2.2化学平衡同步练习
姓名()班级()
一、选择题
1.对于反应:A(g)+B(g)2C(g)+ D(s) △H<0,下列措施会使该反应的平衡正向移动的是
A.升高温度 B.分离出C
C.加入合适的催化剂 D.恒压充入不参与反应的稀有气体
2.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
在压强30MPa,,不同温度下的平衡转化率、CO的选择性和的选择性如图所示(选择性指生成某物质消耗的占消耗总量的百分比):
下列说法正确的是
A.曲线A表示的选择性
B.300℃时,生成的平衡转化率为3%
C.220~240℃间,升高温度,比值减小
D.为同时提高的平衡转化率和的选择性,应选择低温、高压的反应条件
3.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
A.向的氯化铵溶液稀释10倍后溶液
B.相比较于常温,加热后的纯碱溶液去除厨房的油污的效果更好
C.对平衡体系压缩容器后可使气体颜色变深
D.增大压强有利于氨气溶于水
4.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是
A.2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气) B.3H2(气)+N2(气) 2NH3(气)
C.H2(气)+I2(气) 2HI(气) D.C(固)+CO2(气) 2CO(气)
5.只改变一个影响因素,下列关于化学平衡说法错误的是
A.平衡常数改变后,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡移动后,平衡常数不一定改变
C.平衡正向移动,反应物的转化率一定增大
D.正反应速率大于逆反应速率,平衡一定正向移动
6.下列图示与对应的叙述不相符的是
表示达平衡的某反应,在时改变条件后反应速率随时间变化,改变的条件可能是增大压强 表示平衡在时迅速将体积缩小后的变化 表示的反应的 可判断某可逆反应的正反应是放热反应
A B C D
A.A B.B C.C D.D
7.一定温度下,在体积可变的反应器中充入足量,发生反应:,达到平衡1时测得气体压强为,浓度为。保持温度不变,将体积压缩至原来的一半,保持压缩后体积不变,达到平衡2时测得气体压强为,浓度为。下列推断正确的是
A., B.,
C., D.,
8.对利用甲烷消除污染进行研究,。在密闭容器中,控制不同温度,分别加入和,测得随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法正确的是
组别 温度 0 10 20 40 50
① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② 0.50 0.30 0.18 0.15
A.组别①中,内,的降解速率为
B.由实验数据可知实验控制的温度
C.时,表格中对应反应已经达到平衡状态
D.平衡常数:
9.在一体积可变的恒温密闭容器中发生反应 ,每次达到平衡后仅改变其中一个反应条件,正反应速率随时间的变化如图所示,下列说法错误的是
A.时可能是升高温度 B.时可能是扩大容器体积
C.时可能是充入了部分 D.时可能是加入了高效催化剂
10.在恒温密闭容器中加入1和1,发生反应:,其他条件不变,5min末P的体积分数随容器的体积变化的关系如图所示(整个过程中各物质状态不改变),下列说法正确的是
A.b点平衡常数大于c点平衡常数
B.体积为VL时,c点正反应速率大于逆反应速率
C.a点一定不处于平衡状态
D.
