二甲醚(CH3OCH3),是一种易燃气体。主要作为甲基化试剂和各类气雾推进剂,在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。其制备方法之一可由H2和CO合成:2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH<0
(1)该反应的ΔS_____ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在恒温恒容容器中,不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是____ (选填字母序号)。
a.二甲醚和水蒸气的体积比等于1︰1 b.容器中压强保持不变
c.υ正(H2)=4υ逆(CH3OCH3) d.容器中一氧化碳的物质的量不再改变
(3)在密闭容器中,反应达到平衡后下列措施能加快反应速率并提高CO转化率的是___ (选填字母序号)。
a.将H2O(g)从体系中分离出来 b.缩小容器体积,使体系压强增大
c.加入合适的催化剂 d.升高体系温度
(4)T℃时,在2 L密闭容器中,充入4 molCO和8 molH2发生反应,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示:
①T℃时,在状态Ⅰ的条件下,反应达到C点时体系处于平衡状态,以H2 表示该反应的平均速率υ(H2)=_________ , CO的转化率是________ ,反应的平衡常数KⅠ=_________ 。
②若仅改变某一条件,测得H2物质的量随时间变化如图状态Ⅱ所示,则KⅠ_____ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
③若仅改变某一条件时,测得H2的物质的量随时间变化如图状态Ⅲ所示,则改变的条件可能是_____________________________ 。
(1)该反应的ΔS
(2)在恒温恒容容器中,不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
a.二甲醚和水蒸气的体积比等于1︰1 b.容器中压强保持不变
c.υ正(H2)=4υ逆(CH3OCH3) d.容器中一氧化碳的物质的量不再改变
(3)在密闭容器中,反应达到平衡后下列措施能加快反应速率并提高CO转化率的是
a.将H2O(g)从体系中分离出来 b.缩小容器体积,使体系压强增大
c.加入合适的催化剂 d.升高体系温度
(4)T℃时,在2 L密闭容器中,充入4 molCO和8 molH2发生反应,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示:
①T℃时,在状态Ⅰ的条件下,反应达到C点时体系处于平衡状态,以H2 表示该反应的平均速率υ(H2)=
②若仅改变某一条件,测得H2物质的量随时间变化如图状态Ⅱ所示,则KⅠ
③若仅改变某一条件时,测得H2的物质的量随时间变化如图状态Ⅲ所示,则改变的条件可能是
更新时间:2019-02-02 12:18:15
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【推荐1】在100℃时,将0.100mol的四氧化二氮气体充入1L抽空的密闭容器中,每隔20min对该容器内的物质浓度进行分析得到如表数据:
通过计算可知:
(1)c1=_____ 。
(2)求100℃时该反应的平衡常数_____ 。
(3)在图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线______ 。
(4)在上述条件下,从反应开始直至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为_____ mol·L-1·s-1。
时间/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
c(N2O4)/mol·L-1 | 0.100 | c1 | 0.050 | c3 | c4 |
c(NO2)/mol·L-1 | 0.000 | 0.060 | c2 | 0.120 | 0.120 |
(1)c1=
(2)求100℃时该反应的平衡常数
(3)在图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线
(4)在上述条件下,从反应开始直至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为
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【推荐2】回答下列问题
(1)已知CO与合成甲醇的能量变化如图所示,将一定量的CO和充入某恒容密闭容器中发生上述反应,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO的转化率与温度的关系如图所示。催化效果最好的催化剂是_______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),该反应在a点达到平衡状态,a点的转化率比b点的高,其原因是_______ 。
(2)利用CO和水蒸气可制备,反应的化学方程式为。将不同量的CO(g)和分别通入容积为2L的恒容密闭容器中进行上述反应,得到的三组数据如下表所示:
①该反应的正反应为_______ (填“放热”或“吸热”)反应。
②900℃时,0~3min内反应的平均速率_______ ,达到平衡时_______ 。(保留2位小数)
(3)丙烯是重要的有机化工原料,主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”,反应为。一定温度下,在容积为VL的恒容密闭容器中充入和发生上述反应。tmin时达到平衡状态,此时容器中,,,且占平衡总体积的,该时间段内的反应速率_______ (用含a、V、t的式子表示)。
(1)已知CO与合成甲醇的能量变化如图所示,将一定量的CO和充入某恒容密闭容器中发生上述反应,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO的转化率与温度的关系如图所示。催化效果最好的催化剂是
(2)利用CO和水蒸气可制备,反应的化学方程式为。将不同量的CO(g)和分别通入容积为2L的恒容密闭容器中进行上述反应,得到的三组数据如下表所示:
温度/℃ | 起始量 | 达到平衡 | |||
n(CO)/mol | CO转化率 | 时间/min | |||
650 | 4 | 2 | 1.6 | 6 | |
900 | 3 | 2 | 3 |
②900℃时,0~3min内反应的平均速率
(3)丙烯是重要的有机化工原料,主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”,反应为。一定温度下,在容积为VL的恒容密闭容器中充入和发生上述反应。tmin时达到平衡状态,此时容器中,,,且占平衡总体积的,该时间段内的反应速率
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【推荐3】I.300℃时,将2mol A和2mol B两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2min末达到平衡,生成0.8mol D。
(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为K=___ 已知K300℃<K350℃,则ΔH___ 0(填“>”或“<”)。
(2)在2min末时,B的平衡浓度为____ ,D的平均反应速率为___ 。
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
II.A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时,A、B的体积相同。
(已知:2NO2N2O4 ΔH<0)
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成的N2O4的速率是v(A)___ (填“>”、“<”、“=”)v(B);若打开活塞K2,气球B将___ (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)室温下,若A、B都保持体积不变,将A套上—个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,___ 中的颜色较深。
(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为K=
(2)在2min末时,B的平衡浓度为
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率
