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19.已知可逆反应:A(g)+B(g)?C(g)+D(g)△H<0.请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)=1mol•L-1,c(B)=2.4mol•L-1,达到 平衡时,A 的转化率为 60%,此时 B 的转化率为25%.
(2)若反应温度降低,则 B 的转化率将增大(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为 c(A)=4mol•L-1,c(B)=a mol•L-1,达 到平衡后 c(C)=2mol•L-1,则 a=6.
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为 c(A)=c(B)=b   mol•L-1,达到平衡后c(D)=0.4b.($\sqrt{2}$≈0.41保留两位有效数字)

分析 (1)根据方程式可知反应消耗的A和B的物质的量相等进行计算;
(2)根据温度对平衡的影响分析,反应放热,降低温度平衡右移;
(3)由于温度不变,则平衡常数不变,与(1)相同,以此计算;
(4)设平衡时转化的M为xmol,由于温度不变,则平衡常数不变,与(1)相同,以此计算.

解答 解:(1)A转化的浓度为1mol/L×50%=0.5moL/L,则有:
           A(g)+B(g)?C(g)+D(g);△H<0
初始:1mol/L       2.4mol/L            0       0
转化:0.6mol/L    0.6mol/L          0.6mol/L  0.6mol/L
平衡:0.4mol/L    1.8mol/L         0.6mol/L  0.6mol/L
B的转化率=$\frac{0.6mol/L}{2.4mol/L}$=25%,
故答案为:25%;
(2)反应放热,降低温度平衡右移,则B的转化率增大,故答案为:增大;  
(3)根据相同温度时平衡常数不变求解,
           A(g)+B(g)?C(g)+D(g);△H<0
初始:4mol/L       amol/L             0       0
转化:2mol/L       2mol/L             2mol/L  2mol/L
平衡:2 mol/L       (a-2)mol/L        2mol/L   2mol/L
由于温度不变,则平衡常数不变,与(1)相同,则有:$\frac{0.6mol/L×0.6mol/L}{0.4mol/L×1.8mol/L}$=$\frac{2mol/L×2mol/L}{2mol/L×(a-2)mol/L}$,解之得a=6,故答案为:6;    
(4)设平衡时转化的M为xmol,
            A(g)+B(g)?C(g)+D(g);△H<0
初始:bmol/L       bmol/L            0       0
转化:xmol/L       xmol/L          xmol/L  xmol/L
平衡:(b-x) mol/L  (b-x)mol/L        xmol/L  xmol/L
由于温度不变,则平衡常数不变,与(1)相同,则有:$\frac{{x}^{2}}{(b-x)^{2}}$=$\frac{0.6mol/L×0.6mol/L}{0.4mol/L×1.8mol/L}$,则:x≈0.4b,故答案为:0.4b.

点评 本题考查化学平衡的计算,题目难度不大,做题时注意利用平衡常数计算.

练习册系列答案
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13.下列物质中不属于离子晶体的是(  )
A.氯化铵B.硫酸C.食盐D.氧化钠

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10.氢气作为高效、洁净的二次能源,将成为未来社会的主要能源之一.甲烷重整是一种被广泛使用的制氢工艺.
Ⅰ.甲烷水蒸气重整制氢气的主要原理:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206kJ•mol-1…①
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=-41kJ•mol-1…②
(1)反应①的平衡常数的表达式K=$\frac{c(CO)•{c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{4})•c({H}_{2}O)}$.
(2)有研究小组通过应用软件AsepnPlus实现了对甲烷水蒸气重整制氢系统的模拟,研究了控制水反应水碳比,在不同温度下反应器RI中操作压力变化对氢气产率的影响,其数据结果如图1所示:

①请根据图象,阐述在一定压力条件下温度与氢气产率的关系,并说明原因升高温度,主要反应是吸热反应,平衡向吸热的正反应方向移动,氢气的产率提高;
②在实际工业生产中,操作压力一般控制在2.0-2.8MPa之间,其主要原因是反应在低压下,有利氢气的产率提高,但反应速率慢,效益低,压强大,对设备材料强度要求高.
Ⅱ.甲烷二氧化碳重整
(3)近年来有科学家提出高温下利用CO2对甲烷蒸汽进行重整,既可以制氢也可以减少CO2排放缓解温室效应,其主要原理为CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g),该反应的△H=+247kJ•mol-1.经研究发现该工艺与Ⅰ相比,主要问题在于反应过程中更容易形成积碳而造成催化剂失活,请用化学方程式表示形成积碳的原因CH4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$C+2H2
Ⅲ.甲烷水蒸气重整的应用
(4)甲烷水蒸气重整的一个重要应用是将甲烷水蒸气重整后的合成气作为熔融碳酸盐燃料电池的原料,其工作原理如图2:
①写出该电池的负极反应方程式H2+CO32--2e-=H2O+CO2,CO+CO32--2e-=2CO2
②该电池中可循环利用的物质有CO2、H2O;
③若该燃料电池的能量转化效率为70%,则当1g甲烷蒸汽通入电池时,理论上外电路可以产生33712C(库仑)的电量.(电子电量为1.6×10-19C)

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7.下列情况没有发生蛋白质变性的是(  )
A.淀粉和淀粉酶混合后微热
B.用蘸有质量分数为75%的酒精棉花球擦皮肤
C.用紫外线光灯照射病房
D.用福尔马林浸动物标本

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14.下列说法,能够用勒夏特列原理来解释的是(  )
A.加入催化剂可以提高单位时间氨的产量
B.高压有利于氨的合成反应
C.500℃高温比室温更有利于合成氨的反应
D.恒温恒容下,在合成氨平衡体系中充入He,使压强增大,则平衡正向移动,NH3增多

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4.写出下列物质在水中的电离方程式:
(1)NH3•H2ONH3•H2O?OH-+NH4+
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(3)H2CO3H2CO3?H++HCO3-,HCO3-?H++CO32-
(4)NaHCO3NaHCO3=Na++HCO3-

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11.已知:2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-Q1 kJ•mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-Q2 kJ•mol-1
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-Q3 kJ•mol-1
CO与镍反应会造成镍催化剂中毒,为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫,则该反应的热化学方程式为(  )
A.SO2(g)+2CO(g)═S(s)+2CO2(g)△H=(2Q1-2Q2+Q3) kJ•mol-1
B.S(s)+2CO(g)═SO2(g)+2C(s)△H=(Q1-Q3) kJ•mol-1
C.SO2(g)+2CO(g)═S(s)+2CO2(g)△H=(Q1-2Q2+Q3) kJ•mol-1
D.SO2(g)+2CO(g)═S(s)+2CO2(g)△H=(2Q1-Q2+2Q3) kJ•mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.在2L密闭容器内,加入0.100molCO气体和0.080molCuO固体,800℃时发生如下反应:2CuO(s)+CO(g)?Cu2O(s)+CO2(g),n(CuO)随时间的变化如表:
时间(min)012345
n(CuO)(mol)0.0800.0600.0400.0200.0200.020
(1)用CO表示前2min内的化学反应速率=0.005mol/(L.min)
(2)计算此反应在800°C时的化学平衡常数k=0.429
(3)若向平衡后的体系中加入CO和CO2各0.05mol,则此时V(正)<V(逆)
(4)用来还原CuO的CO可以用C和水蒸气反应制得.
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-571.6kJ/mol
则C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+175.3kj/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.请完成下列问题
(1)已知红磷比白磷稳定,则反应
P4(白磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s)△H1
4P(红磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s)△H2
△H1和△H2的关系是△H1<△H2(填“>”、“<”)
(2)由N2O和NO反应生成1mol N2和NO2的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)△H=-139kJ•moL-1
(3)在298K、101kPa时,已知:
①2H2O(g)═O2(g)+2H2(g)△H1
②Cl2(g)+H2(g)═2HCl(g)△H2
③2Cl2(g)+2H2O(g)═4HCl(g)+O2(g)△H3
则△H3与△H1和△H2之间的关系正确的是A.
A.△H3=△H1+2△H2B.△H3=△H1+△H2
C.△H3=△H1-2△H2D.△H3=△H1-△H2
(4)已知H2(g)+Br2(g)═2HBr(g)△H=-72kJ?mol-1,相关键能数据如表:
物质H2(g)Br2(g)HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)436200a
则表中a=354.

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