11.恒温时,向如图所示的密闭容器中(活栓已经固定住活塞)加入10和1,进行反应。下列有关叙述正确的是
A.其他条件不变,将图示容器换成绝热容器,B的平衡转化率会增大
B.混合气体的密度不再改变时,反应达到平衡状态
C.若反应达到平衡后,拔去活栓,再充入适量(不参与反应),平衡逆向移动
D.若反应达到平衡后拔去活栓,再次达到平衡时,C的体积分数会减小
12.工业上利用和在催化剂的作用下合成,发生如下反应:。现于一定条件下向的密闭容器中充入一定量的和发生反应,测得在不同压强下平衡体系中的转化率随温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A.,
B.在、条件下,d→a的过程中,正、逆反应速率之间的关系:
C.a、b、c三点对应的平衡常数、、的大小关系是
D.b→c的过程,正反应速率变小,逆反应速率变大
13.以下图像和叙述正确的是
A.图甲:发生反应方程式为:
B.图乙:某温度下发生反应:,时刻改变的条件一定是加入催化剂
C.图丙:图中反应升高温度,该反应平衡常数增大
D.图丁:对于反应:,
14.小组同学探究盐溶液对反应(血红色)的影响。将的溶液与的溶液混合,分别加入等量的试剂①~④,测得平衡后体系的透光率如下图所示。
已知:i.溶液血红色越深,透光率越小,其它颜色对透光率的影响可忽略
ii.(黄色)
下列说法不正确的是
A.注入试剂①后溶液透光率增大,证明逆向移动
B.透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液导致的
C.透光率④比③高,可能发生了反应
D.若要证明试剂③中对平衡体系有影响,还应使用的溶液进行实验
15.合成氨反应达平衡状态后,改变某一条件,下列图像与条件变化一致的是
A.升高温度 B.增大浓度 C,加入催化剂 D.改变压强
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.氮的氧化物和碳的氧化物在化工生产生活中应用广泛。
(1)CO和N2分别与氧气反应的热化学方程式如下。已知某反应的平衡常数表达式为K=,写出此反应的热化学方程式: 。
①
②
(2)一定温度下的恒容容器中,反应2 N2O(g)=2N2 (g)+O2 (g)的部分实验数据如下:
反应时间/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80
c(N2O)/mol·L-1 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 a 0.03 0.02
①根据表格中的数据推测a=
②0.1mol/L N2O完全分解所需时间为 。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1 (填“>”“=”或“<”)T2,当温度为T1、起始压强为p0时,反应至t1min时,体系压强P= (用p0表示)。
(3)实验发现生产硝酸过程中,升高温度,NO和O2的反应(2NO+O2=2NO2)速率减慢,该反应分两步进行:
Ⅰ.(快平衡)
Ⅱ.(慢反应)
升温该反应(2NO+O2=2NO2)速率减慢的原因是 。
(4)中国科学院大学以Bi为电极材料,利用电化学催化还原CO2制备HCOOH。用计算机模拟CO2在电极材料表面发生还原反应的历程如图(*表示微粒与Bi的接触位点):
依据反应历程图中数据,你认为电催化还原CO2生成HCOOH的选择性 (填“高于”或“低于”)生成CO的选择性,原因是 。
17.利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。
Ⅰ.丙烷直接脱氢法:
总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中和的体积分数随温度、压强的变化如下图。
(1)丙烷直接脱氢反应的化学平衡常数表达式为 。
(2)总压由10kPa变为100kPa时,化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)图中,曲线Ⅰ、Ⅲ表示的体积分数随温度的变化,判断依据是 。
(4)图中,表示100kPa时的体积分数随温度变化的曲线是 (填“Ⅱ”或“Ⅳ”)。
Ⅱ.丙烷氧化脱氢法:
我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下的转化率和C3H6的产率如下:
反应温度/℃ 465 480 495 510
C3H8的转化率/% 5.5 12.1 17.3 28.4
C3H6的产率/% 4.7 9.5 12.8 18.5
(5)表中,C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是 (答出1点即可)。
(6)已知:C3H6选择性。随着温度升高,C3H6的选择性 (填“升高”“降低”或“不变”),可能的原因是 。
三、原理综合题
