(I)下列反應(yīng)在210℃達(dá)到平衡:
PCl5(氣)PCl3(氣)+Cl2(氣);△H>0     K=1            ①
CO(氣)+Cl2(氣)COCl2(氣);△H<0     K=5×104        ②
COCl2(氣)CO(氣)+Cl2(氣);△H>0③
(1)反應(yīng)②和反應(yīng)③的K值表達(dá)式______;(填“相同”或“不同”)
(2)降低Cl2濃度,反應(yīng)③的K值______;(填“增大”、“減少”或“不變”)
(3)要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K值相等,應(yīng)采取的措施是______
(a)反應(yīng)①、反應(yīng)②同時升高溫度
(b)反應(yīng)①、反應(yīng)②同時降低溫度
(c)反應(yīng)①降低溫度,反應(yīng)②維持210℃
(Ⅱ)(10分)現(xiàn)將水蒸汽和CO氣體分別通入到體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng).H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g);△H.得到以下三組數(shù)據(jù),據(jù)此回答下列問題:
實驗組溫度起始量平衡量達(dá)到平衡所需時間
H2OCOH2CO2
1650℃1mol2mol0.8mol0.8mol5min
2900℃0.5mol1mol0.2mol0.2mol3min
3900℃a molb molc mold molt
(1)由以上數(shù)據(jù),實驗1中以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為______mol?L-1?min-1;
(2)比較該反應(yīng)實驗1和實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率:a1______ a2;該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H______0;(兩空填“>”、“=”或“<”)
(3)若實驗3要達(dá)到與實驗2等效的平衡狀態(tài),且t<3min,則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是______,實驗3條件時反應(yīng)的平衡常數(shù)為______;
(4)900℃時,若要重新達(dá)到平衡,使c(CO2)/c(CO)比值變小,在其他條件不變時,可采取的措施有(填字母)______.
A.使用高效催化劑   B.增大H2濃度   C.升高溫度    D.縮小容器體積.
【答案】分析:(Ⅰ)(1)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值,以此來比較二個反應(yīng)的平衡常數(shù)是否相同;
(2)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān);
(3)根據(jù)反應(yīng)的吸熱或放熱特點,改變溫度使平衡向某一方向移動,可改變平衡常數(shù)的大;
(Ⅱ)(1)利用化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式計算;
(2)利用轉(zhuǎn)化率與消耗量和起始量的關(guān)系計算并判斷反應(yīng)熱;
(3)從等效平衡的角度分析;
(4)若使c(CO2)/c(CO)比值變小,可使平衡向逆反應(yīng)方向移動.
解答:解:(Ⅰ)(1)反應(yīng)②③為相反的反應(yīng),K互為倒數(shù)關(guān)系,二者不同,故答案為:不同   
(2)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān),故答案為:不變  
(3)要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K值相等,
(a)反應(yīng)①、反應(yīng)②同時升高溫度,則①反應(yīng)平衡右移,②反應(yīng)平衡左移,K可能相等,故正確;
(b)反應(yīng)①、反應(yīng)②同時降低溫度,則①反應(yīng)平衡左移,K減小,②反應(yīng)平衡右移,K增大,二者不可能相等,故錯誤;
(c)反應(yīng)①降低溫度,則①反應(yīng)平衡左移,K減小,反應(yīng)②維持210℃,二者不可能相等,故錯誤.
故答案為:a;
(Ⅱ)(1)v(CO2)==0.16mol/(L?min),故答案為:0.16;
 (2)實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為=40%,實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為=20%,則實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2,則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)放熱,故答案為:>;<;
(3)若實驗3要達(dá)到與實驗2等效的平衡狀態(tài),則所加入物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于初始原料的配比數(shù),即b=2a,因
t<3min,說明反應(yīng)速率增大,反應(yīng)物濃度增大,所以有b>1,
實驗2和實驗3反應(yīng)溫度相等,則反應(yīng)的平衡常數(shù)相等,可根據(jù)實驗2計算平衡常數(shù),
          H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)
初始 0.5mol/L    1mol/L              0       0
轉(zhuǎn)化 0.2mol/L   0.2mol/l         0.2mol/l    0.2mol/l
平衡 0.3mol/L   0.8mol/L         0.2mol/l    0.2mol/l 
K==0.167 
故答案為:b=2a>l (或a>0.5,b=2a;或b>1,b=2a);0.167;
(4)若使c(CO2)/c(CO)比值變小,可使平衡向逆反應(yīng)方向移動,采取的措施可以是升高溫度或增大生成物的濃度等措施,故答案為:B、C.
點評:本題考查化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率等知識,做題時注意把握影響平衡移動的因素以及平衡常數(shù)的有關(guān)計算,此為化學(xué)平衡常考查問題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應(yīng)I和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來制備甲醇.

