(2)850℃时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2。
若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是。
(3)研究小组采用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。
若以1L
1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L(已折算为标准状况下体积)CO2,则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是。
(4)如将H2与CO2以4:
1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。
已知:
CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.3kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)
H2O(l)ΔH2=-285.8kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是。
(5)熔融盐燃料电池(见图2)是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。
已知负极的电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O。
正极的电极反应是________。
为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。
为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。
实验过程中,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。
20、(9分)(2012天津市六校联考)(14分)根据下表所示化学反应与数据关系:
化学反应
平衡常数
温度
973K
1173K
①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)
K2
2.38
1.67
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
K3
?
?
请回答:
(1)反应①是(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)写出反应③的平衡常数K3的表达式。
(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=(用K1、K2表示)。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动,可采取的措施有________(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的是什么条件:
t2时__________________;t8时__________________。
②若t4时降压,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
21、(13分)(2012.江西协作体.联考)工业上用CO生产燃料甲醇。
一定条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
图1表示反应过程中能量的变化情况:
图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。
请回答下列问题。
(1)在“图1”中,曲线____(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)下列说法正确的是_______(填字母序号)。
a.起始充入的CO为2mol
b.增大CO的浓度,CO的转化率增大
c.容器中压强恒定时,说明反应已达平衡状态
d.保持温度和密闭容器的容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)的值会变小
(3)从反应开始到达平衡,v(H2)=_______;该温度下CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的化
学平衡常数为________。
若保持其他条件不变,将反应体系升温,则该反应的化学平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇的百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)的变化曲线,
要求画出压强不同的两条曲线(在曲线上标出p1、p2,且p1<p2)。
(5)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式
______________________。
22、(13分)(2012陕西省长安一中等四校第二次联考)我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
I.已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol
2Fe(s)+
O2(g)=Fe2O3(s)△H=-825.5kJ/mol
反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)△H=kJ/mol。
II.反应
Fe2O3(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。
在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率=_____________。
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________
a.提高反应温度b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
III.
(1)高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
。
请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________。
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
则下列关系正确的是________。
A.c1=c2B.2Q1=Q3
C.2a1=a3D.a1+a2=1