18.甲烷是重要的资源,通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。
(1)500℃时,CH4与H2O重整主要发生下列反应:
反应i:
反应ii:
已知 。向重整反应体系中加入适量多孔CaO,其优点是 。
(2)CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应I:
反应II:
反应III:
在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g),可减少C(s)的生成,
①反应I自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任何温度下”);
②反应:的 。
③1.01×105Pa下,将n起始(CO2):n起始(CH4)=1:1的混合气体置于密闭容器中,不同温度下重整体系中CH4的平衡转化率如下图所示。已知:700℃时,CH4和CO2的平衡转化率分别为90%和65%。请在下图画出不同温度下(500~800℃区间)重整体系中CO2的平衡转化率曲线 。
在700℃条件下,测得H2O(g)和H2(g)的平衡分压相等,则体系中CO2和CO的平衡分压之比= 。(已知:分压p(B)=p·x(B),p为平衡时的总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。)
四、实验探究题
19.为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“”反应中和的相互转化。实验如下:
步骤 操作 现象
步骤1 向盛有(pH约为1)的溶液中加入的溶液 溶液呈棕黄色
步骤2 将棕黄色溶液分成三等份
步骤3 向第一份溶液滴入数滴溶液 产生黄色沉淀,溶液颜色变浅
步骤4 向第二份溶液加入溶液 溶液颜色变浅
步骤5 向第三份溶液加入 溶液颜色变浅,比步骤4略深
(1)请你回答上述的反应中是否存在限度? (填“是”或“否”),并说明理由: 。
(2)请写出常温下该反应的平衡常数表达式: 。
(3)该同学利用“”反应设计成原电池,装置如图所示,a、b均为石墨电极,请你写出检验负极产物的方法: 。
(4)待步骤1的实验中溶液颜色不再改变时,再进行步骤2、3,目的是使步骤1的反应达到 。
(5)步骤5是步骤4的对比试验,目的是排除步骤4中 造成的影响。
(6)步骤3和步骤4的颜色变化表明平衡逆向移动,向转化。用化学平衡移动原理解释原因: 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.B
【详解】A.该反应的△H<0,升高温度,正、逆反应速率都增大,但逆反应速率增大的更多,平衡逆向移动,A不符合题意;
B.分离出C,减小生成物浓度,此时逆反应速率减小,正反应速率不变,正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,B符合题意;
C.加入合适的催化剂,将同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不发生移动,C不符合题意;
D.恒压充入不参与反应的稀有气体,混合气的体积增大,浓度减小,由于反应前后气体的分子数相等,则平衡不发生移动,D不符合题意;
故选B。
2.D
【分析】由盖斯定律可知,反应Ⅰ×2+反应Ⅱ得到反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二甲醚的选择性减小,反应Ⅲ为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的选择性增大,则曲线A表示一氧化碳的选择性、曲线B表示二氧化碳的转化率、曲线C表示二甲醚的选择性。
【详解】A. 由分析可知,曲线C表示二甲醚的选择性,故A错误;
B.由图可知,300℃平衡时,二氧化碳的转化率为30%、二甲醚的选择性为20%,设二氧化碳的起始物质的量为1mol,则反应生成二甲醚消耗二氧化碳的物质的量为1mol×30%×20%×2=0.12mol,则生成二甲醚的二氧化碳的转化率为×100%=12%,故B错误;
C.反应Ⅰ为放热反应、反应Ⅲ为吸热反应,220~240℃间,升高温度,反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动,反应生成二氧化碳和氢气的物质的量比为1:3,反应Ⅲ的平衡向正反应方向移动,消耗二氧化碳和氢气的物质的量比为1:1,则比值增大,故C错误;
D.反应Ⅰ为气体体积减小的放热反应,反应Ⅲ为气体体积不变吸热反应,增大压强,反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动、反应Ⅲ的平衡不移动,则二氧化碳的转化率和甲醇的选择性都增大,降低温度,反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动、反应Ⅲ的平衡向逆反应方向移动,则二氧化碳的转化率和甲醇的选择性都增大,所以为同时提高二氧化碳的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择低温、高压的反应条件,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.将pH=4的乙酸溶液稀释10倍后,乙酸溶液的浓度减小,电离平衡正向移动,H+的物质的量增大,溶液pH<5,A不符合题意;
