资源描述
第三单元 化学平衡的移动教师备用题库1.向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+xB(g) 2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别用下表和下图表示。容器甲乙丙容积0.5 L0.5 L1.0 L温度/ T1T2T2反应物起始量1.5 mol A0.5 mol B1.5 mol A0.5 mol B6.0 mol A2.0 mol B下列说法正确的是()A.10 min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.025 molL-1min-1B.由图可知T1T2,且该反应为吸热反应C.若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动D.T1 ,起始时向甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B,平衡时A的转化率为25%答案C10 min内甲容器中反应的平均速率v(A)=12v(C)=121.0molL-110min=0.05 molL-1min-1,A项错误;甲、乙两容器反应物的起始量相同,而乙先达到平衡,故T1T2,结合图示知升高温度达到平衡时产物C的浓度降低,则该反应为放热反应,B项错误;对比乙、丙容器内反应可知反应达到平衡后,在其他条件不变时,增大压强平衡不移动,故改变容器体积平衡也不移动,C项正确;方程式中x=1,结合平衡常数,利用“三段式法”可知T1 时向甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B,平衡时仍生成0.75 mol C,需消耗0.375 mol A,则平衡时A的转化率为0.375mol0.5mol100%=75%,D项错误。2.一定条件下进行反应:COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol COCl2(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见下表:t/s02468n(Cl2)/mol00.300.390.400.40下列说法正确的是()A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.22 molL-1,则反应的Hv(逆)答案CA选项,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.22 molL-10.20 molL-1,说明平衡右移,正反应为吸热反应,H0,A错误;B选项,反应若在恒容绝热密闭容器中进行,因反应吸热使容器中温度下降,化学平衡常数减小,B错误;C选项,若起始向容器中充入1.0 mol Cl2和1.0 mol CO与原平衡等效,平衡时Cl2的转化率为1.0mol-0.40mol1.0mol100%=60%,现起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.8 mol CO,CO减少0.2 mol,平衡右移,达到平衡时Cl2的转化率小于60%,C正确;D选项,Qc=c(CO)c(Cl2)c(COCl2)=0.30molL-10.30 molL-10.6molL-1=0.15 molL-1,K=0.2molL-10.20 molL-10.30molL-10.13 molL-1,QcK,反应向逆反应方向进行,v(正)v(逆),D错误。3.天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。(1)已知: CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)H=-41 kJmol-1C(s)+2H2(g) CH4(g)H=-73 kJmol-1 2CO(g) C(s)+CO2(g)H=-171 kJmol-1工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4。写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式。(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式。(3)用天然气制取H2的原理为:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 molL-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示,则压强p1p2(填“大于”或“小于”);压强为p2时,在Y点:v(正)v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=。(计算结果保留两位有效数字)(4)以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4 为催化剂,可以将CH4 和CO2直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250300 时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是。答案(1)CO (g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)H=-203 kJmol-1(2)2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S(3)小于大于1.6 mol2L-2 (4)温度超过250 时,催化剂的催化效率降低 增大反应压强或增大CO2的浓度解析(1)CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)H=-41 kJmol-1 C(s)+2H2(g) CH4(g)H=-73 kJmol-12CO(g) C(s)+CO2(g)H=-171 kJmol-1根据盖斯定律,-+得CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)H=-203 kJmol-1;(2)NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫,化学方程式为2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S;(3)温度一定时,增大压强平衡逆向移动,甲烷的转化率减小,故压强p1v(逆);由图像可知,温度为1 100 ,压强为p2时甲烷的转化率为80%,则平衡时甲烷浓度的变化量为0.1 molL-180%=0.08 mol,则: CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)起始浓度(mol/L): 0.1 0.1 0 0变化浓度(mol/L): 0.08 0.08 0.16 0.16平衡浓度(mol/L): 0.02 0.02 0.16 0.16故平衡常数K=c2(CO)c2(H2)c(CO2)c(CH4)=1.6 mol2L-2;(4)由图2可知,该催化剂在250 左右时催化效率最高,温度超过250 时,催化剂的催化效率降低,所以250300 时,温度升高,乙酸的生成速率降低;正反应是气体体积减小的反应,为了提高该反应中CH4的转化率,可以增大反应压强或增大CO2的浓度。4.乙苯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品。(一)制备苯乙烯(原理如反应所示):.(g)(g)+H2(g)H=+124 kJmol-1(1)部分化学键的键能如下表所示:化学键CHCCCCHH键能/kJmol-1412348x436根据反应的能量变化,计算x=。(2)工业上,在恒压设备中进行反应时,常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为。(3)从体系自由能变化的角度分析,反应在(填“高温”或“低温”)下有利于其自发进行。(二)制备-氯乙基苯(原理如反应所示):.(g)+Cl2(g)(g)+HCl(g)H0(4)T 时,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol乙苯(g)和2 mol Cl2(g)发生反应,5 min时达到平衡,乙苯和Cl2、-氯乙基苯和HCl的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图1所示:05 min内,以HCl表示的反应速率v(HCl)=。T 时,该反应的平衡常数K=。6 min时,改变的外界条件为。10 min时,使体系温度为T ,保持其他条件不变,再向容器中充入1 mol乙苯、1 mol Cl2、1 mol -氯乙基苯和1 mol HCl,12 min时达到新平衡。在图2中画出1012 min,Cl2和HCl的浓度变化曲线(曲线上标明Cl2和HCl);05 min和012 min时间段,Cl2的转化率分别用1、2表示,则l2(填“”“”或“=”)。答案(1)612(2)该反应正向为气体分子数增大的反应,通入水蒸气可增大容器容积,减小体系压强,使平衡正向移动,增大反应物的转化率(3)高温(4)0.032 molL-1min-1 16升高温度0,S0,要使G0,6 min时,平衡正向移动,反应物及产物浓度瞬间不变,故应是升高了温度;10 min时,保持其他条件不变,再向容器中充入1 mol乙苯、1 mol Cl2、1 mol -氯乙基苯和1 mol HCl,c(Cl2)=c(乙苯)=0.12 molL-1,c(HCl)=c(-氯乙基苯)=0.28 molL-1,平衡正向移动,设平衡时反应的Cl2的浓度为x,则(0.28+x)2/(0.12-x)2=16,x=0.04 molL-1,则平衡时c(Cl2)=0.08 molL-1,c(HCl)=0.32 molL-1;10 min时充入各物质各1 mol后,平衡正向移动,转化率增大,故12。
展开阅读全文