(1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反應(yīng)室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)Ⅰ
CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1.①已知100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均速率為
0.0030mol?L-1?min-1
0.0030mol?L-1?min-1

②圖中的P1
P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數(shù)的值為
2.25×10-4
2.25×10-4

③在其它條件不變的情況下降低溫度,逆反應(yīng)速率將
減小
減小
(填“增大”“減小”或“不變”).
(2)在壓強為0.1MPa條件下,將a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)Ⅱ.
④該反應(yīng)的△H
0,△S
0(填“<”、“>”或“=”).
⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
BD
BD

A.升高溫度                     B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大      D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中.
實驗編號 T(℃) n(CO)/n(H2 P(MPa)
i 150
1
3
0.1
ii
150
150
1
3
1
3
5
iii 350
1
3
1
3
5
A.請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù).
B.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點,在給出的坐標(biāo)圖中,畫出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖(如圖2),并標(biāo)明各曲線的壓強.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

隨著環(huán)保意識的增強,清潔能源越來越受人們關(guān)注.
(1)氫能在二十一世紀(jì)有可能在世界能源舞臺上成為一種舉足輕重的二次能源.
①硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng):
I.SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIⅡ.2HI
通電
H2+I2Ⅲ.2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
分析上述反應(yīng),下列判斷正確的是
c
c
(填序號,下同).
a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行    b.反應(yīng)I中SO2氧化性比HI強
c.循環(huán)過程中需補充H2O    d.循環(huán)過程中產(chǎn)生l mol O2的同時產(chǎn)生1mol H2
②利用甲烷與水反應(yīng)制備氫氣,因原料價廉產(chǎn)氫率高,具有實用推廣價值,已知該反應(yīng)為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1若800℃時,反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=1.0,某時刻測得該溫度下,密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為:c(CH4)=3.0mol?L-1;c(H2O)=8.5mol?L-1;c(CO)=2.0mol?L-1;c(H2)=2.0mol?L-1,則此時正逆反應(yīng)速率的關(guān)系是v
v.(填“>”、“<”或“=”)
③實驗室用Zn和稀硫酸制取H2,反應(yīng)時溶液中水的電離平衡
向右
向右
移動(填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列固體試劑中的
b
b
,產(chǎn)生H2的速率將增大.
a.NaNO3    b.CuSO4     c.Na2SO4    d.NaHSO3
(2)甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
加熱
CH3OH(g)分析該反應(yīng)并回答下列問題:
①下列各項中,不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是
d
d

a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化
b.一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c.一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
d.一定條件下,單位時間內(nèi)消耗1mol CO,同時生成l mol CH3OH
②如圖甲是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線.T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
 K2.(填“>”、“<”或“=”)
③已知甲醇燃料電池的工作原理如圖乙所示.