B.纯碱的主要成分为碳酸钠,溶于水发生水解,水解过程吸热,加热,水解平衡正向移动,c(OH-)增大,则热的纯碱溶液去污效果更好,B不符合题意;
C.对于,反应前后气体分子数相等,达平衡后加压,平衡不发生移动,但气体的浓度增大,所以气体颜色变深,C符合题意;
D.氨气溶于水存在平衡,增大压强平衡正移,溶解度增大,D不符合题意;
故选C。
4.C
【详解】A.方程式左右两边气体计量数不相等,反应前后气体体积改变,压强变化平衡发生移动,A错误;
B.方程式左右两边气体计量数不相等,反应前后气体体积改变,压强变化平衡发生移动,B错误;
C.方程式左右两边气体计量数相等,反应前后气体体积保持不变,压强变化平衡不会发生移动,C正确;
D.方程式左右两边气体计量数不相等,反应前后气体体积改变,压强变化平衡发生移动,D错误;
故选C。
5.C
【详解】A.平衡常数K值是温度的函数,K值变化,说明温度发生了改变,则平衡一定发生移动,A正确;
B.若是改变浓度或压强使平衡发生移动,而温度不变,则平衡常数K值不变,B正确;
C.平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大,如:向该容器中加入的物质,其转化率降低,C错误;
D.可逆反应改变条件当正反应速率大于逆反应速率时,平衡一定正向移动,D正确;
故答案为:C。
6.B
【详解】A.由图可知,反应达到化学平衡时,改变条件,正、逆反应速率均增大,但仍然相等,对于前后气体计量数相等的反应,增大压强,正、逆反应速率均等幅增加,平衡不移动,故A正确;
B.该反应为气体体积减小的反应,将容器体积缩小后,气体压强增大,平衡向正反应方向移动,四氧化二氮的浓度增大,由图可知,达到平衡时,四氧化二氮的浓度突然增大,后又逐渐减小,说明平衡向逆反应方向移动,改变的条件是增大四氧化二氮的浓度,不是将容器体积缩小,故B错误;
C.由图可知:A生成B的反应为① ,B生成C的反应为① ,则A生成C的反应为 ,故C正确;
D.由图可知,反应达到平衡后,升高温度,逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,故D正确;
故选B。
7.D
【详解】平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,压缩后平衡常数为不变,即两次平衡的浓度和压强都不变,故答案为D。
8.C
【详解】A.①中0~20min内,v(CH4)=(0.5mol-0.25mol)/(2L×20min)=0.00625mol L-1 min-1,NO2的降解速率为v(NO2)=2v(CH4)=0.0125mol L-1 min-1,故A错误;
B.温度越高反应速率越大,实验数据可知0~20min内,实验①中CH4物质的量的变化量为0.25mol,实验②中CH4的变化量0.32mol,则实验②温度高,由实验数据可知实验控制的温度T1<T2,故B错误;
C.T1、40min时,反应达到平衡,因T2温度较高,平衡时用时更少,所以表格中40min时T2对应反应已经达到平衡状态,故C正确;
D.因为温度T2>T1,根据C项分析可知,时,表格中对应反应已经达到平衡状态,与T1对应的平衡状态下甲烷的物质的量对比可知,升高温度甲烷平衡时的物质的量增大,则证明上述反应为放热反应,所以,D错误;
故选C。
9.A
【详解】A.根据图像,时V正跳跃性增大,平衡正向移动;正反应放热,升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,所以不可能是升高温度,故A错误;
B.根据图像,时V正跳跃性减小,平衡逆向移动;正反应气体系数和减小,扩大容器体积,压强减小,反应速率减慢,平衡逆向移动,故B正确;
C.根据图像,时V正逐渐增大,平衡逆向移动;充入了部分,Z浓度增大,反应速率增大,平衡逆向移动,故C正确;
D.根据图像,时正逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,可能是加入了高效催化剂,故D正确;
选A。
10.B
【详解】A.温度相同,b、c两点平衡常数相同,A项错误;
B.由图可知,c点P的体积分数小于平衡时其体积分数,故c点正反应速率大于逆反应速率,B项正确;
C.a点容器体积小,压强大,反应速率快,a点处于平衡状态,C项错误;
D.反应达到平衡之后,压强增大,P的体积分数减小,说明平衡逆向移动,,D项错误;
故选B。
11.B
【详解】A.在绝热容器中,体系温度会升高,不利于反应正向进行,B的平衡转化率会减小,A项错误;
