题型02 速率及平衡的计算和综合运用-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期中真题分类汇编(浙江专用)
2024-09-20
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2份
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29页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二章 化学反应速率与化学平衡 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 化学反应速率,化学平衡 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.81 MB |
| 发布时间 | 2024-09-20 |
| 更新时间 | 2024-09-20 |
| 作者 | 载载化学知识铺 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-09-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47499208.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
题型02 速率及平衡的计算和综合运用
1.(2023-2024高二上·浙江浙东北联盟ZDB·期中)在2L密闭容器中充入3molA气体和2molB气体,在一定条件下发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+ xD(g),达到平衡时,生成了1molC,经测定,D的浓度为,下列判断正确的是( )
A.
B.B的转化率为30%
C.平衡时A的浓度为
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的60%
2.(2023-2024高二上·浙江北斗联盟·期中)一定温度下,将0.10mol X和0.20mol Y加入2L的恒容密闭容器中,发生反应X(g) +2Y(g)2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
t/min
0
2
4
6
8
n(Y)/mol
0.20
0.14
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是( )
A.反应前2min的平均速率v(X)=0.015mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,再充入0.20mol Y,平衡时Y的转化率增大
C.该温度下此反应的平衡常数K=40
D.当容器内气体的密度不变时,即达到化学平衡状态
3.(2023-2024高二上·浙江嘉兴八校·期中)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)。
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.40
0.10
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
800
0.10
0.15
b
下列说法正确的是( )
A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol·L-1·min-1
B.实验②中,该反应的平衡常数
C.通过①②数据对比,得出该反应
D.实验④中,达到平衡时,
4.(2023-2024高二上·浙江杭州四中·期中)某温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下,在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应,起始浓度如表所示
甲
乙
丙
丁
c(H2)(mol·L-1)
0.01
0.02
0.01
0.02
c(I2)(mol·L-1)
0.01
0.01
0.01
0.01
c(HI)(mol·L-1)
0
0
0.02
0.02
(1)其他条件不变,化学反应速率:乙 甲(填“>”、“<”或“=”)
(2)平衡时,甲中I2的转化率为 。
(3)丙中起始投料时 (填“>”“=”或“<”)。
(4)平衡时,乙中 ,丁中HI气体的体积分数为 。
(5)如图所示为该反应的正、逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图,如果在时刻改变某一条件,符合图示条件的是 。
5.(2023-2024高二上·浙江嘉兴八校·期中)为加快实现“双碳”目标,有效应对全球气候变化、构建低碳社会,CO2资源化利用受到越来越多的关注。利用CO2与CH4制备合成气CO、H2的反应历程如下
第一步:
第二步:
说明:ads为吸附型催化剂。
(1)制备合成气总反应的反应热ΔH= kJ·mol−1。
(2)一定条件下ads对CO2也有吸附作用。结合下图分析ads吸附CO2的适宜条件是 。
(3)煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2MPa时,发生下列反应生成水煤气:
反应I:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.4kJ·mol−1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ·mol−1
反应达到平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol,CO2的物质的量为0.2mol。
①有利于反应I自发进行的条件是 。
②下列说法正确的是 。
A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应I的平衡不移动
B.混合气体的密度保持不变时,不能说明反应体系已达到平衡
C.平衡时整个体系吸收31.2kJ能量
D.反应II的化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应II的
③平衡时,气体的总物质的量为 mol,反应I的平衡常数Kp= MPa。
[Kp=:以气体物质的分压替代浓度计算得到的平衡常数,,p表示平衡时总压,表示平衡系统中B的物质的量分数]
6.(2023-2024高二上·浙江钱塘联盟·期中)工业烟气中通常含有高浓度NOx、CO、SO2等有害物质,排放前无害化处理是化学研究的重要课题。
(1)利用羟基自由基(•OH)氧化转化是烟气中除去NOx重要化学方法。H2O2(g)在催化剂的表面上分解产生•OH,•OH再与烟气中的NO发生反应,生成硝酸等物质。
