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:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:105 题号:8921829
在T℃时,向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g)+Y(g) aZ(g)+W(g) ΔH=-Q kJ/mol(Q>0);该反应达到平衡后,放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;若平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小。请回答下列问题:
(1)化学计量数a的值为________
(2)下列能说明该反应达到了化学平衡状态的是________(填序号)。
a.容器内压强一定                         b.容器内气体的密度一定
c.容器内Z的分子数一定               d.容器内气体的质量一定
(3)维持T℃温度不变,若起始时向容器M中加入2 mol X、1 mol Y和1 mol Ar(稀有气体不参与反应),则反应达到平衡后放出的热量是________kJ。
(4)维持T℃温度不变,若在一个和原容器体积相等的恒压容器N中加入2 mol X和1 mol Y,发生题给反应并达到平衡,则________(填“M”或“N”)容器中的反应先达到平衡状态,容器中X的质量分数M________N(填“>”、“<”或“=”)。
(5)已知:该反应的平衡常数随温度的变化情况如表所示:
温度/℃200250300350
平衡常数K9.945.210.5

若在某温度下,2 mol X和1 mol Y在容器M中反应并达到平衡,X的平衡转化率为50%,则该温度为________℃。

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【推荐1】近日,中国科学技术大学的江海龙教授调控催化剂中钴的价态,高选择性进行光催化还原CO2制备HCOOH。
   
回答下列问题:
(1)根据图示可知,Co(II) →Co( III)中氧化剂是___________ ( 填化学式)。含Co(II)的催化剂对HCOOH的选择性___________(填“ 高于”“低于”或“等于”)含Co( III)的催化剂。
(2)COF -367 – CoII和COF - 367 – CoIII催化CO2还原生成HCOOH的能垒图分别为a和b.注明: *代表吸附在催化剂表面,TS代表过渡态,能量单位为eV。
   
①CO2* +2H* =HCOOH * ΔH___________0(填“>”“<”或“=”)。
②在生成上述过渡态(TS)中,能垒最大为___________eV。 COF - 367 – CoII和COF - 367 – CoIII中催化效能较高的是___________(填“前者”或“后者”)。
(3)某催化剂作用下,CO2(g) + H2(g) HCOOH(g)的速率方程为 v=kc(CO2)·c(H2),v=kc(HCOOH)(k、k为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关)。某温度下,在容积均为2 L的恒容密闭容器甲、乙中投入下列物质,测得数据如表所示。
容器起始投料/ molCO2的平衡转化率
CO2H2HCOOH
1.01.0050%
2.02.00α
=___________,α___________50%(填“>”“<”或“=”)。
(4)在某催化剂作用下,向2 L恒容密闭反应器中充入1 mol CO2和2 mol H2发生如下反应:
主反应:CO2(g) +H2(g) HCOOH(g)     ΔH >0
副反应:CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH <0
测得CO2的平衡转化率、HCOOH的选择性与温度关系如图所示。
   
①已知:选择性等于HCOOH的物质的量与CO2转化的物质的量之比。其他条件不变,升高温度, CO2的平衡转化率增大的原因是___________
②已知F点压强为27.2 kPa,主反应在F点对应的温度下,压强平衡常数Kp=___________kPa-1(结果保留两位有效数字)。
2023-06-06更新 | 170次组卷
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【推荐2】利用合成氨生产尿素[CO(NH2)2]是重要的化学工艺。在3个2L的密闭容器中,使用相同的催化剂,按不同方式投入反应物,分别进行反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)。保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
容器
反应物投入量3mol H2、2mol N26mol H2、4molN22molNH3
达到平衡的时间/min58
平衡时N2的浓度/mol·L-1c11.5
NH3的体积分数ω1ω3
混合气体密度/g·L-1ρ1ρ2
平衡常数/L2·mol-2KKK

(1)下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是____________(填写序号字母).
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=_________
(3)在该温度下甲容器中反应的平衡常数K________(用含c1的代数式表示).
(4)分析上表数据,下列关系正确的是_________(填序号):
a.2c1>1.5mol/L b.2ρ12 c.ω31 d.K=K=K
(5)氨和尿素溶液都可以吸收硝酸工业尾气中的NO、NO2,将其转化为N2.写出尿素与NO、NO2三者等物质的量反应的化学方程式__________________
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【推荐3】煤和石油通常都含有硫的化合物,燃烧生成的二氧化硫成为大气主要污染物之一。二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。其催化氧化的过程如图1所示:

Ⅰ.已知:
①SO2(g)+V2O5(s)SO3(g)+V2O4(s) ΔH1=+24kJ•mol-1
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(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH3=___kJ•mol-1=___(用字母E1E6表示)kJ•mol-1
(2)反应速率一般由慢反应决定,从图1中分析决定V2O5催化氧化SO2的反应速率的是反应___(填“①”或“②”)。
Ⅱ.二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置:

(3)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2molSO2、1molO2投料,达平衡时,三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___(用“甲、乙、丙”表示)。
(4)在容器丙中,0.1MPa条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如表:
实验序号A组B组C组
反应温度451℃451℃551℃
投料方式(按照SO2、O2、SO3的顺序)2mol、1mol、0mol0mol、0mol、2mol2mol、1mol、0mol
含硫化合物的转化率60%       bc
反应的热量变化放热a吸热78.4kJ放热d
压强平衡常数(Kp)Kp1Kp1Kp2

①表中:a=___;b=___
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,则Kp1=___Kp1___Kp2(填“>”、“<”或“=”)。
③451℃时,若按0.4molSO2、0.4molO2、0.4molSO3进行投料,则反应开始时v(SO2)___v(SO2)(填“>”、“<”或“=”)。
2021-04-03更新 | 218次组卷
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