近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起商家的关注。工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g) 已知:平均反应速率vC=1/2vA;反应2 min时,A的浓度减少了1/3,B的物质的量减少了a/2 mol,有a mol D生成。回答下列问题:
(1)反应2 min内,vA=___________ ,vB=___________ ;
(2)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为___________ ;
(3)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH___________ 0(填“>”、“<” 或“=”);
(4) 如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
②平衡时反应物的转化率___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)反应2 min内,vA=
(2)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为
(3)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH
(4) 如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率
②平衡时反应物的转化率
更新时间:2021-05-20 10:41:15
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【推荐1】回答下列问题
(1)在400℃时,将一定量的AB2和14molB2压入一个盛有催化剂的10L密闭容器中进行反应:2AB2+B2 2AB3,已知2min后,容器中剩余2molAB2和12molB2,则:
①反应中消耗了_______ molAB2,2min后AB3的物质的量浓度是_______ 。
②2min内平均反应速率:v(B2)=_______ 。
③发生反应前容器内压强与发生反应后容器中压强比值为:_______ 。
(2)某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①Z的产率是_______ 。
②由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为_______ 。
③若三种物质都是气体,则平衡时X所占体积的百分比为_______ 。
(1)在400℃时,将一定量的AB2和14molB2压入一个盛有催化剂的10L密闭容器中进行反应:2AB2+B2 2AB3,已知2min后,容器中剩余2molAB2和12molB2,则:
①反应中消耗了
②2min内平均反应速率:v(B2)=
③发生反应前容器内压强与发生反应后容器中压强比值为:
(2)某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①Z的产率是
②由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
③若三种物质都是气体,则平衡时X所占体积的百分比为
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【推荐2】一定温度下,在2L 的密闭容器中,A、B、C 三种气体物质的量随时间变化的曲线如图I, 能量变化如图 II 所示:
(1)从反应开始到到5s,用C 表示的反应速度为_____ , A 的转化率为_______ ,该化学反应的平衡常数为____________ 。
(2)分析图 II , 该反应的反应热ΔH =______ ,逆反应的活化能是___ 。
(3)将2. 00molA(g)、2. 00molB(g)的混合气体分别置于a、b、c 三个起始体积相同的密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中 C 的浓度随时间的变化如图 III所示。
①反应从开始到达到平衡.反应速率由大到小的顺序为________ (用a、b、c 表示)。
② 与容器a中的反应相比,容器b中的反应改变的实验条件可能是______ ,容器c 中的反应改变的实验条件可能是___________ 。
(1)从反应开始到到5s,用C 表示的反应速度为
(2)分析图 II , 该反应的反应热ΔH =
(3)将2. 00molA(g)、2. 00molB(g)的混合气体分别置于a、b、c 三个起始体积相同的密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中 C 的浓度随时间的变化如图 III所示。
①反应从开始到达到平衡.反应速率由大到小的顺序为
② 与容器a中的反应相比,容器b中的反应改变的实验条件可能是
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【推荐3】合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答。
(1)在容积为的恒温密闭容器中加入的和的在一定条件下发生反应:,在5分钟时反应恰好达到平衡,此时测得的物质的量为。这段时间内用表示的反应速率为=___________ 。
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号字母)。
(3)已知合成氨反应在时平衡常数。某实验小组在时,测得某时刻、、,此时刻该反应的化学平衡速率v(正)___________ v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)如下图表示:若在、条件下,向一密闭容器中通入N2、H2(按物质的量之比)发生反应,测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。
图中点的分压平衡常数Kp=___________ MPa-2 (用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留两位小数,气体分压=气体总压×物质的量分数)。
(1)在容积为的恒温密闭容器中加入的和的在一定条件下发生反应:,在5分钟时反应恰好达到平衡,此时测得的物质的量为。这段时间内用表示的反应速率为=
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号字母)。
A.容器内、、的物质的量浓度之比为 |
B. |
C.混合气体的密度保持不变 |
D.容器内压强保持不变 |
(3)已知合成氨反应在时平衡常数。某实验小组在时,测得某时刻、、,此时刻该反应的化学平衡速率v(正)
(4)如下图表示:若在、条件下,向一密闭容器中通入N2、H2(按物质的量之比)发生反应,测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。
图中点的分压平衡常数Kp=
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【推荐1】将各2amol的P、Q、R、S在一密闭容器中混合,发生如下反应:xP+yQ zR+wS。达到平衡后,测得n(P)a mol,n(Q) mol,n(R) mol, n(S)3a mol,已知四种物质中只有R是固体。
(1)若该反应中物质的化学计量数x==2,则w==_________ 。
(2)达到平衡时,P的转化率是____________________ 。
(3)如果只改变压强,化学反应速率变化,但化学平衡不移动,则该反应中各物质的聚集状态分别是:Q______ ,S==_______ 。
(1)若该反应中物质的化学计量数x==2,则w==
(2)达到平衡时,P的转化率是
(3)如果只改变压强,化学反应速率变化,但化学平衡不移动,则该反应中各物质的聚集状态分别是:Q
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【推荐2】利用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)CO2的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。一定温度下,在体积为1L的密闭容器中,充入1 molCO2和3molH2,此时压强为p0kpa,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①0~4min,H2的平均反应速率v(H2)=__ mol·L−1·min−1。
②下列能说明该反应已达到平衡状态的是___ 。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1
C.恒温恒容下,气体的密度不再变化
D.恒温恒压下,气体的体积不再变化
