【题目】甲烷是一种理想的洁净燃料,利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价,具有推广价值。该反应为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H>0
①若800℃时,反应的化学平衡常数K=l.0,某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。
CH4 | H2O | CO | H2 |
3.0 mol·L-1 | 8.5 mol·L-1 | 2.0 mol·L-1 | 2.0 mol·L-1 |
(1)则此时正、逆反应速率的关系是__________ 。(填“>”“<”“=”)
②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa,其余实验条件见下表)。
实验序号 | 温度/℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/mol·L-1 | H2O初始浓度/ mol·L-1 |
1 | 360 | P | 2.00 | 6.80 |
2 | t | 101 | 2.00 | 6.80 |
3 | 360 | 101 | 2.00 | 6.80 |
(2)表中t=_________,P=_________;设计实验2、3的目的是______________;
实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是_________(用K1、K2、K3表示)
(3)—定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物, 一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCH4、 1molH2O | amolCH4、 amolH2O、 b molCO、 c molH2 |
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍,甲容器中该反应在5min内的平均速率v(H2)=__________,若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则b的取值范围为__________________。
【答案】 > 480 303 探究温度对化学反应速率的影响 K1=K3<K2 0.06mol·L-1 min-1 0.2<b≤1
【解析】试题分析:本题考查化学平衡常数的影响因素和应用,化学反应速率和化学平衡的计算,等效平衡的规律,控制变量法设计实验方案。
①此时的浓度商Q=[c(CO)·c3(H2)]/[c(CH4)·c(H2O)]=(223)/(3
8.5)=0.63
1,即反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率。
②对比实验1和3,温度、CH4、H2O(g)的初始浓度相同,实验1和实验3是探究压强对化学反应速率的影响,则P=303kPa。对比实验2和实验3,压强、CH4、H2O(g)的初始浓度相同,实验2和实验3是探究温度对化学反应速率的影响,t=480。设计实验2、3的目的是探究温度对化学反应速率的影响。实验1和实验3的温度相同,K1=K3;实验2温度为480℃(高于实验1和实验3的360℃),正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,化学平衡常数增大,则K1=K3K2。
(3)对甲,设起始到平衡转化CH4物质的量为x,用三段式列式:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
n(起始)(mol) 1 1 0 0
n(转化)(mol) x x x 3x
n(平衡)(mol) 1-x 1-x x 3x
在恒温恒容容器中,气体压强之比等于气体物质的量之比,则(1-x)+(1-x)+x+3x=1.2(1+1),解得x=0.2mol,υ(H2)=3
0.2mol
2L
5min=0.06 mol·L-1 min-1;上述平衡时CH4、H2O(g)、CO、H2物质的量依次为0.8mol、0.8mol、0.2mol、0.6mol。要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,乙与甲互为等效平衡,本题的特点是恒温恒容下反应前后气体分子数不等的反应,用极限法一边倒后各物质物质的量对应相等,a、b、c应满足a+b=1、a+
=1、c=3b,要维持反应逆向进行,0
a
0.8,b
0.2、c
0.6,a取最小值0时,b取最大值1,b的取值范围为0.2
b
1。
容器特点 | 反应特点 | 起始物质的量之间的关系 | 两次平衡时对应物理量的关系 | |||
含量 | n | c | p | |||
恒温恒容 | 反应前后气体分子数不等 | 一边倒换算后对应相等 | 相等 | 相等 | 相等 | 相等 |
反应前后气体分子数相等 | 一边倒换算后对应成比例 | 相等 | 成比例 | 成比例 | 成比例 | |
恒温恒压 | —— | 一边倒换算后成比例 | 相等 | 成比例 | 相等 | 相等 |
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【题目】为了配制NH4+的浓度与Cl-的浓度之比为1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入( )
A.适量的HClB.适量的NaClC.适量的氨水D.适量的NaOH
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【题目】下列说法正确的是
A.冰和水晶都是分子晶体
B.原子晶体一定是共价化合物
C.某物质固态时不导电但在熔融状态下能导电,则该物质中一定含有离子键
D.干冰是分子晶体,其溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】我国近海海域海水中一些元素含量普遍超标,富营养化十分严重。经常发生“赤潮”现象。下列生活用品中能引起“赤潮”的是( )
A.肥皂 B.含磷洗涤剂 C.加酶洗衣粉 D.化妆品
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【题目】下列除杂试剂或操作方法正确的一组是( )
序号 | 物质 | 杂质 | 除杂试剂或操作方法 |
① | NaCl | BaCl2 | 加入过量的K2CO3溶液,过滤,再加适量的盐酸并加热 |
② | FeSO4溶液 | CuSO4 | 加入过量Fe粉,过滤 |
③ | H2 | HCl | 通过盛NaHCO3溶液洗气瓶,再通过盛H2SO4洗气瓶 |
④ | 自来水 | 植物油 | 蒸馏 |
A.①③④B.②③④C.②④D.②
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】化学反应中通常伴随着能量变化,下列说法中错误的是( )
A. 煤燃烧时并不能将化学能全部转化为热能
B. 原电池将化学能转化为电能
C. 二次电池放电时将电能转化为化学能
D. 镁条燃烧时将部分化学能转化为光能
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