1. 在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为)合成甲醇时涉及了如下反应:

I.   

II.   

III.   

(1) 反应I在(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2) 若向恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物,只发生反应I和II。在不同温度下达到平衡,体系中的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图(1)所示。

(已知:的选择性)

回答下列问题:

①某温度下,下列能说明反应II已达平衡状态的是(填序号)。

A.气体的平均摩尔质量不变          

B.混合气体密度不再改变

C.体系中的浓度比不变    

D.容器内压强不再改变

②图中表示选择性变化的曲线是(填“a”或“b”)。

③当 , 平衡时的体积分数(答案保留两位有效数字),计算该温度下反应I的(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压各组分的物质的量分数,答案保留两位有效数字)。

④经测定,当温度高于的平衡转化率会升高,其可能的原因为

(3) 某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图(2)所示的电池装置,写出该燃料电池负极的电极反应式:

【考点】
化学平衡常数; 化学平衡状态的判断;
【答案】

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2. 氮元素可形成多种化合物,在工业生产中具有重要价值。请回答下列问题:

在两个恒压密闭容器中均充入 , 仅发生如下反应:   。测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。回答下列问题:

(1) (填“>”或“<”),图中A、B、C三点的平衡常数的大小关系是

②若温度为、压强为条件下,容器的初始体积为2.0L,则达到平衡状态时(保留两位小数)。

③A点的平衡常数(写出含的代数式即可,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。

(2) 一定温度下,2L密闭容器中充入 , 发生反应: , 一段时间后达到平衡,测得数据如下:

时间/s

20

40

60

80

100

0.12

0.20

0.26

0.30

0.30

①20s内,

②升高温度时气体颜色加深,则正反应是(填“放热”或“吸热”)反应。

③该温度下反应的化学平衡常数数值为

④相同温度下,若开始向该容器中充入0.80mol , 则达到平衡后:(填“>”、“=”或“<”)。

⑤下列可用于判断该反应达到平衡状态的依据是

A.容器中气体压强不再变化        B.容器中气体的密度不再变化

C.容器中气体平均摩尔质量不再变化    D.

(3) 已知   的正反应速率方程为 , 逆反应速率方程为 , 其中分别为正逆反应速率常数,受温度影响。已知时, , 则该温度下,平衡常数;当温度改变为时,若 , 则(填“>”“<”或“=”)。
(4) 下图(lgk表示速率常数的对数,表示温度的倒数)所示a、b、c、d四条斜线中,能表示变化关系的斜线是

综合题 普通
3.

科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。

I.目前合成氨技术原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       △H=-92.4kJ/mol。

(1)在一定体积的容器中发生上述反应,下列描述中能说明该反应已达平衡的是________。

A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B. 2v(NH3)=v(N2)
C. 容器中气体的压强保持不变
D. N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2

(2)673K、30MPa下,向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入080molN2和1.60molH2 , 反应3分钟达到平衡时,NH3的体积分数为20%。

①该条件下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K=________(精确到小数点后一位);K值越大,表明反应达到平衡时________。

A. H2的转化率一定越高

B.NH3的浓度一定越大

C.正反应进行得越完全

D.化学反应速率越大

②若达平衡后再向该容器中充入0.40molN2和0.40molNH3 , 该平衡将________(填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”)。

Ⅱ.根据“人工固氮”的最新研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)       △H=akJ/mol。进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如表:

T/K

303

313

323

NH3的生成量/(10mol)

4.8

5.9

6.0

(3)此合成反应的a________0;△S________0,(填“>”、“<”或“=”)。

(4)已知(K为平衡常数):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       K1 , 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)       K2 , 则N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g)的K=________(用K1、K2表示)。

综合题 困难