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20.“Cl化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個碳原子的物質(zhì)(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝,對開發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義
(1)一定溫度下,在兩個容積均為2L的密閉容器中,分別發(fā)生反應(yīng):CO2 (g)+3H2(g)?CH3OH g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器
反應(yīng)物投入量1mol CO2(g)和3mol H2(g)1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g)
平衡時c(CH3OH)c1c2
平衡時能量變化放出29.4kJ吸收 a kJ
請回答:①c1=c2(填“>”、“<”或“=”);a=19.6.
②若甲中反應(yīng)10s時達到平衡,則用CO2來表示甲中反應(yīng)從開始到平衡過程中的平均反應(yīng)速率是0.03mol/(L•S)
(2)壓強為p1時,向體積為1L的密閉容器中充入b mol CO 和2b mol H2,發(fā)生反應(yīng)CO (g)+2H2(g)?CH3OH(g).平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示.請回答:①該反應(yīng)屬于放(填“吸”或“放”)熱反應(yīng);p1 <p2(填“>”、“<”或“=”)
②100℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=12(用含b的代數(shù)式表示).
(3)一定條件下,治理汽車尾氣的反應(yīng)是2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H<0.在恒溫恒容的密閉容器中通入n(NO):n(CO)=1:2的混合氣體,發(fā)生上述反應(yīng).下列圖象正確且能說明反應(yīng)在進行到t1時刻一定達到平衡狀態(tài)的是cd(選填字母).

分析 (1)①應(yīng)用恒溫恒容條件下的等效平衡知識來解決;甲、乙是等效平衡,則甲中放出的熱量與乙中吸收的熱量之和為49.0kJ;
②平衡時能量變化放出29.4kJ,求平衡時各組分的濃度,然后求平均反應(yīng)速率;
(2))①根椐溫度的變化來判斷反應(yīng)熱,依據(jù)反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),銅溫度下增大壓強平衡正向進行;
②100°C時一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%,結(jié)合平衡三段式列式計算平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到;
(3)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各組分濃度不再變化,據(jù)此進行判斷.

解答 解:(1)①應(yīng)用恒溫恒容條件下的乙的投料量極端轉(zhuǎn)化為甲相當(dāng)于投1mol CO2(g)和3mol H2(g),所以兩者是等效平衡,所以c1=c2,甲、乙是等效平衡,則甲中放出的熱量與乙中吸收的熱量之和為49.0kJ,則a=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ,
故答案為:=;19.6;
②平衡時能量變化放出29.4kJ,所以反應(yīng)二氧化碳的物質(zhì)的量為29.4KJ49.0KJ=0.6mol,所以,然后求平均反應(yīng)速率v=0.6mol2L10s=0.03mol/(L•s),
故答案為:0.03;
(2)①溫度升高,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率下降,平衡正向移動,所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng),圖象分析可知相同溫度下P2壓強下一氧化碳轉(zhuǎn)化率大于P1壓強下一氧化碳轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),壓強增大平衡正向進行,所以P1<P2,
故答案為:放;<;
②向VL恒容密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2,100°C時一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%,
                          CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始量(mol/L):b            2b                0     
變化量(mol/L):0.5b       b               0.5b
平衡量(mol/L)   0.5b        b            0.5b
平衡常數(shù)K=cCH3OHcCOc2H2=0.5b0.5b×2=12
故答案為:12;
(3)當(dāng)反應(yīng)前后改變的物理量不變時,該可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài),
a中為平衡常數(shù),平衡常數(shù)與溫度有關(guān),溫度不變,則平衡常數(shù)始終不變,所以平衡常數(shù)不能判斷是否達到平衡狀態(tài),故a錯誤;
b為物質(zhì)的量隨時間的變化,一氧化氮與二氧化碳濃度相等時,各組分濃度仍然繼續(xù)變化,說明沒有達到平衡狀態(tài),故b錯誤;
c為CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間變化,反應(yīng)恰好總質(zhì)量不變,則反應(yīng)過程中一氧化氮與一氧化碳的物質(zhì)的量之比會發(fā)生變化,當(dāng)達到平衡狀態(tài)時,一氧化氮與一氧化碳的物質(zhì)的量之比不再變化,故c正確;
d、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變,說明達平衡狀態(tài),故d正確;
故答案為:cd.

