10、如下图,甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应:A(g)+B(g)合物中的百分含量(C%)和反应时间(t)的关系。 请根据图象回答下列问题:
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则 曲线表示无催化剂时的情况(填字母,下同);
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性气体后的情况,则 曲线表示恒温恒容的情况;
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是 热反应(填“吸”或“放”),计量数x的值 (填取值范围);判断的依据分别
是 。
xC(g)的生成物C在反应混
参考答案
一、综合题
1、(1)2NH4HS+O2
2NH3·H2O+2S↓
6
(2)a 90% (3)14.5%
(4)
(5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用
[解析] (1)由题意可知为空气中的O2将负二价硫氧化为硫单质,根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d错;催化剂不能改变反应限度,即不能改变H2的百分含量,c错;增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移,但产物H2的百分含量却减小,b错;升高温度反应速率增大,且平衡正向移动,H2的百分含量增大,a对。CO与H2的混合气体与水蒸气的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而1 molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18 mol混合气,说明有0.18 mol 水蒸气参加反应,则根据方程式②可知参加反应的CO也为0.18 mol,则其转化率为
×100%=90%。
(3)由图中看出当N2与H2物质的量比为1∶3时,NH3的平衡体积分数最大,为42%。设平衡时转化的N2的物质的量为x mol,由三段式: N2+3H2
2NH3
起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x 平衡(mol): 1-x 3- 3x 2x
×100%=42%,则x=0.59
则平衡时N2的体积分数为×100%=14.5%。(4)作图时要注意开始时NH3物质的量不断增多,是因为
反应正向进行(反应未达平衡),达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高,平衡逆向移动,NH3的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热,还可以使需要冷却的物质得到冷却,能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应,加压利于反应正向进行;此外,循环利用可反复利用原料,提高原料利用率。
2、(14分)(1)① CO2 +3H2
CH3OH +H2O 0.25 mol·L-1·min-1
②ACF(2分,选对2项得1分,错选不得分)
7
(2)①小于 ②不变 ③增大 3、【答案】
(1)①AD(2分,漏选得1分,错选得0分) ②270℃(2分,无单位或单位错扣1分),
(4分)解:根据图像可知a点对应的CO的转化率为50%,H2的物质的量为1.5 mol CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)
起始物质的量浓度(mol/L) 1 1.5 0 转化物质的量浓度(mol/L) 0.5 1 0.5 平衡物质的量浓度(mol/L) 0.5 0.5 0.5 K=4
(2)CH3OH(g)+3/2O2(g)
CO2(g)+2H2O(g) △H=-651kJ·mol
-1
(2分)
【解析】(1)①混合气体的密度始终不变,密度不变不是平衡标志。②此反应是放热反应,温度越高,CO的转化率越小。
(2)根据盖斯定律可得:CH3OH(g)+3/2O2(g)4、【答案】 (1)3X+Y【解析】
(1)消耗0.1molY和0.3molX,生成0.2molZ,即方程式为3X+Y(2)v(Z)=0.2mol÷(2L×2 min)=0.05 mol·L·min(3) ① 压强之比等于物质的量之比。 ②容器内温度降低,说明正反应吸热。
-1
-1
CO2(g)+2H2O(g) △H=-651kJ·mol
-1
2Z (2)0.05 mol·L·min
-1-1
(3)①0.9 ②吸热
2Z
5、
8
6、
9
考点:考查反应速率、平衡常数的有关判断、计算和应用 7、【答案】(12分)
(1)① 33.3% (2分) K=3.7(L/mol) 或100/27(L/mol) (2分) ②ad(2分)
(2)① 1.5×10mol/(L·s) (2分) ②b c (2分) ③c(1分) (3)乙 (1分)
-3
2
2
10