E..该反应若生成1molCH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入lmolCO、2molH2和1molCH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向________(填“正”、“逆”)反应方向移动。
(4)甲醇可与氧气构成燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液,写出该电池的负极反应式。
命题视角与规范详解答案
专题七化学反应速率和化学平衡
——命题视角——
化学反应速率和化学平衡其相关的知识是对理论研究还是化工生产都具有特别重要的意义,是高考的热点和难点,其中新课标的新增内容更是备受高考青睐,如平衡常数的应用和计算在高考中得到了充分的体现。
本卷重点考查了化学反应速率和化学平衡的主干知识,如关于化学反应速率的计算、化学平衡状态的标志、化学平衡移动的原因、速率、平衡的相关图像等。
1、B该分解反应中氨的体积分数始终保持不变(为2/3),A错误;平衡后若压缩容器体积,平衡向左移动,氨基甲酸铵固体的质量增加,C错误;氨基甲酸铵为固体,改变其量,反应速率不变,D错误。
正反应吸热,升高温度,该反应平衡常数增大,B正确。
2、A“该反应速率极慢”,故提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂,A说法是正确的;升高温度的措施在处理尾气时难以实现,故B错;该反应是可逆反应,故C错;平衡常数只与温度有关,故D错。
考纲连接:
《考试大纲》要求了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科研领域中的重要作用,考查考生的知识迁移能力。
任何反应都涉及反应进行的限快慢和程度的大小问题,想方设法改变反应的外界条件,以便于使反应尽可能向着我们期望的方向进行,因而这部分在历年高考中都占相当大的比例,是高考的热点问题之一。
3、B根据已知图像可知随着X的增大,SO2的转化率增大,分析各项A项错,因为已知反应是一个等积反应;B项充入氧气产物NO与O2反应生成NO2,相当于增加了NO2的浓度,则SO2的转化率增大,正确;该反应是一个放热反应,升高温度平衡逆向移动,SO2的转化率降低,C项错;充入SO2
提高了NO2的转化率而本身的转化率降低,D项错。
4、C从图示可知,反应物总能量小于生成物总能量,故为吸热反应,A不正确,C正确;反应热只与反应的始终态有关,与催化剂无关,B不正确;升高温度,可逆反应的正、逆反应速率均增大,D不正确。
5、D依据题给信息,根据反应3X(g)+Y(g)
2Z(g)得:
初始浓度(mol/L)1.51.50
变化浓度(mol/L)0.30.10.2
平衡浓度(mol/L)1.21.40.2
则υ(X)=
mol/(L·s)=0.05mol/(L·s),X的转化率为
×100%=20%,A项错误;其它条件不变,增大容器体积时,平衡逆向移动,Z的平衡浓度比原来的1/2还要小,B项错误;其它条件不变,升高温度时X的体积分数增大,说明平衡逆向移动,该反应正向放热,△H<0,C项错误;其它条件不变,若初始投入2molX和2molY,相比较题给数据体系压强减小,平衡不利于正向移动,故Y的转化率减小,D项正确。
方法技巧:
解答本题时需对化学反应速率、化学平衡有全面、深刻的理解,机械的照搬某些规律是很难解答的。
6、B反应是否自发,与ΔH-TΔS有关,与图1无直接关系,且加入催化剂,ΔH不变,故A错。
向含有H+、Mg2+、Al3+、NH4+的溶液中加入NaOH的反应顺序是H+、(Mg2+、Al3+)、NH4+、Al(OH)3,故B正确。
由图3可知,b点的NH3的平衡浓度最大,故反应物N2的转化率最高的是b点;合成氨的反应时放热反应,升高温度时平衡逆向移动,平衡常数减小,故C错;酸碱滴定过程中,接近终点时pH要突变而不是渐变,故D错。
7、C题中已知反应是一个体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,SO3的体积分数增大,A项错误;已知反应是一个放热反应,升高温度平衡逆向移动,SO3的体积分数减小,B错误;已知可逆反应达到平衡后,增加O2的浓度正反应速率突然增大,逆反应速率瞬间不变,C项正确;平衡常数只与温度有关,D项错误。
方法技巧:
⑴图像分析要注意“三看”:
一看两轴:
看清所表示的含义;二看起点:
判断反应物、生成物及反应进行的方向;三看拐点及变化趋势。
⑵若图像中有三个变量,采取“定一议二”法。
即先假定一个量不变,讨论另外两个量的变化。
8、A根据可逆反应“2X(g)
Y(g)△H<0”可知该反应是一个放热反应,温度越高
Y%的含量越低,先达到平衡,即T19、C根据题意该反应是一个放热反应,在相同压强下a点表示的
CO的转化率高说明此点对应的温度就低,即T1<T2<T3,A项错;反应速率υ(a)<υ(c),而
b、d对应的压强不同,前者大故反应速率υ(b)>υ(d),B项错;平衡常数只与温度有关,
故K(a)>K(c),而b、d对应的变化只与压强有关,故平衡常数K(b)=K(d),C正确;由于a、c两点CO的转化率前者高,故达到平衡时总的物质的量前者小于后者,则平均摩尔质量:
M(a)>M(c),故D项错。
10、B根据题意可知该反应是一个放热反应,当压强相同时温度越高,Z在平衡混合气中的体积分数(Z%)就越小,从图上看显然T1对应的Z%高,则有T1小于T2,A错;升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C错;根据平衡状态的判断,D项显然错误。
11、C由图①可知反应物的总能量高于生成物的总能量,故△H<0;由图②可知是氢氧燃料电池的示意图,故氢气应作负极,氧气作正极,正、负极通入的气体体积之比为1:
2;图④可知达到平衡时甲、乙反应物的百分含量相同,说明反应前后应是一个等体积的反应,D错。
12、DA项平均摩尔质量随温度变化关系是对的,但平均摩尔质量随时间变化是错的,起始时平均摩尔质量不为零;对于一个已给定的热化学方程式来说,其△H是一个定值,与其反应物的无关;C项恒容充惰后各反应物及生成物的浓度并未发生改变,平衡不移动;D项总质量不改变,,容器体积恒定,故D项正确。
13、D3A(g)+2B(g)
4C(?
)+2D(?
)达到平衡反应的前后压强之比为5:
4,同温同体积条件下,物质的量之比为等于压强之比,即n(前):
n(平)=5:
4,说明这是个气体体积减少的反应,结合平衡前4molA和2molB,平衡时生成1.6molC分别讨论后只有C为固体或液体和D为气体满足条件.则该反应的化学平衡常数表达式是K=
;平衡时B的平衡转化率是40%;增大该体系的压强,平衡向右移动,由于温度没变,化学平衡常数不变;由于C为固体或液体,增加C对平衡没影响,B的平衡转化率不变。
误区警示:
⑴化学平衡常数表达式中各物质的