①写出氧化NO的化学反应方程式 。
②当H2O2浓度一定时,NO的脱除效率与温度的关系如图所示。升温至80℃以上,NO的脱除效率提高主要有两方面原因,一方面是:大量汽化的H2O2吸附在催化剂表面,分解产生高浓度的,加快反应速率;另一方面是: ;温度高于180℃,NO的脱除效率降低的原因是 。
(2)某科研机构探索出Fe2O3催化烟气回收硫方法:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) ΔH=-270kJ·mol−1,380℃时,n(SO2)和n(CO)投料比为1:1时SO2转化率的变化如图所示,请在图中画出n(SO2)和n(CO)投料比为1:3时,SO2转化率变化曲线 。
(3)采用碱性的NaClO2溶液作为吸收剂,可将烟气中和NO吸收。
在323K,向的NaClO2溶液中通入烟气,反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离子
SO42-
SO32-
NO3-
NO2-
Cl-
c(mol/L)
①NaClO2溶液吸收NO的主要反应的离子方程式:___________________________。
②下列有关NaClO2溶液吸收法处理烟气的说法不正确_______。
A.升高反应温度,一定有利于提高烟气中NO和SO2的吸收效率
B.NaClO2溶液吸收SO2的离子方程式可表示为:ClO2-+2SO2+4OH-=2SO42-+Cl-+2H2O
C.随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH会逐渐变大
D.数据说明NO吸收效率低于SO2,可能原因是NO溶解度比SO2小
7.(2023-2024高二上·浙江台州八校联盟·期中)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:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
反应ii:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
已知CaO (s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol−1
。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: CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+246.5kJ·mol−1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol−1
反应III:2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-172.5kJ·mol−1
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:3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)4CO(g)+8H2(g)的ΔH= 。
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。)
8.(2023-2024高二上·浙江浙南名校联盟·期中)I.汽车尾气排放的CO、NO气体是大气污染物。查阅资料可知,NO和CO反应可转变成无污染气体,转化原理如下:
反应①2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH1 K1
(1)已知298K时:
反应②2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH2=-180.5kJ/mol K2=1×1030
反应③CO2(g) CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0kJ/mol K3=2×10-46
则298K时,反应①ΔH1= kJmol;K1= ;
(2)在恒温恒容密闭容器中,下列不能说明反应①达到化学平衡状态的是___________。
A.容器内的气体压强不变
B.2v正(NO)=v逆(N2)
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(3)对于气相反应,用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数记作Kp。在恒温恒容密闭体系中只发生反应①,调整气体分压p(NO)=p(CO),p(CO2)=2p(N2),测得体系中CO和N2的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min
0
30
60
120
180
T℃
CO的分压/kPa
4
8.8
13
20
20
N2的分压/kPa
48
45.6
43.5
40
40
T℃时,反应①的Kp= (kPa)-1。
Ⅱ.为优化汽车尾气处理,宜进一步研究温度、压强、催化剂等外界条件对反应①速率的影响。
(4)在不同温度下,具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示,E表示某温度下分子的平均能量,Ec是活化分子具有的最低能量,阴影部分的面积反映活化分子的百分数,则图中T1 T2(填“>”、“=”、“<”)。下列能通过提高活化分子百分数而加快反应速率的条件有 ;
A.使用催化剂 B.增大压强 C.增大反应物浓度 D.减小生成物浓度
(5)570K时,反应①K=1×1059,但反应速率依旧极慢。下列说法正确的是___________;
A.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
B.增大压强,反应①平衡右移,故可通过增压的方法提高尾气净化效率
C.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
D.装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO
9.(2023-2024高二上·浙江浙南名校联盟·期中)I.碳的资源化利用有利于实现我国提出的“碳达峰”与“碳中和”目标。利用CO、CO2等原料可催化合成甲醇。
(1)用CO2合成甲醇,选取常见的氢气和水作为氢源可设计如下两个反应
反应①CO2(g)+2H2O(g)CH3OH(g)+O2(g) ΔH1=+676.5kJ•mol-1 ΔS1=-43.9J·mol-1·K-1
反应②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=﹣50kJ•mol-1 ΔS1=-177.2J·mol-1·K-1
哪个反应更适合甲醇的工业生产,请说明理由?
