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已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-130.9 kJ·mol1
(1)现将0.8 mol CO2和2.4 mol H2充入容积为20 L的密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是__________(填字母序号)。
A.该反应在低温下能自发进行
B.当容器内CO2气体体积分数恒定时,该反应已达平衡状态
C.若其他条件不变,实验测得平衡常数:K(T1)>K(T2),则T1T2
D.现有该反应的X、Y两种催化剂,X能使正反应速率加快约5×105倍、Y能使逆反应速率加快约8×106倍(其他条件相同),故在生产中应该选择X为催化剂更合适
(2)该反应进行到45 s时达到平衡,此时CO2的转化率为68.75%。下图1中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中CO2浓度变化。


①若反应延续至70 s。请在图1中用实线画出25 s至70 s的反应进程曲线。
②某化学兴趣小组采用实验对比法分析改变实验条件对该反应进程的影响,每次只改变一个条件,并采集反应进程中CO2的浓度变化,在原有反应进程图像上绘制对应的曲线。实验数据如下表:
实验
编号
CO2起始
浓度/mol·L1
反应温
度/℃
反应压
强/kPa
是否加入
催化剂
A
0.030
150
101

B
0.040
150
101

C
0.040
250
101

 
但是该小组负责绘制图线的学生未将曲线(虚线)绘制完整(见图2),也忘记了注明每条曲线所对应改变的条件,请把每个实验编号与图2中对应曲线的字母进行连线。
实验编号      图2中字母
A          a
B          b
C          c
(1)AC
(2)①

②A—a B—c C—b
(1)由于该反应为熵减的放热反应,ΔG=ΔHTΔS<0,ΔH<0,ΔS<0,所以该反应在低温下能够自发进行,A正确;由于CO2和H2是按系数比加入的,所以CO2的体积分数始终为定值(25%),不能作为达到平衡状态的标志,B错误;该反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,C正确;催化剂能同等程度地改变正逆反应速率,所以Y催化剂更合适,D错误。(2)①达到平衡时
c(CO2)==0.012 5 mol·L1,画图时应注意45 s到70 s应为一直线。②由于C中温度高且使用催化剂,所以该条件下达到平衡所用时间最短,C—b;A、B比较,A中起始浓度为0.030 mol·L1对应a曲线;B中起始浓度为0.040 mol·L1,对应c曲线。
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

mA(气) + nB(气)pC(气) + qD(气)的 C %与时间 t有如图关系

(1)若E、F表示两种温度,则 E____F(填“>”、“<”或“=”),正反应____ 热。
(2)若E、F表示两种压强,则 m + n_____p + q。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在一密闭容器中,反应 aA(g)bB(g)+cC(g) 达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,A的浓度变为原来的40%,则(   )
A.平衡向正反应方向移动了B.平衡向逆反应方向移动了
C.物质B的质量分数减小了D.a>b+c

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

在一个2 L的密闭容器中,加入3 mol A和1 mol B,发生下述反应:
3A(g)+B(g)??2C(g)+3D(s),5 min达到平衡时,C的浓度为0.6 mol/L。
(1)达到平衡时,A的转化率为       ,此温度下的平衡常数K=       
(2)维持容器的温度不变,若缩小容器的体积,则平衡将向       (填“正反应方向移动”“逆反应方向移动”或“不移动”)。
(3)维持容器的体积和温度不变,向密闭容器中加入氦气,达到新平衡时,B、C的浓度之比       (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)当增加A的浓度,B的转化率       ;若将C分离出来,化学平衡常数       。(填“增大”、“减小”或“不变”)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

对于某一可逆反应,在不同条件下的平衡状态中,正、逆反应速率的关系是(  )

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

NO2和N2O4可相互转化:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法中正确的是
A.图中共有两条曲线xy,其中曲线y表示NO2浓度随时间的变化
B.ABCD四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是BC
C.反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是加入0.4 mol N2O4
D.若要达到与D相同的状态,在25 min时还可采取的措施是适当缩小容器体积

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下所示:
化学反应
平衡
常数
温度/℃
500
700
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.34
0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
K2
1.0
1.70
2.52
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
K3
 
 
 
 
请回答下列问题:
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K1K2K3之间的关系,则K3=__________(用K1K2表示)。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v________v(填“>”、“=”或“<”)。
(4)反应①按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是__________(填序号)。

A.温度:T1T2T3
B.正反应速率:v(a)>v(c),v(b)>v(d)
C.平衡常数:K(a)>K(c),K(b)=K(d)
D.平均摩尔质量:M(a)>M(c),M(b)>M(d)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
 
请完成下列问题:
(1)试比较K1、K2的大小,K1________K2(填“>”“=”或“<”)
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是________(填字母编号)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b.v(N2)=3v(H2)
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)400 ℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K的值为________,当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3 mol和2 mol、1 mol时,该反应的v(N2)________v(N2)(填“>”“<”或“=”)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g) ΔH="Q" kJ·mol-1。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
        气体体积/L
c(Y)/(mol·L-1)   
温度/℃        
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
 
下列说法正确的是(  )
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减小
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动

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