③测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)___ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
④可逆反应的平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算,已知:分压=总压×物质的量分数,则该温度下Kp=___ kPa-2(用含有p0的式子表示,保留1位小数)。
(2)工业中,CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。
反应A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
反应B:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1∶3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。
图为温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响
①由图可知温度升高时CO的产率上升,其主要原因可能是___ 。
②由图可知获取CH3OH最适宜的温度是___ 。下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有___ (填字母)。
A.使用对反应A选择性更高的催化剂
B.压缩体积
C.增大CO2和H2的初始投料比
(3)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得合成氨反应达到平衡时的有关数据如下。
则a+b___ 92.4(填“>”、“=”或“<”,下同),c3___ 2c1,2p2___ p3,α1+α3___ 1。
(1)CO2的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。一定温度下,在体积为1L的密闭容器中,充入1 molCO2和3molH2,此时压强为p0kpa,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①0~4min,H2的平均反应速率v(H2)=
②下列能说明该反应已达到平衡状态的是
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1
C.恒温恒容下,气体的密度不再变化
D.恒温恒压下,气体的体积不再变化
③测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)
④可逆反应的平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算,已知:分压=总压×物质的量分数,则该温度下Kp=
(2)工业中,CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。
反应A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
反应B:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1∶3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。
图为温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响
①由图可知温度升高时CO的产率上升,其主要原因可能是
②由图可知获取CH3OH最适宜的温度是
A.使用对反应A选择性更高的催化剂
B.压缩体积
C.增大CO2和H2的初始投料比
(3)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得合成氨反应达到平衡时的有关数据如下。
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1molN2、3molH2 | 2molNH3 | 4molNH3 |
NH3的浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出akJ | 吸收bkJ | 吸收ckJ |
体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
则a+b
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【推荐3】研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。NO在空气中的反应分两步完成,其反应历程如图所示:
(1)反应Ⅰ和反应Ⅱ中,一个是快反应,会快速建立平衡状态,而另一个是慢反应。
①决定反应速率的是_________ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
②升高反应体系温度,发现总反应速率反而变慢,其可能原因是_________ (反应未使用催化剂)。
(2)在恒压、NO和起始浓度一定的条件下,用活性炭对NO进行催化吸附,测得不同温度下NO转化为的转化率随温度的变化如图中实线所示。
①X点之前,升高温度NO转化率升高的原因可能是_________ (任写一种)。
②实现X点到Z点的方法有_________ (任写一种)。
③实现Z点到Y点的原因可能是_________ (任写一种)。
(3)存在如下平衡: ,在恒温、恒容条件下与的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:,,相应的速率与其分压关系如图所示。
①A点与的相对大小:_________ (用“<”连接)。
②在D点情况下,继续通入一定量的气体,达到新平衡时,的转化率_________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
③一定温度下, 、与平衡常数 (压力平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是=_________ 。
(1)反应Ⅰ和反应Ⅱ中,一个是快反应,会快速建立平衡状态,而另一个是慢反应。
①决定反应速率的是
②升高反应体系温度,发现总反应速率反而变慢,其可能原因是
(2)在恒压、NO和起始浓度一定的条件下,用活性炭对NO进行催化吸附,测得不同温度下NO转化为的转化率随温度的变化如图中实线所示。
①X点之前,升高温度NO转化率升高的原因可能是
②实现X点到Z点的方法有
③实现Z点到Y点的原因可能是
(3)存在如下平衡: ,在恒温、恒容条件下与的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:,,相应的速率与其分压关系如图所示。
①A点与的相对大小:
②在D点情况下,继续通入一定量的气体,达到新平衡时,的转化率
③一定温度下, 、与平衡常数 (压力平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是=
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解题方法
【推荐1】化学平衡移动原理(勒夏特列原理)
(1)改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强),平衡将向着能够________ 这种改变的方向移动。
(2)明确“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。
(3)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系,对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。
(1)改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强),平衡将向着能够
(2)明确“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。
(3)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系,对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。
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【推荐2】如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强),平衡一定会发生移动的是哪个条件?__________
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【推荐3】Ⅰ.可逆反应3A(g)3B(?)+C(?) ΔH>0达到化学平衡后,
