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:0.4 引用次数:62 题号:22861254
2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布:“中国力争在2030年前排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和目标。”中国科学院马延和团队发表于Science上的论文成果显示:实验室条件下,只需4个小时11步就能合成淀粉,其中关键步骤是转化为甲醇:
1.现研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中的投料比不变,得到甲醇实际产率、平衡产率与温度的关系如图,图中实线代表的是___________

A.实际产率                           B.平衡产率                           C.无法判断
2.由此判断___________0(填“>”、“=”或“<”),请分别阐述你做出上述实线选择和判断的依据___________
3.该反应的自发条件是___________
A.高温自发                           B.低温自发                           C.任何温度下都自发
4.恒温恒容条件下,有利于提高的平衡转化率的措施有
A.使用催化剂B.加压
C.减小的初始投料比D.平衡后,同等比例的增加反应物的量
5.向恒温恒容容器中投入2mol 和等量,下列能说明该反应已达平衡状态的是
A.体积分数保持不变B.气体的密度不再变化
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化D.

除了能转化为外,还可以和反应生成CO:
其化学平衡常数和温度的关系如下表所示:
T/℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
6.某温度下,平衡浓度符合,此时温度介于___________范围。
A.<700℃B.700-800℃C.1000-1200℃D.无法判断
7.在820℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为:,则下一时刻,反应向___________进行。
A.正向B.逆向C.不移动D.无法判断

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【推荐1】甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)   H1=-49.58 kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)       H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)     H3=-90.77 kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=______________
(2)反应Ⅲ自发进行的原因是___________
(3)一定温度下,在一个容积为2L的密闭容器中充入4mol SO2和2mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);2min后达到平衡,测得容器中SO3的浓度为0.6mol/L。
①下列能说明反应达到平衡状态的是____________________
A.v(O2)=2v(SO3)                                B.气体的平均相对分子质量不变
C.气体的密度不变                                D.气体的分子总数不变
②从反应开始到平衡,用SO2的浓度变化表示的反应速率为____________
③该温度下,此反应的化学平衡常数为___________。(结果保留两位小数)
④达到平衡后,为同时提高反应速率和SO3的生成量,以下措施一定可行的是______
A.升高温度          B.缩小容器体积        C.分离出SO3        D.改变催化剂
⑤若向平衡体系中再加入4mol SO2和2mol O2,化学平衡________移动(填“向右”、“向左”或“不”),再次达到平衡时SO2的转化率___________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)25℃时,向浓度均为0.1mol/L的NaBr和KI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,当两种沉淀共存时,c(Br)与c(I)的比值为______。(结果保留两位小数)[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]
2017-06-02更新 | 193次组卷
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【推荐2】工业合成氨对人类生存贡献巨大,反应原理为:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0. 6 mol 的H2在一定条件下发生反应,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率_______。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1:3:2
b.
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中的部分微粒)。

写出步骤c的化学方程式_______;由图象可知合成氨反应的△H_______0(填“>”“<”或“=”)。
(3)将n(N2):n(H2)=1:3的混合气体,匀速通过装有催化剂的刚性反应器,反应器温度变化与从反应器排出气体中的体积分数关系如图。随着反应器温度升高,的体积分数先增大后减小的原因是_______

某温度下,混合气体在刚性容器内发生反应,起始气体总压为2×107Pa,平衡时总压为开始的90%,则H2的转化率为_______。用某物质的平衡分压(气体分压P=P×体积分数)代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作KP),此温度下,该反应的化学平衡常数KP=_______(分压列计算式、不化简)。
(4)合成氨的原料气H2可来自甲烷水蒸气催化重整(SMR)。我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究,通常认为该反应分两步进行。第一步:CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如;第二步:碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2,如。反应过程和能量变化残图如下(过程①没有加催化剂,过程②加入催化剂),过程①和②的关系为:①_______②(填“>”“<”或“=”);控制整个过程②反应速率的是第_______步(填“I”或“Ⅱ”),其原因为_______
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图1
(1)①已知有关气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:
化学键S=O(SO2)O=O(O2)S=O(SO3)
能量/kJ535496472

由此计算反应Ⅰ的H=_________kJ·mol-1
②写出反应Ⅱ的化学方程式_________
(2)不能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是_________
A.恒容密闭容器中混合气体的压强不再变化
B.恒容密闭容器中混合气体的密度不再变化
C.混合气体的总物质的量不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶1∶2
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(3)在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应SO2+1/2O2SO3,原料气中SO2和O2的物质的量之比m(m=)不同时,SO2的平衡转化率与温度(t)的关系如下图所示:

①图中m1、m2、m3的大小顺序为_________,理由是_________
②反应I的化学平衡常数Kp表达式为_________(用平衡分压代替平衡浓度表示)。图中A点原料气的成分是:n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol,n(N2)=70mol,达平衡时SO2的分压p(SO2)为_________Pa。(分压=总压×物质的量分数)。
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