)據(jù)
②圖(b)表明:                           。

③一定溫度下,在恒壓密閉容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的氣體,發(fā)生上述反應,在t1時刻達到平衡。保持其他條件不變,此時分離出一定量的水蒸氣,在t2時刻重新達到平衡,請在右圖中畫如反應再次達到平衡過程的圖像。

(1)>;>;580° (2)AB (3)低壓 ①AC
②在恒溫恒壓條件下,n(H2O)/n(乙苯)的比值越高,產(chǎn)率越高 ③

解析試題分析:(1)根據(jù)圖a可知,隨著溫度的升高產(chǎn)率逐漸增大。這說明升高溫度平衡向正反應方向移動,因此正方應是吸熱反應,即△H>0;根據(jù)反應的化學方程式可知,該反應是體積增大的可逆反應,因此△S>0。根據(jù)圖a可知溫度升高到580℃以后產(chǎn)率增加的不是很明顯,因此適宜的溫度應該是580℃。
(2)在一定條件下,當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時(但不為0),反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學平衡狀態(tài),則A、密度是混合氣的質量和容器容積的比值,在反應過程中質量始終是不變的,但容器容積是變化的,因此當密度不再發(fā)生變化時,可以說明反應達到平衡狀態(tài),A正確;B、氫氣的體積分數(shù)保持不變可以說明反應達到平衡狀態(tài),B正確;C、根據(jù)反應速率之比是相應的化學計量數(shù)之比可知氫氣、苯乙烯的生成速率之比始終保持不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),C不正確;D、根據(jù)反應速率之比是相應的化學計量數(shù)之比可知,單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2),因此不能說明反應達到平衡狀態(tài),D不正確,答案選AB。
(3)正方應是體積增大的可逆反應,所以從壓強因素分析,為提高乙苯的轉化率,應采用低壓的生產(chǎn)條件。
①要探究水蒸氣的含量對反應的影響結果,則根據(jù)定一議二的原則可知,其它反應條件應該是相同的,即溫度、壓強和催化劑均是相同的,答案選AC。
②根據(jù)圖b可知,在恒溫恒壓條件下,n(H2O)/n(乙苯)的比值越高,產(chǎn)率越高。
③保持其他條件不變,此時分離出一定量的水蒸氣,則導致容器內(nèi)壓強降低,因此要保持恒壓則需要縮小容器的容積,因此相當于是增大壓強,平衡向正反應方向移動,則圖像可表示為。
考點:考查外界條件對反應速率和平衡狀態(tài)的影響、平衡狀態(tài)的判斷以及反應條件的選擇

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

 某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題:
(1)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是________________
(2)實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、CuCl2、MgSO4、K2SO4等4種溶液,可與上述實驗中CuSO4
溶液起相似作用的是________;
(3)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有________________(答兩種)
(4)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中,
收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間。

實驗
混合溶液
    A
    B
    C
    D
    E
    F
4mol/L  H2SO 4/mL
   30
   V1
   V2
    V3
   V4
   V5
飽和CuSO4溶液  /mL
    0
   0.5
    2.5
   5
   V6
   20
H2O   /mL
   V7
   V8
   V9
   V10
   10
    0
①請完成此實驗設計,其中:V1=      ,V6=      ,V9=      ;
② 該同學最后得出的結論為:當加入少量CuSO4溶液時,生成氫氣的速率會大大提高。但當加入的CuSO4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因                

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

某溫度下向1L密閉容器中充入1mol N2和3 mol H2,使反應N2+3H2
2NH3達平衡,平衡混合氣中N2、H2、NH3的濃度分別為M、N、G(mol/L).如果溫度不變,只改變初始物質的加入量,要求M、N、G保持不變,則N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示時應滿足的條件是:
①若x=0,y=0,則z=        ;
②若x="0.75" mol,則y=        ,z=         
③x、y、z取值必須滿足的一般條件是(用含x、y、z方程表示,其中一個含x、z,另一
個含y、z)                                 。
若將上述條件改為恒溫、恒壓,其它均不變,則
a.若x=0,y=0,則z=        ;
b.若x="0.75" mol,則y=        ,z=         ;
c.x、y、z取值必須滿足的一般條件是                                 。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(17分)運用化學反應原理研究碳的化合物具有重要意義。
(1)常溫下可用于檢測CO,反應原理為:。向2L密閉容器中加入足量,并通人1molCO,CO2的體積分數(shù)隨時間的變化如下圖所示。