II.利用CO、CO2原料和氢气催化合成甲醇,发生如下三个反应:
反应②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-50kJ•mol-1
反应③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.7kJ•mol-1
反应④CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH4=-90.7kJ•mol-1
(2)明确合成甲醇的主要碳源(CO或CO2)是认识反应机理的关键,用Cu/ZnO作催化剂时,能量变化如图。根据图示回答:主要碳源是 (填“CO”或“CO2”,请说明理由 。
(3)向恒容容器中充入一定量的CO2和H2,在不同催化剂(Cat.1,Cat.2)下经相同反应时间,CO2的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示
已知:水与甲氧基的水解反应是甲醇生成的最后一步,解离脱附的水是与甲氧基反应生成甲醇的活性物种。下列说法正确的是___________
A.由图可知,制备甲醇适宜条件为:选用催化Cat.1,温度250℃
B.Cat.2作用下,随温度升高,CH3OH选择性下降的原因是升温使反应②逆移
C.限制催化剂的亲水性可有效促进水在催化剂颗粒间的扩散速率,提高甲醇选择性
D.在反应气中加入少量水能提升甲醇产率
(4)按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,压强分别为p1、p2时,CO2平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①等压条件下,随温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大,减小阶段以 为主反应(填“反应②”或“反应③”)
②判断压强大小:p1 p2(填“<”、“=”或“>”)
③保持其他条件不变,请在图3中画出p3条件下(p3<p1、p3<p2)CO2平衡转化率随温度的变化曲线 。
10.(2023-2024高二上·浙江宁波三锋联盟·期中)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳等气体,严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)甲醇不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇和水蒸气制取H2的反应如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1 平衡常数为K1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 平衡常数为K2
反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH= (用含ΔH1的式子表示),平衡常数K= (用含K1的式子表示)。
(2)二氧化碳可以合成甲醇,一氧化碳也可以合成甲醇,用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)+3H2(g)CH3OH(g) ΔH3,向2L恒容密闭容器中加入2mol CO和4mol H2,在适当的催化剂作用下,此反应能自发进行。
①该反应ΔH3 0(填“>”、“<”或“=”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 。(填字母)
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变 B.CO的转化率和H2的转化率相等
C.1mol CO生成的同时有2mol H-H键断裂 D.混合气体的密度保持不变
③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图所示,请分析:
温度: ;正反应速率: (填“>”、“<”或“=”)
④在某温度下,恒压为p0 kPa的容器中加入2mol CO和4mol H2,发生反应,达到平衡。甲醇在平衡体系中所占的物质的量分数为0.25,则CO的平衡转化率α= ,反应平衡常数表示为Kp = (Kp就是用各物质的分压代替各物质的平衡浓度来表示化学平衡常数,分压=总压×物质的量分数,用含p0的式子表示)
11.(2023-2024高二上·浙江衢温“5 1”联盟·期中) “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
Ⅰ. CO2催化制取甲烷的反应为:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-162kJ·mol−1
已知:
①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol−1
②2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH2
③C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH3=-73kJ·mol−1
(1)则ΔH2= 。
Ⅱ. CO2催化加氢制甲醇(CH3OH)是实现碳达峰、碳中和的途径之一,反应可表示为CO(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol−1。
为探究该反应原理,在容积为密闭容器中,充入1molCO2和3.3molH2在某温度下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:
(2)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
(3)下列措施一定能使CO2的转化率增大的是 。
A.在原容器中再充入1molCO2 B.在原容器中再充入1molH2
C.在原容器中充入1mol氦气 D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积 F.将水蒸气从体系中分离
(4)一定条件下进行反应,每5分钟测得CO2转化率随温度变化关系如图所示。
①已知A点为平衡状态,该温度下的平衡常数K= (填计算结果)。
②若在点时向体系中同时加入0.1molCO2和0.1molH2O,则此时 (填“>”,“<”或“=”)。
③210~240℃时,CO2的转化率逐渐增大的原因是 。
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题型02 速率及平衡的计算和综合运用
1.(2023-2024高二上·浙江浙东北联盟ZDB·期中)在2L密闭容器中充入3molA气体和2molB气体,在一定条件下发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+ xD(g),达到平衡时,生成了1molC,经测定,D的浓度为,下列判断正确的是( )
A.
B.B的转化率为30%
C.平衡时A的浓度为
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的60%
【答案】C
【解析】由三段式分析:
根据转化量之比等于化学计量系数比可知,x=2。A. x=2,A错误;B.由分析可知,B的转化率为=25%,B错误;C.由分析可知,平衡时A的浓度为=,C正确;D.由分析并结合阿伏伽德罗定律可知,达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的=100%,即反应前后体系压强不变,D错误;故选C。
2.(2023-2024高二上·浙江北斗联盟·期中)一定温度下,将0.10mol X和0.20mol Y加入2L的恒容密闭容器中,发生反应X(g) +2Y(g)2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
t/min
0
2
4
6
8
n(Y)/mol
0.20
0.14
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是( )
A.反应前2min的平均速率v(X)=0.015mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,再充入0.20mol Y,平衡时Y的转化率增大
C.该温度下此反应的平衡常数K=40
D.当容器内气体的密度不变时,即达到化学平衡状态
【答案】C
【解析】A.反应前2minY的物质的量的变化是0.06mol,故X的变化量为0.03mol,,故A错误;B.其他条件不变,再充入0.20mol Y,X的转化率增大,但平衡时Y的转化率减小,B错误;C.
