大题冲关滚动练之7——速率、平衡图表类综合题

大题冲关滚动练之七速率、平衡图表类综合题1一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H0,1 100 时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。(1)该反应的平衡常数表达式K_。(2)下列措施中能使平衡时K增大的是_(填序号)。A升高温度B增大压强C充入一定量COD降低温度(3)8分钟内，CO的平均反应速率v(CO)_molL1min1。(4)1 100 时，2 L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：容器甲乙反应物投入量3 mol Fe、2 mol CO24 mol FeO、3 mol COCO的浓度(molL1)c1c2CO2的体积分数12体系压强(Pa)p1p2气态反应物的转化率12下列说法正确的是_。A2c13c2 B12Cp1p2 D12求c1_、1_、2_。答案(1)CO/CO2(2)A(3)0.062 5(4)BC0.67 molL133.3%33.3%解析(1)平衡常数表达式中不能出现固体物质的浓度。(2)平衡常数只受温度的影响，由于该反应为吸热反应，所以升温，增大平衡常数。(3)求平均反应速率时，应用浓度的变化值除以时间，即v(CO)0.062 5 molL1min1。(4)由图像可计算平衡常数，K2。当乙中CO为2 mol时，c1c2，为3 mol时，c1c2；由于该反应为等体积反应，改变CO或CO2的浓度，相当于改变压强，平衡不移动，所以12；因为乙中气体分子数多，所以p10。在三种不同条件下进行，其中NO、O2的起始浓度都为0 molL1，实验、反应温度相同，NO2的浓度(molL1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题：(1)请在图中标上对应的反应温度(800 或850 )。实验隐含的反应条件是_。(2)写出该反应的平衡常数表达式：K_。(3)若实验中达到平衡后，再向密闭容器中通入1 mol NO2与1 mol NO混合气体(保持温度不变)，则平衡将_(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。(4)一定条件下NO2与SO2可发生反应，其方程式为NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H0，将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是_。A体系压强保持不变B混合气体颜色保持不变CSO2和NO的体积比保持不变D混合气体的平均相对分子质量保持不变(5)若改变条件，使平衡常数变大，该反应_。A一定向正反应方向移动B在平衡移动时，正反应速率先增大后减小C一定向逆反应方向移动D在平衡移动时，逆反应速率先增大后减小答案(1)使用了催化剂(2)(3)不移动(4)B(5)AB解析(1)由于实验达到平衡所用时间比实验长，所以实验时对应温度为800 ，实验对应温度为850 。实验和实验比较，达到平衡所用时间短，但平衡不移动，所以实验隐含条件为使用了催化剂。(3)实验中，平衡时NO20.5 molL1，NO0.5 molL1，O20.25 molL1，即2NO2(g) 2NO(g)O2(g) 0.5 molL1 0.5 molL1 0.25 molL1KmolL10.25 molL1。当再加入0.5 molL1 NO2、0.5 molL1 NO时，QmolL10.25 molL1，所以平衡不移动。(4)由于该反应为等体积反应，所以压强、平均相对分子质量不能作为达到平衡状态的标志，SO3、NO同为生成物，其体积比始终不变，也不能作为标志。(5)该反应为吸热反应，升温，平衡右移，K增大，v(正)、v(逆)均增大，A、B正确。3.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：CH3COOH(l)C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)H2O(l)H8.62 kJmol1已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118 、78 和77 。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。(1)该研究小组的实验目的是_。(2)60 下反应40 min与70 下反应20 min相比，前者的平均反应速率_后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。(3)如图所示，反应时间为40 min、温度超过80 时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是_(写出两条)。.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表：温度/400500800平衡常数K9.9491试回答下列问题：(1)在800 发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有_(选填“A、B、C、D、E”)。n(CO)n(H2O)n(H2)n(CO2)A1523B2211C3300D0.5211E3121(2)已知在一定温度下，C(s)CO2(g)2CO(g)平衡常数为K；C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)平衡常数为K1；CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常数为K2；则K、K1、K2之间的关系是_。(3)在V L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在T 达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体燃烧，测得放出的热量为2 842 kJ(已知CO燃烧热为283 kJmol1，H2燃烧热为286 kJmol1)，则T 平衡常数K_。答案.(1)探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响(2)小于(3)反应可能已达平衡状态，温度升高平衡向逆反应方向移动；温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降.(1)BCE(2)KK1/K2(3)4/9解析.(1)由图像可知，该实验研究的是不同温度下不同反应时间内乙酸乙酯的产率。(2)温度越高，反应速率越快。(3)反应达到平衡状态，升温平衡左移，造成产率下降或温度高造成乙酸、乙醇的大量挥发，致使产率下降。.(1)A项，Q1.21平衡左移；B项，Q1，平衡右移；C项，从正反应开始，平衡右移；D项，Q1，平衡不移动；E项，Q1，平衡右移。B、C、E项正确。(2)K，K1，K2，所以K。(3)设生成H2为x mol，则剩余CO为(10x) mol,286x(10x)2832 842。x4 mol，K。4(1)恒温，容积为1 L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示(已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1)，请回答下列问题：写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：_。H2_kJmol1。在相同条件下，充入1 mol SO3和0.5 mol的O2，则达到平衡时SO3的转化率为_；此时该反应_(填“放出”或“吸收”)_kJ的能量。(2)中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%。有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是_(填序号)。A电解水制氢：2H2O2H2O2B高温使水分解制氢：2H2O(g)2H2O2C太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2O2D天然气制氢：CH4H2O(g)CO3H2CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJmol1，测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min，v(H2)_molL1min1。能说明上述反应达到平衡状态的是_(填编号)。A反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为11(即图中交叉点)B混合气体的密度不随时间的变化而变化C单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2ODCO2的体积分数在混合气体中保持不变(3)工业上，CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是_。温度/0100200300400平衡常数(mol2L2)667131.91022.41041105A.该反应正反应是放热反应B该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应ST1)、其他条件相同时，下列图像正确的是_(填代号)。(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H”、“”或“降低增大解析通过温度对平衡移动的影响能够判断化学平衡的图像问题；通过温度对放热反应的影响可判断化学平衡常数的变化，同时可由化学平衡常数计算某反应物的变化量，从而得出该物质平衡时的转化率。(1)4CO(g)2NO2(g)=4CO2(g)N2(g)H0，该反应是放热反应，当升高温度时，正、逆反应速率都增大，甲中正反应速率在T2时没有增大，故错误；升高温度，化学平衡逆向移动，CO的浓度增大，CO的体积分数增大，故丙不正确。(2)根据反应的平衡常数为1.0可以得出CO2H2COH2O，反应前后气体体积不变，可得出n(CO2)n(H2)n(CO)n(H2O)。甲容器中起始时n(CO)n(H2O) 0.10 mol，满足等式就是反应物转化了一半，故CO的转化率为50%。乙容器中起始时n(H2O)0.20 mol，相当于在甲容