①該電池工作時,b口通入的物質(zhì)為
CH3OH
CH3OH
,該電池正極的電極反應(yīng)式為:
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O
,工作一段時間后,當(dāng)6.4g甲醇(CH3OH)完全反應(yīng)生成CO2時,有
1.2
1.2
mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上用CH4和H2O為原料通過下列反應(yīng)①和②,來制備甲醇。

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)  DH1

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  DH2

    將0.20 mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容積為10 L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①,達(dá)到平衡時,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如右圖。

⑴溫度不變,縮小體積,①的逆反應(yīng)速率      (填“增大”、“減小”或“不變”)。

    ⑵反應(yīng)①的DH1       0(填“<”“=”或“>”)100°C時的平衡常數(shù)值K=     

    ⑶在壓強為0.1Mpa條件下,將amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)②再生成甲醇。為了發(fā)尋找合成甲醇的適宜的溫度和壓強,某同學(xué)設(shè)計了二組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。請在空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

實驗編號

T(°C)

n(CO)/n(H2)

p(MPa)

I

150

1/3

0.1

II

5

III

350

5

    300°C時,其他條件不變,將容器的容積壓縮到原來的1/2,對平衡體系產(chǎn)生的影響是(填字母)(     )

            A.c(H2)減少                                     B.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢

            C.CH3OH的物質(zhì)的量增加              D.重新平衡時c(H2)/c(CH2OH)減小

    ⑷已知在常溫常壓下:

       ①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)DH=-1275.6 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  DH=-556.0 kJ·mol-1

③H2O(g)=H2O(l)DH=-44.0 kJ·mol-1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳的液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                 。

    ⑸某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如右圖所示的電池裝置。

    ①該電池正極的電極反應(yīng)為                       。

②工作一段時間后,測得溶液的pH減小,該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

                                 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(14分)甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應(yīng)①和②,用CH4和H2O為原料來制備甲醇。①CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g)   △H1    ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2  將0.2mol CH4和0.3mol H2O(g)通入容積為10L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①,達(dá)到平衡時,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度.壓強的關(guān)系如圖所示:

(1)溫度不變,縮小體積,增大壓強,①的反應(yīng)速率             (填“增大”.“減小”.“不變”),平衡向           方向移動。

(2)反應(yīng)①的△H1       0,(填“﹤”“﹦”“﹥”),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=               ,100℃,壓強為p1時平衡常數(shù)的值是                。

(3)在壓強為0.1Mpa條件下,將a mol CO與3a molH2的混合氣體在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)②。為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。請在下空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

實驗編號

T℃

n(CO)/n(H2

p (Mpa)

I

150

1/3

0.1

 

 

5

350

 

5

(4)近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑電極,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過,其工作原理示意圖如下:

請回答

①Pt(a)電極的電極反應(yīng)式為                                           

②如果該電池工作時電路中通過2mol電子則消耗的CH3OH有          mol。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2010-2011學(xué)年山東省高三第一次模擬測試試題理綜化學(xué)試卷 題型:填空題

(14分)甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應(yīng)①和②,用CH4和H2O為原料來制備甲醇。①CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g)   △H1    ②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2  將0.2mol CH4和0.3mol H2O(g)通入容積為10L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①,達(dá)到平衡時,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度.壓強的關(guān)系如圖所示:

(1)溫度不變,縮小體積,增大壓強,①的反應(yīng)速率              (填“增大”.“減小”.“不變”),平衡向            方向移動。

(2)反應(yīng)①的△H1        0,(填“﹤”“﹦”“﹥”),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=                ,100℃,壓強為p1時平衡常數(shù)的值是                

(3)在壓強為0.1Mpa條件下,將a mol CO與3a molH2的混合氣體在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)②。為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。請在下空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

實驗編號

T℃

n(CO)/n(H2

p (Mpa)

I

150

1/3

0.1

 

 

5

350

 

5

(4)近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑電極,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過,其工作原理示意圖如下:

請回答

①Pt(a)電極的電極反應(yīng)式為                                            

②如果該電池工作時電路中通過2mol電子則消耗的CH3OH有           mol。

 

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