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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷187
天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。

I.(1)已知:一定条件下可被甲烷还原“纳米级”的金属铁。其反应为:

①此反应的化学平衡常数表达式为______
②在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量,然后分别充入amol ,三个容器的反应温度分别为且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时的体积分数如图1所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是______;上述反应的______填“大于”或“小于”,该反应在______填“高温”、“低温”或“任意温度”下可自发进行。
Ⅱ.利用天然气为原料的一种工业合成氨简式流程图如图2:

                                                          图2
(1)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:Ⅰ

①对于反应Ⅰ,在一定温度下的恒容容器中,表示其已达到最大化学反应限度的叙述正确的是______
A.单位时间内 1mol 消耗,同时有 3mol 生成;
B.、CO 的物质的量浓度相等;
C.混合气体的密度不再改变;
D.混合气体的压强不再改变。
②则反应 ______ 用含 的代数式表示
(2)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,反应原理为:在容积为 10L 的密闭容器中进行,起始时充入 0.2molN2、0.6mol H2反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图3所示。

                                   图3
①实验 a 从开始至平衡时的反应速率 ______;实验 c 中 N2的平衡转化率 ______
②与实验 a 相比,其他两组改变的实验条件是:b______,c______
③M点的逆反应速率______ N点的正反应速率填“”、“”或“;N点时再加入一定量NH3,平衡后H2的体积分数______填“增大”、“减小”或“不变”
2020高三·全国·专题练习
知识点:化学反应原理综合考查化学平衡状态的判断方法化学平衡的移动化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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Ⅰ.已知:①   
   
(1)Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_______
(2)据报道,科学家在一定条件下利用与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为:   
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为_______
②若该反应在恒温恒容容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_______
A.的转化率等于CO的产率                           B.混合气体的密度不变
C.的比值为1∶2                           D.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由升高到时,平衡常数_______(填“>”、“<”或“=”);以下选项中纵坐标可以表示的物理量有_______

A.的逆反应速率                                               B.的的体积分数
C.混合气体的平均相对分子质量                           D.CO的体积分数
Ⅱ.已知   ,在一个有催化剂的容积不变的密闭容器中加入。在500℃时充分反应,达平衡后的浓度为,放出热量为
(3)下列措施可以同时提高反应速率和的转化率是_______。
A.选择适当的催化剂B.增大压强
C.及时分离生成的D.升高温度
(4)达到平衡时,的转化率为_______(用表示)。
(5)将上述容器改为恒压容器,起始时加入,500℃时充分反应达平衡后,放出热量,则_______(填“>”“<”或“=”)。
(6)改变某一条件,得到如图的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是_______。
A.反应速率c>b>aB.达到平衡时的转化率大小为:b>a>c
C.D.b点的物质的量之比为2∶1
NH3是一种重要的化工原料,工业上用 H2、N2合成。
(1)工业上由焦炭或天然气制氢气的过程中会产生一氧化碳。为了尽量除去氢气中混有的 一氧化碳,可在催化剂存在的条件下发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.0kJ/mol 该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”反应。
①在一个容积为 2L 的恒温密闭容器中加入 1molCO 和 3molH2O(g),发生上述反应,5min 后达到平衡,测得放出热量为 20.5kJ,则该时间段内反应的平均速率ν(CO)=______,此温度下该反应平衡常数 K=_____。该温度下在此容器中加入 3molCO 和 1molH2O(g)发生上述反应,达到平衡后放出热 量_____20.5kJ(填“>”、“=”或“<”)。
②已知不同反应物投料比()下,平衡混合气体中 CO 的体积分数如下表所示:
温度(℃)\投料比135
200℃0.700.210.02

从表中数据分析可知:
反应物投料比越大,CO 的平衡转化率越________(填“大”或“小”); 请推测随反应物投料比增大,H2O的平衡转化率的变化趋势是______(填字母)。
A.增大       B.减小       C.先减小后增大       D.先增大后减小
(2)用 2mol N2和3molH2合成氨,三容器的反应温度分别为 T1、T2、T3且恒定不变,在 其它条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时N2的质量分数如图所示,此时甲、乙、丙三个容器中一定达到化学平衡状态的是_____,都达到平衡状态时,N2转化率最低的是________。(用“甲”、“乙”、“丙”填空)

(3)NH3与CO2在120℃,催化剂作用下可以合成反应生成尿素: CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)在恒温恒容的密闭容器中投入反应物后,混合气体中NH3的含量变化关系如图所示,则:

A 点的逆反应速率V(CO2_____B 点的正反应速率 V(CO2)(填“>”、 “=”或“<”);NH3的平衡转化率为____________
(4)已知 NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),若将一定量 NH2COONH4(s)置于恒温 密闭容器中,其分解达到平衡状态,此时容器内压强为 P1,混合气体的密度为ρ1。缩小容 器的容积,再次达平衡时,容器内压强为P2,混合气体的密度为ρ2。则P1____________P2, ρ1_____________________ρ2(填“>”、“=”或“<”)。

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