在體積為1L的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),反應(yīng)焓變?yōu)椤鱄,其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:
T℃ 700 800 850 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的△H
零(選填“>”或“<”)
(2)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
BC
BC

A.容器中壓強(qiáng)不變
B.混合氣體中c(CO)不變
C.V(H2)=V(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(3)若上述反應(yīng)以CO和H2O蒸汽為起始反應(yīng)物,在T℃時(shí)CO和H2O濃度變化如圖所示,則0-4min的平均反應(yīng)速率v(CO2)=
0.03
0.03
mol/(L?min),T=
850
850
℃.
分析:(1)根據(jù)溫度升高平衡常數(shù)的變化判斷平衡移動(dòng)的方向,以此判斷反應(yīng)熱;
(2)根據(jù)平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不變分析;
(3)根據(jù)圖象中濃度的變化計(jì)算反應(yīng)速率,根據(jù)根據(jù)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度計(jì)算平衡常數(shù),以此判斷反應(yīng)溫度.
解答:解:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,溫度升高,平衡常數(shù)增大,說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng),則正反應(yīng)吸熱,△H>0,
故答案為:>;
(2)A.由于氣體反應(yīng)前后的化學(xué)計(jì)量數(shù)不變,則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài),壓強(qiáng)都不變,所以容器中壓強(qiáng)不變不能作為判斷的依據(jù),故A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),混合氣體中c(CO)不變,故B正確;
C.V(H2)=V(H2O),說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;
D.c(CO2)與c(CO)的大小關(guān)系取決于反應(yīng)起始時(shí)的物質(zhì)的量的多少,不能作為判斷是否達(dá)到平衡的依據(jù),故D錯(cuò)誤,
故答案為:BC;
(3)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,
則0-4min的平均反應(yīng)速率v(CO2)=v(CO)=
0.20mol/L-0.08mol/L
4min
=0.03mol/(L?min),
平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算:
          CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
起始:0        0              0.2mol/L    0.3mol/L
轉(zhuǎn)化:0.12mol/L  0.12mol/L      0.12mol/L   0.12mol/L            
平衡:0.12mol/L  0.12mol/L      0.08mol/L   0.18mol/L
k=
0.08mol/L×0.18mol/L
0.12mol/L×0.12mol/L
=1.0
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知溫度為850℃,
故答案為:0.03;850.
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及有關(guān)計(jì)算,題目難度不大,注意平衡狀態(tài)的計(jì)算和利用.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2010?啟東市模擬)聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)于2009年12月7-18日在哥本哈根召開(kāi).中國(guó)政府承諾,到2020
年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%.
(1)有效“減碳”的手段之一是節(jié)能.下列制氫方法最節(jié)能的是
C
C
.(填字母序號(hào))
A.電解水制氫:2H2O
 電解 
.
 
2H2↑+O2↑    B.高溫使水分解制氫:2H2O
 高溫 
.
 
2H2↑+O2
C.太陽(yáng)光催化分解水制氫:2H2O
   TiO2   
.
太陽(yáng)光
2H2↑+O2
D.天然氣制氫:CH4+H2O
高溫
CO+3H2
(2)CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán).在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
①?gòu)?min到10min,v(H2)=
0.11
0.11
mol/(L?min).
②能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
D
D
(選填編號(hào)).
A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1(即圖中交叉點(diǎn))
B.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化
C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗3mol H2,同時(shí)生成1mol H2O
D.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
③下列措施中能使n (CH3OH)/n (CO2)增大的是
CD
CD
(選填編號(hào)).
A.升高溫度B.恒溫恒容充入He(g)
C.將H2O(g)從體系中分離    D.恒溫恒容再充入1mol CO2和3mol H2
④相同溫度下,如果要使氫氣的平衡濃度為1mol/L,則起始時(shí)應(yīng)向容器中充入1mol CO2
3.58
3.58
mol H2,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為
86.1%
86.1%

(參考數(shù)據(jù):
7
=2.64;
448
=21.166.計(jì)算結(jié)果請(qǐng)保留3位有效數(shù)字.)
(3)CO2加氫合成DME(二甲醚)是解決能源危機(jī)的研究方向之一.
2CO2(g)+6H2(g)→CH3OCH3(g)+3H2O.有人設(shè)想利用二甲醚制作燃料電池,
以KOH溶液做電解質(zhì)溶液,試寫出該電池工作時(shí)負(fù)極反應(yīng)的電極反應(yīng)方程式
C2H6O+16OH--12e-═2CO32-+11H2O
C2H6O+16OH--12e-═2CO32-+11H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2013?珠海模擬)甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料,可制作燃料電池.
(1)為探究用 CO2 來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為 1L 的密閉容器中,充入 1molCO2 和 3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol
測(cè)得 CO2 和 CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖.請(qǐng)回答:
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的反應(yīng)速率:v(H2)=
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)