B.该反应中,A为固体,且为恒容容器,则密度随着反应的进行一直在改变,则密度不变的时候可以证明反应达到平衡,B项正确;
C.拔去活栓,充入,容器体积增大,相当于减压,平衡正向移动,C项错误;
D.拔去活栓,混合气体总体积增大,平衡正向移动,C的体积分数增大,D项错误;
故选B。
12.B
【详解】A.依图,反应温度升高,CO的平衡转化率降低,可知,该反应的正反应为熵减反应,压强增大,CO的平衡转化率升高,可知,选项A错误;
B.在、条件下,d→a的过程中的转化率,则平衡逆向移动,正、逆反应速率之间的关系:,选项B正确;
C.a、b、c三点对应的平衡常数、、的大小关系是,选项C错误;
D.由图可知b→c的过程改变的条件为升高温度,则正、逆反应速率都增大,选项D错误;
答案选B。
13.C
【详解】A.反应物最终未消耗完全,说明为可逆反应;图甲中根据该变量之比等于计量系数之比得到该图象表示的反应方程式,A错误;
B.发生反应:,时刻改变的条件可能是加入催化剂,也可能是加压,B错误;
C.如图,随反应升高温度,正反应速率加快幅度大于逆反应速率加快幅度,说明平衡正向移动,该反应平衡常数增大,C正确;
D.增大压强,C%增大,说明正向移动,即正向是体积减小的反应,则,D错误;
答案选C。
14.A
【详解】A.注入试剂①是稀释溶液的过程,[Fe(SCN)]2+浓度减小,溶液透光率升高,无法判断平衡是否逆向移动,A错误;
B.③KCl溶液为含有钾离子的中性溶液,②NH4Cl溶液为含有铵根离子的水解显酸性的溶液,根据是否水解或离子不同,则说明透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液pH导致的,B正确;
C.③为0.04mol L-1的KCl溶液,④为4mol L-1的KCl溶液,④的浓度大于③的浓度;透光率④比③高,说明血红色变浅,发生了反应,C正确;
D.若要证明试剂③为0.04mol L-1的KCl溶液,Cl-对平衡体系有影响,排除钾离子的干扰即K+浓度保持不变,作空白对照实验,已知硝酸根对实验无影响,故能使用0.04mol L-1的KNO3溶液进行实验,D正确;
故答案为:A。
15.C
【详解】A.合成氨反应是一个放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,氢气的转化率减小,A错误;
B.增大氮气的浓度,化学平衡正向移动,氢气的转化率增大,B错误;
C.加入催化剂,化学平衡不移动,氨气的物质的量分数不变,C正确;
D.从图中可知,压强为P2时反应先达到平衡,则P2>P1,合成氨正反应为气体体积减小的反应,增大压强化学平衡正向移动,氨气的物质的量分数增大,D错误;
故答案选C。
16.(1)
(2) 0.04 100min > 1.25P0
(3)第一步快速平衡,温度升高,平衡逆向移动,C(NO2)减小,第二步为决速步,C(NO2)减小对反应速率的影响大于温度升高对反应速率的影响。
(4) 高于 生成CO的中间体(*COOH)的活化能高于生成HCOOH的中间体(*OCHO)的活化能。
【详解】(1)已知某反应的平衡常数表达式为K=,可以写出此反应的热化学方程式并且根据盖斯定律,此反应反应热=,故其热化学方程式为:。
(2)①由表格可分析,10min就分解0.01mol/L N2O,故根据表格中的数据推测a=40;
②0.1mol/L N2O完全分解所需时间为100min;
③压强一定时,温度越高,反应速率越快,半衰期越短,由图可知,压强一定时,T2温度时的半衰期大于T1温度时,则温度T1大于T2;设起始一氧化二氮的物质的量为2mol,由半衰期的定义可知,反应至t1min时,一氧化二氮、氮气和氧气的物质的量分别为1mol、1mol、0.5mol,由温度一定时,气体的压强之比等于物质的量之比可得;解得P=1.25P0,故答案为:>;1.25P0;
(3)反应分为两步,第一步快速平衡,温度升高平衡逆向移动,C(NO2)减小,总反应速率由慢反应决定,则第二步决定总反应速率,而第二步C(NO2)减小对反应速率的影响大于温度升高对反应速率的影响,故温度升高该反应反应速率却减小。
(4)由图可知,电催化催化还原CO2制备CO的活化能高,电催化催化还原CO2制备HCOOH的活化能地,活化能越低,反应速率越快,选择性越好。
17.(1)
(2)不变
(3)丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应,升高温度化学平衡正向移动,C3H6的体积分数随温度升高而增大
(4)Ⅱ
(5)温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的C3H8越大,故C3H8的转化率越大
(6) 降低 升高温度,更有利于副反应的发生
【详解】(1)根据反应方程式可知,丙烷直接脱氢反应的化学平衡常数表达式为K=,故答案为:;
(2)已知化学平衡常数仅仅是温度的函数,故总压由10kPa变为100kPa时,由于温度不变,化学平衡常数不变,故答案为:不变;