II.A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时,A、B的体积相同。
(已知:2NO2N2O4 ΔH<0)
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成的N2O4的速率是v(A)
(2)室温下,若A、B都保持体积不变,将A套上—个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,
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解题方法
【推荐1】用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g) + 2N2(g)+ 6H2(g)Si3N4(s) + 12 HCl(g) ΔH<0
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2 L, 3 min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80g,则H2的平均反应速率为___________ mol / (Lmin);该反应的平衡常数表达式K=___________
(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是___________ 。
a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小
b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
c.其他条件不变,增大Si3N4的物质的量,平衡向左移动
d.其他条件不变,增大HCl的物质的量,平衡向左移动
(3) 一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是___________
a. 3v逆(N2) = v 正(H2)
b. v正 (HCl) = 4v 正(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变
d. c(N2): c(H2) :c(HCl)= 1:3:6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比___________ (填“>”、“=”或“<”)
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2 L, 3 min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80g,则H2的平均反应速率为
(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是
a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小
b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
c.其他条件不变,增大Si3N4的物质的量,平衡向左移动
d.其他条件不变,增大HCl的物质的量,平衡向左移动
(3) 一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是
a. 3v逆(N2) = v 正(H2)
b. v正 (HCl) = 4v 正(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变
d. c(N2): c(H2) :c(HCl)= 1:3:6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比
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【推荐2】由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)该反应是___________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)温度升高,CO2的转化率___________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为___________ mol·L-1·min-1,CO2和H2的转化率比是___________
(4)下列措施中能使(3)题中增大的有___________ 。(填字母)
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.充入He(g),使体系总压强增大
E.再充入1molCO2和3molH2
(1)该反应是
(2)温度升高,CO2的转化率
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为
(4)下列措施中能使(3)题中增大的有
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.充入He(g),使体系总压强增大
E.再充入1molCO2和3molH2
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【推荐3】一定温度下,向如图所示带有可移动活塞的密闭容器中充入2LSO2和1LO2的混合气体,发生如下反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)。
(1)若活塞可自由移动,平衡后,活塞由“3”移动到“2.1”处,则该反应中SO2的转化率为_______ 。
(2)若使活塞固定在“3”处,向容器中充入4LSO2和2LO2,反应进行到某一时刻时,SO2和O2的转化率之比为_______
(3)若使活塞固定在“3”处的三个相同容器,开始时,充入容器的起始物质分别是①2LSO2和1LO2;②2LSO3(g);③1LSO2、1LO2和1LSO3(g)。上述三种投料方式的反应体系均达到平衡后,则三种情况容器中SO3(g)的物质的量浓度大小关系是_______ (用序号和“<”、“=”、“>”表示)。
(1)若活塞可自由移动,平衡后,活塞由“3”移动到“2.1”处,则该反应中SO2的转化率为
(2)若使活塞固定在“3”处,向容器中充入4LSO2和2LO2,反应进行到某一时刻时,SO2和O2的转化率之比为
(3)若使活塞固定在“3”处的三个相同容器,开始时,充入容器的起始物质分别是①2LSO2和1LO2;②2LSO3(g);③1LSO2、1LO2和1LSO3(g)。上述三种投料方式的反应体系均达到平衡后,则三种情况容器中SO3(g)的物质的量浓度大小关系是
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【推荐1】某温度,将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。经过5min后,反应达到平衡,此时转移电子6mol。
(1)该反应的平衡常数为________ ,υ(CH3OH)=______ mol·L-1·min-1。若保持体积不变,再充入2molCO和1.5molCH3OH,此时υ正_______ υ逆(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在其它条件不变的情况下,再增加2molCO与5molH2,达到新平衡时,CO的转化率________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下列不能说明该反应已达到平衡状态的是_________________ 。
a.CH3OH的质量保持不变 b.混合气体的平均相对分子质量不再改变
c.υ逆(CO)=2υ正(H2) d.混合气体的密度不再发生改变
(4)在一定压强下,容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则P1________ P2(填“大于”、“小于”或“等于”,下同),△H________ 0,该反应在________ (填“高温”或“低温”)下能自发进行。
(5)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_________ 。
a.及时分离除CH3OH气体 b.适当升高温度
c.增大H2的浓度 d.选择高效催化剂
(1)该反应的平衡常数为
(2)在其它条件不变的情况下,再增加2molCO与5molH2,达到新平衡时,CO的转化率
(3)下列不能说明该反应已达到平衡状态的是
a.CH3OH的质量保持不变 b.混合气体的平均相对分子质量不再改变
c.υ逆(CO)=2υ正(H2) d.混合气体的密度不再发生改变