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計算應(yīng)用,化學(xué)平衡影響因素的分析判斷,平衡移動原理分析應(yīng)用,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.在一定溫度下,在1L密閉容器中加a molSO2和b molO2,反應(yīng)達到平衡時有c molSO2發(fā)生了反應(yīng),試填下列空白:
(1)生成c  molSO3;
(2)O2的轉(zhuǎn)化率為50c%;
(3)平衡時容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為(a+b-0.5c)mol;
(4)達到平衡時,c(SO2)=a-cmol/L,c(O2)=b-0.5cmol/L,c(SO3)=cmol/L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.2SO2(g)+O2(g)?V2O52SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng).下列敘述正確的是( �。�
A.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達到平衡的時間
B.增大反應(yīng)體系的壓強,反應(yīng)速率一定增大
C.進入接觸室的SO2和空氣必須進行凈化,且該反應(yīng)不需要在高壓下進行
D.催化劑V2O5能增大該反應(yīng)的正反應(yīng)速率而不改變逆反應(yīng)速率

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.向盛有10滴0.1mol/L AgNO3溶液的試管中滴加0.1mol/L NaCl溶液,至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加0.1mol/L KI溶液,觀察到白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀;然后向其中滴加0.1mol/L Na2S溶液,又觀察到黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.溫室效應(yīng)和資源短缺等問題和如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用引起了各國的普遍重視.目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇.
一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),如圖1表示該反應(yīng)進行過程中能量(單位為kJ•mol-1)的變化.

(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是C.
A.△H>0,△S>0
B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0
D.△H<0,△S>0
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進行如下實驗:在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.從反應(yīng)開始到平衡,用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)0.225mol•L-1•min-1,CO2轉(zhuǎn)化率為75%.相同溫度下,某一時刻若該容器中含有1mol H2、1.2mol CO2、0.8mol CH3OH、1.5mol H2O,則此時反應(yīng)所處的狀態(tài)為向正反應(yīng)方向進行中 (填“向正反應(yīng)方向進行中”、“向逆反應(yīng)方向進行中”或“平衡狀態(tài)”),理由QC═1<K=5.33.
(3)在溫度容積不變的條件下,能說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是bd(填寫序號字母):
a.n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:3:1:1
b.容器內(nèi)壓強保持不變       c.容器內(nèi)的密度保持不變
d.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3:1
(4)下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的是c(填寫序號字母).
a.及時分離出CH3OH氣體       
b.適當(dāng)升高溫度
c.保持容器的容積不變,再充入1mol CO2和3mol H2
d.選擇高效的催化劑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義.
(1)NO2可用水吸收,相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3NO2+H2O═2HNO3+NO.
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的△H=-41.8kJ•mol-1
一定條件下,將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是b.
a.體系壓強保持不變               b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變      d.每消耗1mol SO3的同時生成1molNO2
測得上述反應(yīng)平衡時NO2與SO2體積比為1:6,則平衡常數(shù)K=83

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.向2L密閉容器中通入amol氣體A和bmol氣體B,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):
xA(g)+yB(g)?pC(g)+qD(g) 
已知:平均反應(yīng)速率vC=12vA;反應(yīng)2min時,A的濃度減少了13,B的物質(zhì)的量減少了a2mol,有amolD生成.回答下列問題:
(1)反應(yīng)2min內(nèi),vA=a12mol/(L•min),vB=a8mol/(L•min);
(2)化學(xué)方程式中,x=2、y=3、p=1、q=6;
(3)反應(yīng)平衡時,D為2amol,則B的轉(zhuǎn)化率為\frac{a}

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是(  )
A.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,若將含0.6mol H2SO4的稀硫酸與含1mol NaOH的稀溶液混合,放出的熱量等于57.3 kJ
B.已知正丁烷(g)→異丁烷(g)△H<0,則正丁烷比異丁烷穩(wěn)定
C.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1,則H2的燃燒熱為571.6 kJ•mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)═2CO2(g)△H1;2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2,則△H1>△H2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.某溫度下,在一個2L的密閉容器中,加入4mol A和2mol B進行如下反應(yīng):3A(g)+2B(g)?4C(?)+2D(?).反應(yīng)一段時間后達到平衡,測得生成1.6mol C,且反應(yīng)的前后壓強之比為5:4(相同的溫度下測量),則下列說法正確的是(  )
A.增加C,B的平衡轉(zhuǎn)化率不變
B.此時,B的平衡轉(zhuǎn)化率是35%
C.增大該體系的壓強,平衡向右移動,化學(xué)平衡常數(shù)增大
D.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式是K=c4Cc2Dc3Ac2B

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同步練習(xí)冊答案