,故C正确;D.该反应只有气体参与且容积不变,故反应的任何阶段容器内气体的密度不变,D错误;故选C。
3.(2023-2024高二上·浙江嘉兴八校·期中)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)。
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.40
0.10
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
800
0.10
0.15
b
下列说法正确的是( )
A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol·L-1·min-1
B.实验②中,该反应的平衡常数
C.通过①②数据对比,得出该反应
D.实验④中,达到平衡时,
【答案】D
【解析】平衡常数等于生成物浓度的幂之积比反应物浓度的幂之积,反应温度不变,平衡常数不变。温度升高时,若平衡逆向移动,该反应,若平衡正向移动,该反应ΔH>0。A.速率之比等于计量数之比, ,A错误;B.实验②中,平衡时M为0.080mol,则平衡时N也是0.080mol,则平衡时X为0.320mol,平衡时Y为0.020mol,平衡常数,B错误;C.通过①②数据对比可知,升高温度,平衡逆向移动,得出该反应,C错误;D.实验④中,平衡时n(M)= b,由反应转化关系可知,平衡时n(N)= b,则平衡时,平衡时,温度不变化学平衡常数不变,,b=0.06mol,D正确;故选D。
4.(2023-2024高二上·浙江杭州四中·期中)某温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下,在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应,起始浓度如表所示
甲
乙
丙
丁
c(H2)(mol·L-1)
0.01
0.02
0.01
0.02
c(I2)(mol·L-1)
0.01
0.01
0.01
0.01
c(HI)(mol·L-1)
0
0
0.02
0.02
(1)其他条件不变,化学反应速率:乙 甲(填“>”、“<”或“=”)
(2)平衡时,甲中I2的转化率为 。
(3)丙中起始投料时 (填“>”“=”或“<”)。
(4)平衡时,乙中 ,丁中HI气体的体积分数为 。
(5)如图所示为该反应的正、逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图,如果在时刻改变某一条件,符合图示条件的是 。
【答案】(1)> (2)50% (3)= (4) 4 (5)丙
【解析】:1)相同的恒容密闭容器中乙在甲的基础上增加了氢气的浓度,因此化学反应速率乙>甲;:2)甲容器中有
平衡常数,则x=0.005,则甲中I2的转化率为;:3)丙中浓度商为,则起始即为平衡态,V正=V逆;:4)乙容器中有
平衡时,此时,则;丁容器中有
平衡时,此时,则平衡时HI气体的体积分数为;:5)图像中显示,t1时刻平衡未发生移动,但是反应速率增大了,对于丁中浓度商为,丁相对甲平衡正向移动,结合:1):3)的解析可知,丙符合图中显示变化情况。
5.(2023-2024高二上·浙江嘉兴八校·期中)为加快实现“双碳”目标,有效应对全球气候变化、构建低碳社会,CO2资源化利用受到越来越多的关注。利用CO2与CH4制备合成气CO、H2的反应历程如下
第一步:
第二步:
说明:ads为吸附型催化剂。
(1)制备合成气总反应的反应热ΔH= kJ·mol−1。
(2)一定条件下ads对CO2也有吸附作用。结合下图分析ads吸附CO2的适宜条件是 。
(3)煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2MPa时,发生下列反应生成水煤气:
反应I:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.4kJ·mol−1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ·mol−1
反应达到平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol,CO2的物质的量为0.2mol。
①有利于反应I自发进行的条件是 。
②下列说法正确的是 。
A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应I的平衡不移动
B.混合气体的密度保持不变时,不能说明反应体系已达到平衡
C.平衡时整个体系吸收31.2kJ能量
D.反应II的化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应II的
③平衡时,气体的总物质的量为 mol,反应I的平衡常数Kp= MPa。
[Kp=:以气体物质的分压替代浓度计算得到的平衡常数,,p表示平衡时总压,表示平衡系统中B的物质的量分数]
【答案】(1) E1+E2
(2)25℃,10mL⋅min (或低温,低流速)
(3) 高温 AC 1.3 0.02
【解析】(1)由反应第一步和第二步相加,可得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),可知制备合成气总反应的反应热ΔH=(E1+E2)kJ·mol−1;(2)一定条件下ads对CO2也有吸附作用,由题干图示信息可知,25℃下流速为10mL/min时,ads吸附CO2的量最大,所以该过程的适宜条件为25℃,10mL⋅min;(3)①ΔG=ΔH-TΔS<0时,该反应可自发进行,反应Ⅰ的ΔH>0,又由于反应过程气体的种类和物质的量均增加,所以该反应的ΔS>0,综上所述,若使反应的ΔG<0,应在高温下反应;②恒容条件下通入惰性气体,反应物和生成物的浓度均不改变,平衡不移动,A项正确;由于反应有固体参与,反应前后气体的质量变大,而体积不变,所以反应前后气体的密度为变量,当混合气体的密度保持不变时,能说明反应体系已达到平衡,B项错误;设反应过程中反应Ⅰ生成氢气的物质的量为xmol,反应Ⅱ生成氢气的物质的量为ymol,水的转化率为50%,则可得到x+y=0.5,x-y=0.1,解得x=0.3,y=0.2,所以反应过程中的热量变化为:131.4×0.3-41.1×0.2=31.2kJ,C项正确;任何化学反应的熵变均不能为0,D项错误;故选AC。