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请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。 (1)在一定体积的密闭容器...

请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

1)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),平衡常数K与温度t℃的关系如下表:

t℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

 

该反应的化学平衡常数表达式为________________________

该反应为反应___________(填吸热放热)。

某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度

___________

2)工业上一般以COH2为原料合成甲醇,一定温度下在恒容容器中,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-116kJ·mol-1

下列措施中能说明反应达到平衡状态的是___________

A.体系压强保持不变

B.混合气体的密度保持不变

CCOH2的浓度之比为1∶2

D.单位时间内,消耗2molH2的同时消耗1molCH3OH

在恒容容器中合成甲醇,当温度分别为230℃250℃270℃时,CO的转化率与n(H2)/n(CO)的起始组成比的关系如图所示。已知容器体积1L,起始时CO的物质的量均为1mol。据此判断在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是___________;利用图中a点对应的数据,计算该反应在对应温度下的平衡常数K等于___________

 

K=C(CO)·C(H2O)/C(CO2)·C(H2)吸热830AD270℃4 【解析】 (1)①CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的化学平衡常数K=,故答案为:; ②由表中数据可知,随温度升高平衡常数增大,说明升高温度平衡正向移动,而升高温度平衡向吸热反应移动,故答案为:吸热; ③某温度下,平衡浓度符合:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),则平衡常数K=1,故温度为830℃,故答案为:830; (2)①A.随反应进行混合气体物质的量减小,恒温恒容下,容器内压强减小,体系压强保持不变,说明到达平衡,故A正确;B.混合气体总质量不变,容器的溶容积不变,混合气体的密度始终不变,故B错误;C.平衡时物质的浓度与起始浓度及转化率有关,平衡时CO与H2的浓度之比不一定等于化学计量数之比,故C错误;D.单位时间内,消耗2molH2的同时消耗1molCH3OH,说明甲醇的生成速率与消耗速率相等,反应到达平衡,故D正确,故选:AD; ②n(H2):n(CO)的起始组成比一定条件下,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,CO转化率减小,曲线Z对应CO转化率最小,温度最高,故对应的温度为270℃;a点平衡时CO转化率为50%,CO起始物质的量为1mol,氢气起始物质的量为1.5mol,转化的CO为0.5mol,则:              CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始量(mol):1      1.5       0 变化量(mol):0.5     1        0.5 平衡量(mol):0.5    0.5       0.5 容器的体积为1L,则平衡常数K== =4(mol/L)-2,故答案为:270℃;4(mol/L)-2。  
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某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:

(1)该反应的化学方程式为_______________

(2)反应开始至2min,气体Z的反应速率为_____________

(3)若X、Y、Z均为气体,反应达平衡时:①压强是开始时的_______倍;②若此时将容器的体积缩小为原来的0.5倍,达平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为_________反应(填“放热”或“吸热”)。

 

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高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:

 3Zn + 2K2FeO4+ 8H2O3Zn(OH)2+ 2Fe(OH)3+ 4KOH 。关于该电池的说法正确的是(     )

A. 放电时,Zn作负极,发生还原反应

B. 放电时,K2FeO4附近溶液pH减小

C. 充电时,锌极附近溶液pH减小

D. 充电时,阳极电极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-==FeO42-+4H2O

 

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铅蓄电池的电极材料是PbPbO2,电解质是硫酸溶液。现用铅蓄电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间。已知蓄电池放电时发生的反应为PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列结论不正确的是(     )

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B. 电解池的阳极反应式为:4OH--4e-=2H2OO2

C. 蓄电池电池放电时,每消耗0.1molPb,共生成0.1molPbSO4

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21世纪是钛的世纪。在800 1 000 时电解TiO2可制得钛,装置如图所示。下列叙述正确的是(    )

A. a为电源的正极

B. 石墨电极上发生还原反应

C. 阴极发生的反应为:TiO24e-=Ti+2O2-

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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH<0673K30MPan(NH3)n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是(   )

A. an(H2)和点bn(NH3)比值为3∶2

B. c处反应达到平衡

C. d (t1时刻) 和点 e (t2时刻) n(N2)不一样

D. 其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比右图中d点的值大

 

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