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:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:191 题号:20607268
I.党的二十大报告提出未来我国将用更高的标准深入打好污染物防治攻坚战,统筹减污降碳,所以深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。
(1)已知合成尿素的反应分两步进行:
2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)   ΔH1 化学平衡常数K1
NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)     ΔH2 化学平衡常数K2
①若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2,发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.断裂6mol N-H键的同时断裂2mol O-H键                 B.压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化                                        D.CO2的体积分数不再变化
②反应CO(NH2)2(s)+H2O(g)2NH3(g)+CO2(g)的化学平衡常数K=_______ (用含K1 、K2 的代数式表示)。
II.氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
化学键
键能946436.0390.8
方法I:氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2.回答下列问题:
(2)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH =___________kJ/mol;
(3)已知该反应的ΔS=198.9J· mol1·K1,在下列哪些温度下反应能自发进行?___________(填标号)
A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

(4)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是___________(用图中a、b、c、d表示);

②在该温度下,反应的标准平衡常数___________。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),,其中,pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
(5)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:

某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c():c()=1:2,则该溶液的pH=___________(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×107,Ka2=5.0×1011);

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【推荐1】CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3)的过程中主要发生下列反应:反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.2kJ·mol-1反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH2=-122.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=______,欲提高该反应中CH3OCH3(g)的平衡产率,理论上应采取的措施是_______(填标号)。
A.低压高温B.高压低温C.高压高温D.低压低温
(2)一定温度下,在恒容密闭器容中发生反应Ⅱ,下列能判断反应达到平衡状态的有_______(填标号)。
A.(CO2)=2(CH3OCH3)
B.气体的压强不再变化
C.单位时间每消耗2molCO2,同时产生1molCH3OCH3
D.H2与H2O的物质的量之比为2:1
(3)在恒压、CO2和H2的起始量一定条件下,CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=×100%)随温度的变化如图。T℃时,起始投入2molCO2、6molH2,达到平衡时,反应I理论上消耗H2的物质的量为________;合成二甲醚时较适宜的温度为260℃,其原因是_______

(4)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭器容中充入CO(g)和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。CO和H2O的平衡转化率()与起始充入的的关系如图所示:

图中表示CO变化趋势的曲线为______(填“L1”或“L2”);该温度下,反应的平衡常数K=______
2020-11-23更新 | 128次组卷
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【推荐2】2021年中国科学技术大学物理化学系曾杰教授及其团队首次实现甲烷在温和条件下高选择性氧化为甲醇。请回答下列问题:
(1)常温下,甲烷和甲醇的燃烧热分别为890.3kJ/mol和726.5 kJ/mol,1 mol甲醇气化需要吸收82.0 kJ的热量,则CH4在Cu催化作用下被氧气氧化为气态甲醇的热化学方程式为___________
(2)在Cu催化作用下,甲烷氧化合成甲醇的总反应分两步进行;
第一步为___________(写化学方程式);
第二步为*CuH2+2-CH3+O2=Cu+2CH3OH。
第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知,第二步反应活化能___________(填“大于”、“小于”或“等于”)第一步反应活化能。
(3)一定温度下,恒容密闭容器中,CH4和O2按物质的量2:1混合合成气态甲醇。下列事实能说明该反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。
A.CH4和O2的转化率之比不再改变B.平衡常数不再改变
C.气体密度不再改变D.甲烷的体积分数不再改变
(4)将等物质的量的CH4和O2的混合气体充入密闭容器中,体系中的CH4平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。

①压强的大小关系为___________(用P1、P2、P3表示);
②α(CH4)值随温度升高而减小,其原因是;___________
③a、b、c三点的平衡常数大小关系为___________(用Ka、Kb、Kc表示)。
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在25℃时,溶液中γ—羟基丁酸的初始浓度为0.180mol/L,随着反应的进行,测得γ—丁内酯浓度随时间的变化如表所示。
t/min215080100120160220
c(mol/L)0.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132
请填写下列空白:
(1)在50~80 min内,以γ—丁内酯的浓度变化表示的反应速率为____
(2)该反应达到平衡后,增大压强,平衡____移动(填“正向”“不”或“逆向”)。
(3)在100 min时,γ—羟基丁酸的转化率为____
(4)在25℃时,当生成γ—丁内酯与生成H2O的物质的量之比保持不变时,反应____达到平衡(填“一定”或“不一定”)。
(5)为提高平衡时γ—羟基丁酸的转化率,除适当控制反应温度外,还可采取的措施是____
(6)在25℃时,该反应的平衡常数为K=____
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