③由②中选项C解析可知反应平衡后,反应Ⅰ生成氢气的物质的量为0.3mol,反应Ⅱ生成氢气的物质的量为0.2mol,由条件知一氧化碳的物质的量为0.1mol,反应Ⅱ生成二氧化碳的物质的量为0.2mol;所以平衡后,容器中共有水0.5mol,氢气0.5mol,一氧化碳0.1mol,二氧化碳0.2mol,共计1.3mol;反应前气体总物质的量为1mol,起始压强为0.2MPa,平衡后气体总物质的量为1.3mol,由于恒容时,气体的物质的量比等于压强比,所以平衡后容器的压强为0.26MPa,分别求出反应Ⅰ各气体的分压:,,,带入公式求得。
6.(2023-2024高二上·浙江钱塘联盟·期中)工业烟气中通常含有高浓度NOx、CO、SO2等有害物质,排放前无害化处理是化学研究的重要课题。
(1)利用羟基自由基(•OH)氧化转化是烟气中除去NOx重要化学方法。H2O2(g)在催化剂的表面上分解产生•OH,•OH再与烟气中的NO发生反应,生成硝酸等物质。
①写出氧化NO的化学反应方程式 。
②当H2O2浓度一定时,NO的脱除效率与温度的关系如图所示。升温至80℃以上,NO的脱除效率提高主要有两方面原因,一方面是:大量汽化的H2O2吸附在催化剂表面,分解产生高浓度的,加快反应速率;另一方面是: ;温度高于180℃,NO的脱除效率降低的原因是 。
(2)某科研机构探索出Fe2O3催化烟气回收硫方法:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) ΔH=-270kJ·mol−1,380℃时,n(SO2)和n(CO)投料比为1:1时SO2转化率的变化如图所示,请在图中画出n(SO2)和n(CO)投料比为1:3时,SO2转化率变化曲线 。
(3)采用碱性的NaClO2溶液作为吸收剂,可将烟气中和NO吸收。
在323K,向的NaClO2溶液中通入烟气,反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离子
SO42-
SO32-
NO3-
NO2-
Cl-
c(mol/L)
①NaClO2溶液吸收NO的主要反应的离子方程式:___________________________。
②下列有关NaClO2溶液吸收法处理烟气的说法不正确_______。
A.升高反应温度,一定有利于提高烟气中NO和SO2的吸收效率
B.NaClO2溶液吸收SO2的离子方程式可表示为:ClO2-+2SO2+4OH-=2SO42-+Cl-+2H2O
C.随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH会逐渐变大
D.数据说明NO吸收效率低于SO2,可能原因是NO溶解度比SO2小
【答案】(1) 3•OH +NO=HNO3+H2O 温度升高,化学反应速率加快,使NO脱除效率提高 超过180℃,双氧水分解产生O2,不利于•OH生成或其他合理答案也可
(2)
(3)4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O AC
【解析】(1)①•OH氧化NO为硝酸,同时生成水,化学反应方程式3•OH +NO=HNO3+H2O。②升温至80℃以上,NO的脱除效率提高主要有两方面原因,一方面是:大量汽化的H2O2吸附在催化剂表面,分解产生高浓度的•OH,加快反应速率;另一方面是:温度升高,化学反应速率加快,使NO脱除效率提高;温度高于180℃,NO的脱除效率降低的原因是超过180℃,双氧水分解产生O2,不利于•OH生成或其他合理答案也可。(2)在其它条件不变时,增大CO的浓度,可以提高SO2的平衡转化率,所以n(SO2)和n(CO)投料比为1:3时,SO2转化率变化曲线:。(3)①NaClO2溶液吸收NO,自身被还原为氯离子,NO被氧化为硝酸根离子,主要反应的离子方程式:4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O。②A.升高反应温度,气体在水中的溶解度减小,不一定有利于提高烟气中NO和SO2的吸收效率,A错误;B.NaClO2溶液吸收SO2,SO2被氧化为硫酸根离子,自身被还原为氯离子,离子方程式可表示为:4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O,B正确;C.随着吸收反应的进行,NO、SO2被氧化,同时消耗氢氧根离子,吸收剂溶液的pH会逐渐变小,C错误;D.NO难溶于水,SO2易溶于水, NO吸收效率低于SO2,可能原因是NO溶解度比SO2小,D正确;故选AC。
7.(2023-2024高二上·浙江台州八校联盟·期中)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:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
反应ii:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
已知CaO (s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol−1
。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: CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+246.5kJ·mol−1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol−1
反应III:2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-172.5kJ·mol−1