(3)由题干可知,正反应是一个吸热反应,升高温度化学平衡正向移动,C3H6的体积分数随温度升高而增大,故图中,曲线Ⅰ、Ⅲ表示C3H6的体积分数随温度的变化,故答案为:丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应,升高温度化学平衡正向移动,C3H6的体积分数随温度升高而增大;
(4)由题干可知,正反应是气体体积增大的方向,故增大压强上述平衡逆向移动,则有温度相同时,压强越大,C3H8的体积分数也越大,则图中表示100kPa时C3H8的体积分数随温度变化的曲线是Ⅱ,故答案为:Ⅱ;
(5)达到化学平衡之前,温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的C3H8越大,故C3H8的转化率越大,故答案为:温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的C3H8越大,故C3H8的转化率越大;
(6)由表中信息可知465℃时丙烯的选择性约为85%,510℃时为约65%,故随着温度升高,C3H6的选择性降低,因为可能为:升高温度,更有利于副反应的发生。
18.(1)吸收CO2,提高H2的产率,并向体系供热
(2) 高温 +657.1kJ/mol 7:8
【详解】(1)已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol-1,因此向重整反应体系中加入适量多孔CaO的优点是吸收CO2,使平衡正向移动,提高H2的产率,同时提供热量;
(2)①反应I是熵增的吸热反应,可以自发进行,△H>0,△S>0,让△G=△H-T△S<0,需要高温条件下,因此高温可以自发进行;
②反应I:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+246.5kJ·mol-1反应II:H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1依据盖斯定律可知I×3-II×2即得到反应:3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)=4CO(g)+8H2(g)的ΔH=657.1kJ·mol-1;
③由于反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH>0,高温下反应的平衡常数大(反应正向进行程度大),CO2的消耗量大,反应Ⅲ的ΔH<0,高温下反应的平衡常数小(反应正向进行程度小),CO2的生成量小,所以800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率,不同温度下(500~800℃区间)重整体系中CO2的平衡转化率曲线如上图所示;
假设起始CO2和CH4物质的量均为1mol,甲烷转化率为90%,余下0.1mol,CO2的转化率为65%,余下0.35mol,H2和H2O分压强相等,说明二者的物质的量相等,根据氢原子守恒,得出n(H2)=n(H2O)=0.9mol,根据O原子守恒得出n(CO)=2-0.35×2-0.9=0.4mol,CO2和CO的平衡分压之比等于二者物质的量之比,p(CO2):p(CO)=0.35:0.4=7:8。
19.(1) 是 取少量反应后的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,出现红色
(2)
(3)往电极a附近滴入少量淀粉溶液,出现蓝色,说明有生成
(4)化学平衡状态
(5)溶液稀释引起平衡移动
(6)步骤3中加入发生反应:,降低,步骤4中增大,平衡均逆向移动
【详解】(1)根据反应及操作用量可知,铁离子少量,若取少量反应后的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,出现红色,则说明反应存在一定的限度。
(2)化学平衡常数为平衡产物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,所以上述平衡常数表达式为:;
(3)原电池中,负极碘离子发生失电子的氧化反应生成碘单质,所以检验产物碘单质的操作方法为:往电极a附近滴入少量淀粉溶液,出现蓝色,说明有生成;
(4)待实验1溶液颜色不再改变时,再进行实验2、3,目的是使实验I的反应达到化学平衡状态,否则干扰平衡移动的判断;
(5)由步骤5和步骤4的对比可知,对比实验的目的是为了排除有步骤4中水造成溶液中离子浓度改变的影响;
(6)步骤3加入AgNO3,Ag+与I-生成AgI黄色沉淀,I-浓度降低,2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡逆向移动,可知Fe2+向Fe3+转化;步骤4中,加入FeSO4,Fe2+浓度增大,平衡逆移,溶液颜色变浅,所以步骤3和4的颜色变化表明平衡逆向移动。
答案第1页,共2页
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