①0~0.5min內(nèi)的平均反應速率_____________。
②保持溫度和體積不變,若開始加入CO(g)的物質的量是原來的2倍,則下列說法正確的是____________(填代號)。
a.生成I2的質量為原來的2倍
b.混合氣體的平均摩爾質量不變
c.達到平衡的時間為原來的2倍
d.混合氣體的密度不變
③反應達a點時,欲增大容器中的體積分數(shù),可采取的措施為____________。
(2)以為催化劑,可以將的混合氣體直接轉化為乙酸。
①若該反應的原子利用率為100%,則______________。
②在25℃下,將pH=a的氫氧化鈉溶液與pH=b的醋酸溶液等體積混合,若兩溶液恰好完全反應,則________14(填“>”、“<”或“=”);該溫度下醋酸的電離常數(shù)K=__________(用含a、b的式子表示)。
(3)利用反應可以處理汽車尾氣,若將該反應設計為原電池,用熔融Na2O作電解質,其正極電極反應式為________________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(14分)
已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)反應的平衡常數(shù)和溫度的關系如下:

|溫度/ ℃
700
800
830
1000
1200
平衡常數(shù)
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列問題:
(1)該反應的△H          0(填“<”“ >”“ =”);
(2)830℃時,向一個5 L的密閉容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O,反應初始6s內(nèi)CO的平均反應速率v(CO)="0.003" mol·L-1·s-1,則6S末CO2的物質的量濃度為               ;反應經(jīng)一段時間后,達到平衡后CO的轉化率為              ;
(3)判斷該反應是否達到平衡的依據(jù)為                (填正確選項前的字母);   
a.壓強不隨時間改變           b.氣體的密度不隨時間改變
c.c(CO)不隨時間改變           d.單位時間里生成CO和H2的物質的量相等   
(4)已知1000℃時,要使CO的轉化率超過90%,則起始物c(H2O): c(CO)應不低于       
(5)某燃料電池以CO為燃料,以空氣為氧化劑,以熔融態(tài)的K2CO3為電解質,請寫出該燃料電池正極的電極反應式                                             ;
(6)已知CO可用于制備很多物質:
       ΔH=+8.0kJ·mol-1
       ΔH=+90.4kJ·mol-1
               ΔH=-556.0kJ·mol-1
               ΔH=-483.6kJ·mol-1
請寫出反應生成熱化學方程式                      。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(14分)
含硫化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。
(1)對于可逆反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0,下列研究目的和圖示相符的是       
(填序號)

序號
A
B
C
D
目的
壓強對平衡的影響
溫度對轉化率的影響
增加O2濃度對速率的影響
濃度對平衡常數(shù)的影響
圖示




(2)在5000C有催化劑存在的條件下,向容積為2L的甲乙兩個密閉容器中均充入2molSO2和1molO2。甲保持容積不變,乙保持壓強不變,充分反應后,均達平衡狀態(tài),此時SO3的體積分數(shù)甲
      乙。(填“>”“<”或“="”" )
(3)向2L的甲容器中充入2molSO2、1molO2,測得SO2的平衡轉化率與溫度的關系如下圖所示。

Ⅰ.在T1溫度下,反應進行到狀態(tài)D時,v     v。(填“>”“<”或“="”" )
Ⅱ.T3溫度下,平衡時測得反應放出的熱量為Q1,在相同溫度下若再向容器中通入2molSO2、1molO2,重新達到平衡,測得反應又放出熱量Q2 。則下列說法中正確的是          。(填序號)
A.相同溫度下新平衡時容器中的壓強是原平衡時的兩倍
B.Q2一定大于Q1
C.新平衡時SO2的轉化率一定大于80%
 