(1)升高温度,用“变大” “变小” “不变”或“无法确定”填空。
①若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量________ ;
②若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量________ ;
③若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量________ ;
(2)如果平衡后保持温度不变,将容器体积增加一倍,新平衡时A的浓度是原来的50%,则B是________ 态,C是________ 态。
Ⅱ.某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如表所示:
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是__________________ 。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是___________________ ,1000 s时CO的转化率是________ 。
(3)在500 s时生成的甲醇(CH3OH)的浓度是_______________________ 。
(1)升高温度,用“变大” “变小” “不变”或“无法确定”填空。
①若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量
②若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量
③若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量
(2)如果平衡后保持温度不变,将容器体积增加一倍,新平衡时A的浓度是原来的50%,则B是
Ⅱ.某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如表所示:
t(s) | 0 | 500 | 1 000 |
c(H2)( mol·L-1) | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
c(CO)( mol·L-1) | 2.50 |
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是
(3)在500 s时生成的甲醇(CH3OH)的浓度是
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解题方法
【推荐1】聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为:
已知:,,;其中、为正、逆反应速率,、为速率常数,x为各组分的物质的量分数。是该反应以物质的量分数表示的化学平衡常数。
(1)反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得、、三个温度下乙酸甲酯转化率()随时间(t)的变化关系如下图所示。
则___________ (用、表示);在曲线①、②、③中,值最大的曲线是___________ ;A、B、C、D四点中,最大的是___________ ,最大的是___________ 。
(2)时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比___________ 时,乙酸甲酯转化率最大;与按1∶2投料相比,按2∶1投料时化学平衡常数___________ (填增大、减小或不变)。
已知:,,;其中、为正、逆反应速率,、为速率常数,x为各组分的物质的量分数。是该反应以物质的量分数表示的化学平衡常数。
(1)反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得、、三个温度下乙酸甲酯转化率()随时间(t)的变化关系如下图所示。
则
(2)时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比
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【推荐2】在密闭容器中充入一定量活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO (g)N2(g)+CO2(g) ΔH>0。在 T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度(mol•L-1)如表所示:
(1)根据上表数据进行分析,该反应最初达到化学平衡的时间可能的范围是:_______ 。
(2)10min内该反应的平均反应速率v(CO2)=_______ mol•L-1•min-1。
(3)根据上表数据描点作图,NO浓度随时间变化的曲线如下图所示,若加入催化剂会加快反应速率,在下图中画出加入催化剂NO浓度随时间变化的曲线_______ 。
(4)其他条件相同,改变下列因素,可使反应速率增大并且提高NO的平衡转化率是_______ 。
a.增加C的量 b.缩小容器体积增大气体压强 c.升高温度
t/min 物质 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
(2)10min内该反应的平均反应速率v(CO2)=
(3)根据上表数据描点作图,NO浓度随时间变化的曲线如下图所示,若加入催化剂会加快反应速率,在下图中画出加入催化剂NO浓度随时间变化的曲线
(4)其他条件相同,改变下列因素,可使反应速率增大并且提高NO的平衡转化率是
a.增加C的量 b.缩小容器体积增大气体压强 c.升高温度
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【推荐3】汽车、飞机等交通工具排放的尾气中含有的大量CO、NO 等大气污染物,是造成雾霾天气的主要原因,研究CO、NO 的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)有人设想将CO按下列反应除去:2CO(g)=2C(s) +O2(g) △H>0。你认为该设想能否实现并说明理由:__________________________ 。
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物。某研究小组在2 L的恒容密闭容器中加入0.100 mL NO 和2.030 mol固体活性炭,发生反应:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表:
①该反应的正反应为___________ (填“吸热”或“放热”)反应。
②200℃时,反应达到平衡后向恒容容器中再充入0.100 mol NO,再次达到平衡后,混合气中NO的百分含量将__________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③上述反应在350℃时的平衡常数K=_______________ 。
(3)在密闭容器中发生上述反,,达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是___________ (填字母)。
A.选用更高效的催化剂 B.增加C(s)的量
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(1)有人设想将CO按下列反应除去:2CO(g)=2C(s) +O2(g) △H>0。你认为该设想能否实现并说明理由:
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物。某研究小组在2 L的恒容密闭容器中加入0.100 mL NO 和2.030 mol固体活性炭,发生反应:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表:
T/℃ | n(固体活性炭)/mol | n(NO)/mol | n(N2)/mol | n(CO2)/mol |
200 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
350 | 2.005 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
①该反应的正反应为
②200℃时,反应达到平衡后向恒容容器中再充入0.100 mol NO,再次达到平衡后,混合气中NO的百分含量将
③上述反应在350℃时的平衡常数K=
(3)在密闭容器中发生上述反,,达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是
A.选用更高效的催化剂 B.增加C(s)的量
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
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