【題目】20139月以來(lái),我國(guó)很多地區(qū)再大面積出現(xiàn)霧霾,特別是華中華北尤其嚴(yán)重,汽車(chē)尾氣、燃煤廢氣和冬季取暖排放的CO2等都是形成霧霾的原因。

.用于凈化汽車(chē)尾氣的反應(yīng)為:2NOg+2COg 2CO2g+N2gH0,在一定溫度下,如圖在一體積固定的密閉容器中充入一定量的NOCO,t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)。

1能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_______。

A.在單位時(shí)間內(nèi)生成1mol CO2的同時(shí)消耗了1mol CO

B.混合氣體的密度不再改變

C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

D.混合氣體的壓強(qiáng)不再變化

2t2時(shí)刻將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來(lái)的2倍,在其他條件不變的情況下,t3時(shí)刻達(dá)到新的平衡狀態(tài),之后不再改變條件.請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)充畫(huà)出從t2t4時(shí)刻正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化曲線(xiàn):___________

使用石油熱裂解的副產(chǎn)物CH4來(lái)制取H2,其生產(chǎn)流程如圖1所示:

3)此流程的第Ⅰ步反應(yīng)為:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),一定條件下CH4的平均轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示,則P1_____P2(填“>”、“<”或“=”),100℃時(shí),將1molCH4(g)2molH2O(g)通入容積為100L的恒容的密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5。此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____________ (寫(xiě)出完整的計(jì)算過(guò)程)

4)此流程的第Ⅱ步反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化情況如下表

溫度/℃

400

500

830

平衡常數(shù)K

10

9

1

溫度/℃

400

500

830

平衡常數(shù)K

10

9

1

從表上可以推斷該反應(yīng)是___________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),若反應(yīng)在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)CO(g)H2O(g)的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為________

5)圖3表反應(yīng)Ⅱ在t1時(shí)達(dá)到平衡,在t2時(shí)因改變某個(gè)條件引起濃度變化的情況,圖中t2時(shí)改變的條件是降低溫度或________________(寫(xiě)一種)

【答案】 CD < 2.25×10-4 放熱 75% 增加水蒸汽、或減少氫氣的量

【解析】(1)A.在單位時(shí)間內(nèi)生成1mol CO2是正反應(yīng),同時(shí)消耗了1mol CO也是正反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B.密度=,總質(zhì)量不變,體積也不變,故混合氣體的密度始終不變,不能作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),故B錯(cuò)誤;C.平均分子量=,總質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量發(fā)生變化,故混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),故C正確;D.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等,故混合氣體的壓強(qiáng)不再變化可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),故D正確;故答案為:CD;

(2)t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來(lái)的2倍,則正逆反應(yīng)速率均減小,但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以正確的圖象應(yīng)該是,故答案為:;

(3)由圖可知溫度相同,到達(dá)平衡時(shí),壓強(qiáng)為P1CH4轉(zhuǎn)化率高,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),要使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),需要減小壓強(qiáng),因此P1P2;100℃時(shí),將1molCH42molH2O通入容積為100L的恒容密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5,

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

起始量(mol/L) 0.01 0.02 0 0

變化量(mol/L) 0.005 0.005 0.005 0.015

平衡量(mol/L) 0.005 0.015 0.005 0.015

平衡常數(shù)K===2.25×10-4(mol/L)2;故答案為:<;2.25×10-4

(4)分析圖表數(shù)據(jù)可知平衡常數(shù)隨溫度升高而減小,說(shuō)明升高溫度,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng);若在500℃時(shí)進(jìn)行,平衡常數(shù)為9,假設(shè)起始時(shí)COH2O的起始濃度均為0.020mol/L,一氧化碳消耗物質(zhì)的量濃度為x

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),

起始量(mol) 0.020.02 0 0

變化量(mol) xx x x

平衡量(mmol)0.02-x 0.02-x x x

K==9,x=0.015mol/L,CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=75%,故答案為:75%;

(5)根據(jù)上述分析,CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),反應(yīng)是氣體體積不變的放熱反應(yīng),在t2時(shí)刻因改變某個(gè)條件濃度發(fā)生變化的情況是二氧化碳濃度增大,一氧化碳濃度減小,說(shuō)明平衡正向移動(dòng)可以降低溫度,或增加水蒸氣的量或減少氫氣的量等,均可以實(shí)現(xiàn)平衡正向移動(dòng),故答案為:增加水蒸汽的量或減少氫氣的量。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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實(shí)驗(yàn)編號(hào)

室溫下,試管中所加試劑及其用量/mL

室溫下溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)間/min

mol/L

H2C2O4溶液

H2O

0.05mol/L KMnO4溶液

3 mol/L稀硫酸

1

3.0

1.0

4.0

2.0

4.0

2

2.0

2.0

4.0

2.0

5.2

3

1.0

3.0

4.0

2.0

6.4

請(qǐng)回答:

(1)[實(shí)驗(yàn)原理] _________________________________________(寫(xiě)離子方程式)

(2)為完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>H2C2O4溶液的物質(zhì)的量濃度不低于__________________

(3)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是_______________________________

(4)利用實(shí)驗(yàn)1中數(shù)據(jù)計(jì)算,用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為:v(KMnO4)=______ 。

(5)該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n(Mn2)隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖,如圖1所示,但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn),該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中n(Mn2)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)應(yīng)如圖2所示。該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)。并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是_________________________________________。

②請(qǐng)你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案,并填寫(xiě)表中空白。

實(shí)驗(yàn)

編號(hào)

室溫下,試管中所加試劑及其用量/mL

再向試管中加入少量固體

室溫下溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)間/min

_____mol/L H2C2O4溶液

H2O

0.05mol/L KMnO4溶液

3 mol/L稀硫酸

4

3.0

1.0

4.0

2.0

t

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立,應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是__________________________________

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(1)操作①是利用膠體不能通過(guò)而把淀粉膠體和溶液進(jìn)行分離.
(2)寫(xiě)出上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用試劑的化學(xué)式:試劑①;試劑③
(3)判斷試劑①已過(guò)量的操作是:
(4)控制試劑③適量的方法是:
(5)試劑②的作用(用化學(xué)方程式表示):

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