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(10分)固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体.工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)+49kJ。某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图实线所示。a,b,c,d括号内数据表示坐标.
(1)0~a,a~b,b~c,c~d四段中,平均反应速率最大的时间段是___________ ,该时间段内H2的平均反应速率是_____________。
(2)平衡时CO2的转化率是多少?反应前后容器内的压强比时多少?(请按计算题格式在答题卡上作答)
L)
(1)0~a段;该时间段内H2的平均反应速率是1mol/(L·min)  (2)33% ;7︰5

试题分析:(1)0~a段:V(H2)="(8mol-6mol)÷2L÷1min=1mol/(L·min);" a~b段:V(H2)="(6mol-3mol)÷" 2L÷ 2min="0.75mol/(L·min);" b~c段:V(H2)="(3mol-2mol)÷2L÷5min=0.1mol/(L·min);" c~d段:V(H2)="(2" mol- 2mol)÷2L÷5min0=0.1mol/(L·min)。所以平均反应速率最大的时间段是0~a段。该时间段内H2的平均反应速率是1mol/(L·min)。(2) 在反应过程中H2的物质的量改变6mol,因为CO2与H2反应的物质的量的比为1:3,所以CO2反应消耗的物质的量为2mol.因此平衡时CO2的转化率是(2mol÷6molCO2) ×100%= 33%。反应前后容器内的压强比等于气体的物质的量的比。在反应开始时,n(总)=6+8=14mol;当反应达到平衡时,n(H2)=2mol;n(CO2)=(6-2)mol=4mol;n(CH3OH)=2mol;n(H2O)= 2mol。所以n(总)平衡=10mol.n(开始):n(平衡)=14:10=7︰5。所以反应前后容器内的压强比7︰5。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在容积为2 L的恒容的密闭容器中,一定温度下,发生反应:aM(g)+bN(g)cQ(g)。气体M、N、Q的物质的量随时间的变化如图所示,则下列叙述正确的是(  )
A.该温度下此反应的平衡常数的值K=25/4
B.该反应前5 min的平均速率:v(N)=0.002 mol·L-1·min-1
C.在5 min时,再向体系中充入少量He,重新达到平衡前v(正)>v(逆)
D.若开始时向容器中充入2mol M和1mol N,达到平衡时,M的体积分数小于50%

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列关于化学反应速率的说法中正确的是(      )
A.决定化学反应速率的主要因素是温度
B.反应速率用于衡量化学反应进行快慢
C.可逆反应达到平衡状态时正逆反应的速率都为0
D.增大反应物的量或提高反应温度一定能增大反应速率

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(15分)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4= K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05mol/L KMnO4溶液
1
3.0
2.0
2.0
3.0
1.5
2
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
3
1.0
4.0
2.0
3.0
3.9
请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是                                        
(2)利用实验1中数据计算,若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4)=         
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是                                                         
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05 mol/L KMnO4溶液
4
3.0
2.0
2.0
3.0
 
t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是                                    
(4)工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4,则电解时,阳极发生的电极反应为                       ;总方程式为                                           

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

右图是可逆反应X2 + 3Y22Z2在反应过程中的反应速率(υ)与时间(t)的关系曲线,
下列叙述正确的是
A.t1时,只有正方向反应B.t2时,反应到达限度
C.t2~ t3,反应不再发生D.t2~t3,各物质的浓度一定相等

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科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题


碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)   △H=a kJ·mol1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g)                    △H=b kJ·mol1
反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=      kJ·mol1(用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  △H="Q" kJ·mol1在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
          时间(mol/L)
浓度(mol/L)
 0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=       ,T1℃时,该反应的平衡常数K=      
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是      (填字母编号)。
a.通入一定量的NO            b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂           d.适当缩小容器的体积   
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q        0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是     (填选项编号)。
a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g) 
b.反应体系的温度不再发生改变
c.混合气体的密度不再发生改变                
d.反应体系的压强不再发生改变
(3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示:
           
请写出该电池正极反应式          ;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH=     (不考虑溶液体积的变化)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按
投料,在时,不同温度下SO2的平衡转化率。

(1)该反应是_         反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)时,将含10 mol SO2的原料气通入一密闭容器中进行反应平衡时SO2的物质的量是        mol。
(3)硫酸厂尾气(主要成分为SO2、O2和N2)中低浓度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气,若尾气中SO2与氨水恰好反应得到弱碱性的(NH42SO3溶液,则有关该溶液的下列关系正确的是     (填序号)。

②用MnO2与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO4
i.得到MnSO4的化学方程式是       
ii.该吸收过程生成MnSO4时,溶液的pH变化趋势如图甲,SO2的吸收率与溶液pH的关系如图乙。

图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO2转化为H2SO4生成H2SO4反应的化学方程式是____;由图乙可知pH的降低       SO2的吸收(填“有利于”或“不利于”),用化学平衡移动原理解释其原因是              

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

Ⅰ.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据,将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:
MnO2
触摸试管情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
很烫
剧烈反应,带火星的木条复燃
3.5min
块状
微热
反应较慢,火星红亮但木条未复燃
30min
 
(1)写出上述实验中发生反应的化学方程式:                 ,该反应是        反应(填放热或吸热)。
(2)实验结果表明,催化剂的催化效果与                  有关。
Ⅱ.某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如右图所示,图中数据分析:

(1)该反应的化学方程式为:                        
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为:      
(3)在密闭容器里,通入a mol X(g)和b mol Y(g),发生反应X(g) + Y(g) = 2Z(g),当改变下列条件时,反应速率会减小                      
A.降低温度     B.加入催化剂      C.增大容器体积

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

[双选题]700℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
 
t2
 
0.20
 
下列说法正确的是(  )
A.反应在t1 min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol·L-1·min-1
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O,达到平衡时n(CO2)=0.40 mol
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.温度升高至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应

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