②能夠說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是
AC
AC

A.恒溫、恒容時(shí),容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化
B.恒溫、恒容時(shí),容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
C.一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
D.一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2的同時(shí)生成1mol CH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中 n(CH3OH)/n(CO2) 增大的是
CD
CD

A.加入催化劑
B.充入 He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將 H2O(g)從體系中分離
D.降低溫度
④求此溫度(t1)下該反應(yīng)的平衡常數(shù) K1=
5.33
5.33
(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
⑤另在溫度(t2)條件下測(cè)得平衡常數(shù) K2,已知t2>t1,則K2
K1(填“>”、“=”或“<”).
(2)以 CH3OH 為燃料(以 KOH 溶液作電解質(zhì)溶液)可制成 CH3OH 燃料電池,則充入 CH3OH 的電極為
負(fù)
負(fù)
極,充入O2電極的反應(yīng)式為
3O2+12e-+6H2O═12OH-(O2+4e-+2H2O═4OH-也算對(duì))
3O2+12e-+6H2O═12OH-(O2+4e-+2H2O═4OH-也算對(duì))

(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H 1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2
則 1mol 甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水時(shí)反應(yīng)的△H=
1
2
(△H1-△H2
1
2
(△H1-△H2
.(用含△H1、△H2 的式子表示)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

以煤為原料,經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)叫煤化工.
(1)將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣.反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1
①該反應(yīng)在常溫下
不能
不能
自發(fā)進(jìn)行(填“能”或“不能”);
②一定溫度下,在一個(gè)容積可變的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
bd
bd
(填字母,下同).
a.容器中的壓強(qiáng)不變        b.1mol H-H鍵斷裂的同時(shí),斷裂2mol H-O鍵
c.c(CO)=c(H2)        d.密閉容器的容積不再改變
③若在一容積不變的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),充入N2,則平衡
(填“正向”、“逆向”或“不”)移動(dòng).
若在一容積可變的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),充入N2,則平衡
正向
正向
(填“正向”、“逆向”或“不”)移動(dòng).
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 6
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①實(shí)驗(yàn)1中以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為
0.13mol/(L.min)
0.13mol/(L.min)
(取小數(shù)點(diǎn)后兩位);
②該反應(yīng)為
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),實(shí)驗(yàn)2的化學(xué)平衡常數(shù)K=
0.17
0.17
(取兩位有效數(shù)字)
(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇.一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是
c
c
(填寫序號(hào)字母).
a.及時(shí)分離出CH3OH氣體                
b.適當(dāng)升高溫度
c.保持容器的容積不變,再充入1mol CO2和3mol H2
d.選擇高效的催化劑.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理,先進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0kJ/mol.測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.225
0.225
mol/(L?min);
②氫氣的轉(zhuǎn)化率=
75%
75%

③該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
5.33
5.33
(保留小數(shù)點(diǎn)后2位);
④下列措施中能使平衡體系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
CD
CD

A.升高溫度                               
B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離出去               
D.再充入1mol CO2和3mol H2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進(jìn)劑,二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
(CH32NNH2(l)+2N2O4(1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)。↖)
(1)反應(yīng)(I)中氧化劑是
 

(2)火箭殘骸中常現(xiàn)紅棕色氣體,原因?yàn)椋篘2O4(g)═2NO2(g) (Ⅱ)
當(dāng)溫度升高時(shí),氣體顏色變深,則反應(yīng)(Ⅱ)為
 
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(3)一定溫度下,反應(yīng)(Ⅱ)的焓變?yōu)椤鱄.現(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
 

精英家教網(wǎng)
若在相同溫度下,上述反應(yīng)改在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行,平衡常數(shù)
 
(填“增大”、“不變”或“減小”),反應(yīng)3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol,則0~3s的平均反應(yīng)速率v(N2O4)=
 
mol?L-1?s-1
(4)硝酸廠的尾氣中含NO2和NO,直接排放將污染空氣.目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退,反?yīng)機(jī)理為:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為:
 

(5)氨氣在純氧中燃燒,也可生成上述反應(yīng)(I)產(chǎn)物中的兩種.科學(xué)家利用此原理,設(shè)計(jì)成氨氣-氧氣燃料電池,則通入氨氣的電極是
 
(填“正極”或“負(fù)極”);堿性條件下,該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
 

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