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:3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)4CO(g)+8H2(g)的ΔH= 。
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。)
【答案】(1)吸收CO2,提高H2的产率,并向体系供热
(2) 高温 +657.1kJ/mol 7:8
【解析】(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。
8.(2023-2024高二上·浙江浙南名校联盟·期中)I.汽车尾气排放的CO、NO气体是大气污染物。查阅资料可知,NO和CO反应可转变成无污染气体,转化原理如下:
反应①2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH1 K1
(1)已知298K时:
反应②2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH2=-180.5kJ/mol K2=1×1030
反应③CO2(g) CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0kJ/mol K3=2×10-46
则298K时,反应①ΔH1= kJmol;K1= ;
(2)在恒温恒容密闭容器中,下列不能说明反应①达到化学平衡状态的是___________。
A.容器内的气体压强不变
B.2v正(NO)=v逆(N2)
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(3)对于气相反应,用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数记作Kp。在恒温恒容密闭体系中只发生反应①,调整气体分压p(NO)=p(CO),p(CO2)=2p(N2),测得体系中CO和N2的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min
0
30
60
120
180
T℃
CO的分压/kPa
4
8.8
13
20
20
N2的分压/kPa
48
45.6
43.5
40
40
T℃时,反应①的Kp= (kPa)-1。
Ⅱ.为优化汽车尾气处理,宜进一步研究温度、压强、催化剂等外界条件对反应①速率的影响。
(4)在不同温度下,具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示,E表示某温度下分子的平均能量,Ec是活化分子具有的最低能量,阴影部分的面积反映活化分子的百分数,则图中T1 T2(填“>”、“=”、“<”)。下列能通过提高活化分子百分数而加快反应速率的条件有 ;
A.使用催化剂 B.增大压强 C.增大反应物浓度 D.减小生成物浓度
(5)570K时,反应①K=1×1059,但反应速率依旧极慢。下列说法正确的是___________;
A.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
B.增大压强,反应①平衡右移,故可通过增压的方法提高尾气净化效率
C.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
D.装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO
【答案】(1) -746.5 2.5×10111 (2)BD (3)1.6 (4) < A (5)CD
【解析】(1)由盖斯定律可知ΔH1=ΔH2-2ΔH3=-180.5kJ/mol-2×(+283.0kJ/mol)=-746.5kJ/mol,可知。(2)在恒温恒容密闭容器中对于反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),该反应的气体分子数发生改变,则气体的物质的量发生改变,压强随之变化,若容器内的气体压强不变说明反应达到平衡,A正确;达到平衡时v正(NO)=2v逆(N2),B错误;气体质量保持不变,但气体物质的量发生变化,故平均相对分子质量发生改变,若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应达到平衡,C正确;恒容条件下气体质量、体积均不变,则气体密度不变,故气体密度不变不能说明反应达到平衡,D错误。故选BD。(3)恒温恒容下,气体压强和气体物质的量成正比,根据初始压强和压强比例关系可得三段式如下:
则。(4)T2对应的阴影部分的面积更大,说明活化分子百分数更高,温度越高,活化分子百分数越大,故T1<T2,升高 温度和催化剂可以提高活化分子百分数,故选A。(5)反应①为放热反应,尾气温度很高,升高温度反应速率提高有限,且耗能增加,A错误;增大压强,反应①平衡右移,但反应程度本身已经很高,且设备要求提高,不符合经济效益,B错误;故提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂,C正确;该反应为可逆反应,装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO,D正确。故选CD。
9.(2023-2024高二上·浙江浙南名校联盟·期中)I.碳的资源化利用有利于实现我国提出的“碳达峰”与“碳中和”目标。利用CO、CO2等原料可催化合成甲醇。
(1)用CO2合成甲醇,选取常见的氢气和水作为氢源可设计如下两个反应
反应①CO2(g)+2H2O(g)CH3OH(g)+O2(g) ΔH1=+676.5kJ•mol-1 ΔS1=-43.9J·mol-1·K-1
反应②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=﹣50kJ•mol-1 ΔS1=-177.2J·mol-1·K-1
哪个反应更适合甲醇的工业生产,请说明理由?
