组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡状态 > 化学平衡状态的判断方法
题型:填空题 难度:0.4 引用次数:69 题号:15564826
工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)反应2NO2(g)N2(g)+2O2(g),设起始时容器中只有NO2,平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。

则A点时,NO2的转化率为____;B点时,设容器的总压为aPa,则平衡常数Kp____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,下列反应能自发进行:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①该反应ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____(填字母)。
a.混合气体的总压强和平均摩尔质量不再发生变化
b.1molCO2生成的同时有3molH-H键断裂
c.CO2的转化率和H2的转化率相等
d.3v(H2)=v(CO2)
e.H2和CH3OH的浓度之比等于化学计量数之比
③反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两密闭容器中,改变条件,反应过程中部分数据见表:
反应时间/minCO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol
反应I:恒温恒容02600
104.5
201
301
反应II:绝热恒容00021
反应I,前10min内的平均反应速率v(H2O)=____,平衡常数K(I)____K(II)(填“>”、“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)____c(II)。

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【推荐1】一定温度下,在体积为0.5 L的恒容密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应:2NO2 (g)(红棕色) N2O4 (g)(无色),反应过程中各物质的物质的量与时间的关系如图所示。
   
(1)曲线____(填“X”或“Y”)表示N2O4的物质的量随时间的变化曲线。
(2)在0~3 min内,用NO2表示的反应速率为____________
(3)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a.容器内压强不再发生变化
b.NO2的体积分数不再发生变化
c.容器内原子总数不再发生变化
d.相同时间内消耗nmolN2O4的同时生成2nmol NO2
(4)反应达到平衡后,若降低温度,则v(正)______,v(逆)________。(填“增大”“减小”或“不变”)。
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【推荐2】工业废水中常含有一定量有毒的,需进行处理后再排放。处理含的工业废水常用的方法有两种。
方法一:还原沉淀法。

(1)请写出第①步中在溶液中存在的平衡:___________,下列能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.的物质的量相等
B.溶液颜色不变
C.
(2)第②步中,每可还原___________,该反应的离子方程式为___________
方法二:电解法。用石墨和Fe作电极电解含的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶液pH升高,阳极附近还原为,最后形式沉淀。
(3)在电解除铬的过程中,石墨电极为___________(填“阴极”或“阳极”),Fe电极的电极反应式为___________
(4)在阴极附近溶液pH升高的原因是___________(填电极反应式及必要的文字)。
(5)当Fe电极质量减小3.36g时,理论上可处理___________(填含a的表达式)L含的酸性废水。
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【推荐3】随着科学技术的发展和环保要求不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
I.工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH1
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3 =______(用含ΔH1 、ΔH2 的代表式表示)。
II.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的化学反应方程式为:CO2 (g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),已知:H2的体积分数随温度的升高而增加。
(1)该反应的ΔS_____0(填“>”、“=”、“<”),该反应的ΔH____0(填“>”、“<”)。
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生上述反应,温度T下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如下图所示。下列能说明反应达到平衡状态的是___


A.体系压强保持不变
B.混合气体密度保持不变
C.甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变
D.H2的质量分数保持不变
(3)温度T下,反应前20秒的平均速率v(H2)= _________(用含a、b的代数式表示)。
(4)温度T下,该反应的平衡常数K=_________(用含a、b的代数式表示)。
(5)若降低温度,反应重新达到平衡,则v(正)_________;CO2转化率_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
III.工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:


①在阳极区发生的反应包括_________和H++HCO3-=CO2↑+H2O。
②简述CO32-在阴极区再生的原理:_________
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