(4)在甲容器中充入一定量的SO2和1.100molO2,在催化劑作用下加熱,當氣體的物質的量減少0.315mol時反應達到平衡,此時測得氣體壓強為反應前的82.5%,則SO2的轉化率為                   
。5)若用氫氧化鈉溶液吸收SO2氣體恰好得到酸式鹽,已知該酸式鹽溶液呈弱酸性,則溶液中各離子濃度由大到小的順序為                           。(用離子濃度符號表示)
。6)一定溫度下,用水吸收SO2氣體,若得到pH=5的H2SO3溶液,則溶液中亞硫酸氫根離子和亞硫酸根離子的物質的量濃度之比為                。(已知該溫度下H2SO3的電離常數(shù):Ka1=1.0×10-2mol/L,Ka2=6.0×10-3mol/L)

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(12分)超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層?茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,化學方程式如下:
2NO+2CO 2CO2+N2
為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如下表:

 
時間/s
0
1
2
3
4
5
 
c(NO)/
mol·L-1
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
 
c(CO)/
mol·L-1
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)寫出該反應的平衡常數(shù)表達式K=              。
(2)前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)=_____________。
(3)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的       0(填寫“>”、“<”、“=”)。
(4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是     。
A.選用更有效的催化劑                  B.升高反應體系的溫度
C.降低反應體系的溫度                 D.縮小容器的體積
(5)研究表明:在使用等質量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中,請在表格中填入剩余的實驗條
件數(shù)據(jù)。
實驗編號
T/℃
NO初始濃度
mol·L-1
CO初始濃度
mol·L-1
催化劑的比表面積
㎡·g-1

280
1.2×10-3
5.8×10-3
82

 
 
5.8×10-3
124

350
1.2×10-3
 
 
 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

合理利用資源,降低碳的排放,實施低碳經(jīng)濟是今后經(jīng)濟生活主流方向。
⑴下列措施不利于有效減少二氧化碳排放的是     。
A.植樹造林,保護森林,保護植被
B.加大對煤和石油的開采,并鼓勵使用石油液化氣
C.推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器,使用空調(diào)時夏季溫度不宜設置過低,冬天不宜過高
D.倡導出行時多步行和騎自行車,建設現(xiàn)代物流信息系統(tǒng),減少運輸工具空駛率
⑵科學家致力于二氧化碳的“組合轉化”技術研究,如將CO2和H2以1∶4比例混合通入反應器,適當條件下反應可獲得一種能源。完成以下化學方程式:CO2+4H2       +2H2O。
⑶CO2合成生產(chǎn)燃料甲醇(CH3OH)是碳減排的新方向。進行如下實驗:某溫度下在1 L的密閉容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,發(fā)生:CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)能判斷該反應已達化學反應限度標志的是      (填字母)。
A.CO2百分含量保持不變
B.容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1
C.容器中混合氣體的質量保持不變
D.CO2生成速率與CH3OH生成速率相等
現(xiàn)測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如左下圖所示。從反應開始到平衡,氫氣的平均反應速率v(H2)=          mol/(L·min)。
   
⑷CO在催化作用下也能生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);已知密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2,CO的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的關系如右上圖所示。
①若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài),則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA        tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài),此時在A點時容器的體積為VAL,則A、B兩點時容器中,n(A)︰n(B)=          
⑸以KOH為電解質的甲醇燃料電池總反應為:2CH3OH+3O2+4KOH= 2K2CO3+6H2O,通入甲醇的電極為燃料電池的負極,正極發(fā)生的電極反應式為                    。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個產(chǎn)業(yè)鏈(如圖所示),將大大提高資源的利用率,減少環(huán)境污染。

請回答下列問題:
(1)Ti的原子序數(shù)為22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學方程式              。
(3)制備TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再經(jīng)焙燒制得。水解時需加入大量的水并加熱,請結合化學方程式和必要的文字說明原因:               
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar氣中進行的理由是_________________________________。反應后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti,依據(jù)下表信息,需加熱的溫度略高于          ℃即可。

 
TiCl4
Mg
MgCl2
Ti
熔點/℃
-25.0
648.8
714
1667
沸點/℃
136.4
1090
1412
3287
 
(5)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)    CH3OH(g)。
①已知該反應在300oC時的化學平衡常數(shù)為0.27,該溫度下將2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此反應將             (填“向正反應方向進行”、“向逆反應方向進行”或“處于平衡狀態(tài)”)。
②若不考慮生產(chǎn)過程中物質的任何損失,上述產(chǎn)業(yè)鏈中每合成6 mol甲醇,至少需額外補充H2     mol。

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