II.利用CO、CO2原料和氢气催化合成甲醇,发生如下三个反应:
反应②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-50kJ•mol-1
反应③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.7kJ•mol-1
反应④CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH4=-90.7kJ•mol-1
(2)明确合成甲醇的主要碳源(CO或CO2)是认识反应机理的关键,用Cu/ZnO作催化剂时,能量变化如图。根据图示回答:主要碳源是 (填“CO”或“CO2”,请说明理由 。
(3)向恒容容器中充入一定量的CO2和H2,在不同催化剂(Cat.1,Cat.2)下经相同反应时间,CO2的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示
已知:水与甲氧基的水解反应是甲醇生成的最后一步,解离脱附的水是与甲氧基反应生成甲醇的活性物种。下列说法正确的是___________
A.由图可知,制备甲醇适宜条件为:选用催化Cat.1,温度250℃
B.Cat.2作用下,随温度升高,CH3OH选择性下降的原因是升温使反应②逆移
C.限制催化剂的亲水性可有效促进水在催化剂颗粒间的扩散速率,提高甲醇选择性
D.在反应气中加入少量水能提升甲醇产率
(4)按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,压强分别为p1、p2时,CO2平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①等压条件下,随温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大,减小阶段以 为主反应(填“反应②”或“反应③”)
②判断压强大小:p1 p2(填“<”、“=”或“>”)
③保持其他条件不变,请在图3中画出p3条件下(p3<p1、p3<p2)CO2平衡转化率随温度的变化曲线 。
【答案】(1)反应②适合工业合成甲醇。假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化,根据题中提供的数据可知,反应②为放热的熵减小反应,低温下能正向自发进行;而反应①为吸热的熵减小反应,任何温度下反应①都不能正向自发进行。因此,工业上可利用反应②将工业废气中的二氧化碳合成甲醇。
(2) CO2 由历程II可知,CO2反应活化能小,且催化剂表面能吸附CO2进行反应,对CO吸附无效
(3)ACD
(4)反应② >
【解析】(1)反应②适合工业合成甲醇。假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化,根据题中提供的数据可知,反应②为放热的熵减小反应,低温下能正向自发进行;而反应①为吸热的熵减小反应,任何温度下反应①都不能正向自发进行。因此,工业上可利用反应②将工业废气中的二氧化碳合成甲醇。(2)主要碳源是二氧化碳,由历程II可知,CO2反应活化能小,且催化剂表面能吸附CO2进行反应,对CO吸附无效。(3)甲醇的产率等于二氧化碳的转化率乘以甲醇的选择性,各温度和对应催化剂比较可知,选用催化Cat.1,温度250℃时的产率相对较高,故A正确;该图像不一定为平衡时的图像,升高温度,催化剂活性下降,使甲醇选择性下降,B错误;解离脱附的水是与甲氧基反应生成甲醇的活性物种,限制催化剂的亲水性可有效促进水在催化剂颗粒间的扩散速率,提高甲醇选择性,C正确;在反应气中加入少量水可适当增加解离脱附水的含量,提升甲醇产率,D正确。故选ACD。(4)等压条件下,随温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大,减小阶段以反应②为主,反应②为放热反应,升高温度平衡逆向移动,故前期转化率减小。前期以反应②为主,增大压强,平衡正向移动,二氧化碳转化率增加,故P1>P2。因p3<p1、p3<p2,在P3低压条件下,前期转化率更低,低于P1、P2。后期主要以反应③为主,升高温度反应正向移动,转化率增加,压强对二氧化碳转化率几乎无影响,故可得图像。
10.(2023-2024高二上·浙江宁波三锋联盟·期中)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳等气体,严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)甲醇不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇和水蒸气制取H2的反应如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1 平衡常数为K1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 平衡常数为K2
反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH= (用含ΔH1的式子表示),平衡常数K= (用含K1的式子表示)。
(2)二氧化碳可以合成甲醇,一氧化碳也可以合成甲醇,用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)+3H2(g)CH3OH(g) ΔH3,向2L恒容密闭容器中加入2mol CO和4mol H2,在适当的催化剂作用下,此反应能自发进行。
①该反应ΔH3 0(填“>”、“<”或“=”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 。(填字母)
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变 B.CO的转化率和H2的转化率相等
C.1mol CO生成的同时有2mol H-H键断裂 D.混合气体的密度保持不变
③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图所示,请分析:
