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 > 等效平衡
题型:填空题 难度:0.4 引用次数:203 题号:5627311
利用可再生能源代替石油和煤已经成为未来发展的趋势,甲醇作为重要的可再生能源具有广泛的开发和应用前景。工业上常利用反应CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) H<0来合成甲醇。
(1)经研究发现在230℃~270℃时合成最为有利。为探寻合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃时进行实验,实验结果如图。230℃的实验结果所对应的曲线是_______(填字母); 从提高CO转化率的角度等综合分析,该温度下工业生产适宜采用的合成气组成n(H2):n(CO) 的比值范围是_________(填字母)。
A.1~1.5             B.2.5~3            C.3.5~4.5
   
(2)制甲醇所需要的氢气,可通过下列反应制取:H2O(g)+CO(g)⇌H2(g)+CO2(g) H<0,某温度下该反应的平衡常数K=1。回答下列问题:
①该温度下,若起始时c(CO)=2mol·L—1,c(H2O)=3mol·L-1,反应进行一段时间后,测得CO的浓度为1mol·L-1,则此时该反应v(正)____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②若降低温度,该反应的K值将_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)甲醇是一种化工原料,工业上合成甲醇的反CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) H=-90.8kJ·mol—1。若在温度、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,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
反应物投入量1molCO、2molH21mol CH3OH2molCO、4molH2
CH3OH的浓度(mol/L)c1c2c3
反应的能量变化放出Q1 kJ吸收Q2 kJ放出Q3 kJ
①容器内压强P:P、P与P的关系是_____________(用“>”、“<”或“=”表示);
②变化的热量数值Q中, Q1与Q2的和是___________(填具体数值)。

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【推荐1】如图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=,它所对应的化学反应为:                  
(2)已知在一定温度下,各反应的平衡常数如下:
C(s)+CO2(g)2CO(g),K1 ①
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),K2     ②
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),K3     ③
则K1、K2、K3,之间的关系是:       ,反应①的平衡常数K随温度的升高而    (增大/减小/不变)。
一定温度下,在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应,各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
容器编号n(C)moln(H2O)moln(CO)moln(H2)molV、v比较
0.20.121.200.20V=v
0.160.200.400.80V  v

简述理由:          
(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g)2NO2(g) △H>0,在温度为T1、T2时,平衡体系中N02的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(       )

A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)如果(3)中的反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2O4、NO2的量),反应速率v与时间t关系如图所示。图中t4时引起平衡移动的条件可能是           ;图中表示平衡混合物中N02的含量最高的一段时间是
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【推荐2】如图所示,将混合置于体积可变的等压容器中,在一定温度下发生反应   ,该反应达到平衡状态A时,测得气体总的物质的量为,若的起始物质的量分别用a、b、c表示,试回答:

(1)达到平衡状态A的容器中通入少量,体系中的体积分数将________,若要使的体积分数再变至与原平衡状态A相同,可采用的措施有________________
(2)若起始时,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同,则起始时c的取值为______
(3)若起始时,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同,则______,在此情况下,反应起始时将向______方向进行。
(4)若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的,现要使反应开始时向逆方向进行,且达到的平衡状态与A相同,则起始时c的取值范围为________
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【推荐3】将2molSO2和1molO2混合置于体积可变,压强恒定的密闭容器中,在一定温度下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   △H<0,当反应进行到时间t1点时达到平衡状态,测得混合气体总物质的量为2.1mol.试回答下列问题:
(1)若平衡时,容器体积为aL,写出该反应的平衡常数为:K=__________(用含a的代数式表示)
(2)反应进行到t1时,SO2的体积分数为_______________
(3)若在t1时充入一定量的氩气(Ar),SO2的物质的量将________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)若在t1时升温,重新达到平衡状态,新平衡混合物中气体的总物质的量____2.1mol(填“<”、“>”或“=”),简单说明原因:____________
(5)若t1达到平衡后,保持容器的体积不再变化。再加入0.2molSO2、0.1molO2和1.8molSO3,此时v________v (填“<”、“>”或“=”)。
(6)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
容器1容器2容器3
反应温度T/K700700800
反应物投入量2 mol SO2、1 mol O24 mol SO32 mol SO2、1 mol O2
平衡v(SO2)/ mol·L1·s1v1v2v3
平衡c(SO3)/mol·L1c1c2c3
平衡体系总压强p/Pap1p2p3
物质的平衡转化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)
平衡常数KK1K2K3

用“<”、“>”或“=”填入下列横线上:
c2______2c1v1______v2K1_____K3p2____2p3;α1(SO2)_____α3(SO2);α2(SO3)+α3(SO2)_______1
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