(4)在一定压强下,容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则P1
(5)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是
a.及时分离除CH3OH气体 b.适当升高温度
c.增大H2的浓度 d.选择高效催化剂
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【推荐2】Ⅰ.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的恒温密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:,测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。
(1)能说明上述反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成1 mol H2,同时生成1 mol CH3OH
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
E.混合气体的密度不随时间的变化而变化
(2)平衡时CO2的转化率为___________ 。
(3)平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是___________ 。
Ⅱ.(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
①写出该反应的化学方程式(反应物或生成物用符号X、Y表示):___________ 。
②a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是___________ 。
(2)如图所示曲线是其他条件不变时,反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中点1时刻,v正___________ v逆(填“大于”“小于”或“等于”,下同),点4时刻,v正___________ v逆,点3时刻,v正___________ v逆。
(1)能说明上述反应达到平衡状态的是
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成1 mol H2,同时生成1 mol CH3OH
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
E.混合气体的密度不随时间的变化而变化
(2)平衡时CO2的转化率为
(3)平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是
Ⅱ.(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
①写出该反应的化学方程式(反应物或生成物用符号X、Y表示):
②a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是
(2)如图所示曲线是其他条件不变时,反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中点1时刻,v正
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解题方法
【推荐3】Ⅰ 当温度高于500 K时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇,这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为________________________ ;
(2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是________ 。
a.CO2与乙醇的浓度之比不再改变
b.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1
c.H2的体积分数保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在一定压强下,测得由CO2制取乙醇的实验数据中,起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。根据图中数据分析:
①升高温度,平衡向________ (正或逆)反应方向移动。
②在700 K、起始投料比=1.5时,H2的体积分数为________ (保留小数点后一位)。
③在500 K、起始投料比=2时,达到平衡后乙醇的浓度为a mol·L-1,则达到平衡时H2的浓度为________ (保留小数点后两位)。
Ⅱ 汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质,已成为某些大城市空气的主要污染源。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因为(可逆反应,用化学方程式表示)________________________________ ,且汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,试分析其原因____________________ 。
(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2,反应原理:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中,分别充入0.2molNO和0.2molCO,在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)=________________ 。
②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)由小到大的顺序为________ (填序号)。
③与实验Ⅱ相比,实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件,所改变的条件为:实验Ⅰ_______________________________ ;实验Ⅲ_______________________ 。
④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)、αⅢ(CO)的大小关系为______________ 。判断依据为__________________________________________ 。
(1)该反应的化学方程式为
(2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是
a.CO2与乙醇的浓度之比不再改变
b.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1
c.H2的体积分数保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在一定压强下,测得由CO2制取乙醇的实验数据中,起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。根据图中数据分析:
①升高温度,平衡向
②在700 K、起始投料比=1.5时,H2的体积分数为
③在500 K、起始投料比=2时,达到平衡后乙醇的浓度为a mol·L-1,则达到平衡时H2的浓度为
Ⅱ 汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质,已成为某些大城市空气的主要污染源。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因为(可逆反应,用化学方程式表示)
(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2,反应原理:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中,分别充入0.2molNO和0.2molCO,在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)=
②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)由小到大的顺序为
③与实验Ⅱ相比,实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件,所改变的条件为:实验Ⅰ
④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)、αⅢ(CO)的大小关系为
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