温度: ;正反应速率: (填“>”、“<”或“=”)
④在某温度下,恒压为p0 kPa的容器中加入2mol CO和4mol H2,发生反应,达到平衡。甲醇在平衡体系中所占的物质的量分数为0.25,则CO的平衡转化率α= ,反应平衡常数表示为Kp = (Kp就是用各物质的分压代替各物质的平衡浓度来表示化学平衡常数,分压=总压×物质的量分数,用含p0的式子表示)
【答案】(1)- ΔH1 1/K1
(2) < AC < > 50%
【解析】(1)反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)可由反应Ⅰ通过反写得到,是反应Ⅰ的逆反应,则ΔH=-ΔH1,平衡常数;(2)①该反应气体体积减小,是熵减的过程,即ΔS<0,反应能自发进行,则ΔG=ΔH3-TΔS<0,即ΔH3<TΔS<0,即该反应ΔH3<0;②A.该反应气体分子数减少,容器中混合气体的总质量不变,则反应开始至达到平衡过程,混合气体的平均相对分子质量不断增大,所以混合气体的平均相对分子质量保持不变时,可以说明反应达到平衡状态,A符合题意;B.起始时容器中投入2molCO和4molH2,两者的物质的量之比等于反应计量系数之比,则CO的转化率和H2的转化率始终相等,所以CO的转化率和H2的转化率相等,不能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;C.1molCO生成的同时有2molH-H键断裂,即v正(H2)=2v逆(CO),又因v正(H2)=2v正(CO),则正(CO)= v正(CO),则同一组分正、逆反应速率相等,可以说明反应达到平衡状态,C符合题意;D.容器中混合气体的总质量不变,则恒容条件下混合气体的密度始终保持不变,所以混合气体的密度保持不变,不能说明反应达到平衡状态,D不符合题意;故选AC。③正反应放热,同一压强下,降低温度,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,则T1<T2<T3;因为T2<T3、Pd<Pc,温度越高、压强越大,化学反应速率越大,则正反应速率:v(c)>v(d);④设CO的平衡转化量为x,建立三段式:
则,即,则CO的平衡转化率,CO、H2、CH3OH在平衡体系中所占的物质的量分数分别为0.25、0.5、0.25,则反应平衡常数表示为。
11.(2023-2024高二上·浙江衢温“5 1”联盟·期中) “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
Ⅰ. CO2催化制取甲烷的反应为:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-162kJ·mol−1
已知:
①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol−1
②2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH2
③C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH3=-73kJ·mol−1
(1)则ΔH2= 。
Ⅱ. CO2催化加氢制甲醇(CH3OH)是实现碳达峰、碳中和的途径之一,反应可表示为CO(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol−1。
为探究该反应原理,在容积为密闭容器中,充入1molCO2和3.3molH2在某温度下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:
(2)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
(3)下列措施一定能使CO2的转化率增大的是 。
A.在原容器中再充入1molCO2 B.在原容器中再充入1molH2
C.在原容器中充入1mol氦气 D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积 F.将水蒸气从体系中分离
(4)一定条件下进行反应,每5分钟测得CO2转化率随温度变化关系如图所示。
①已知A点为平衡状态,该温度下的平衡常数K= (填计算结果)。
②若在点时向体系中同时加入0.1molCO2和0.1molH2O,则此时 (填“>”,“<”或“=”)。
③210~240℃时,CO2的转化率逐渐增大的原因是 。
【答案】(1)-171 kJ·mol−1 (2)0.225 mol·L-1·min-1 (3)BEF
(4) 37.5 > 210~240℃时,反应未达到平衡,温度越高,速率越大,随着温度升高,相同时间内CO2的转化率逐渐增大
【解析】(1)反应②=反应①×2-反应③+CO2催化制取甲烷的反应,ΔH2=(-41×2+73-162)kJ/mol=-171kJ/mol。(2)从反应开始到平衡,v(CO2)=0.75mol÷1L÷10min=0.075mol·L-1·min-1,氢气的反应速率为CO2的三倍,则v(H2)= 0.225mol·L-1·min-1。(3)A.在原容器中再充入1molCO2,CO2的量增大,转化率减小,A错误;B.在原容器中再充入1molH2,反应物浓度增大,化学平衡正向移动,CO2转化率增大,B正确;C.在原容器中充入1mol氦气,反应物和产物浓度都不变,化学平衡不移动,CO2转化率不变,C错误;D.催化剂只能影响反应速率,不影响化学平衡,CO2转化率不变,D错误;E.缩小容器体积,压强增大,化学平衡正向移动,CO2转化率增大,E正确;F.将水蒸气从体系中分离,产物浓度减小,化学平衡正向移动,CO2转化率增大,F正确;故选BEF。(4)①A点CO2转化率为90%,则有:
则K==37.5。②A点时向体系中同时加入0.1molCO2和0.1molH2O,则Qc==20.8<37.5,此时反应正向进行,v正>v逆。③210~240℃时,反应未达到平衡,温度越高,速率越大,随着温度升高,相同时间内CO2的转化率逐渐增大。
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