精英家教網(wǎng) > 高中化學(xué) > 題目詳情

碳循環(huán)的途徑之一是：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）+49.0kJ，在容積為2L的密閉容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，在兩種不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng)，測得CH₃OH（g）的物質(zhì)的量隨時間變化情況如下圖所示：
（1）前5min內(nèi)實(shí)驗(yàn)①的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

mol/（L?min）．
（2）能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

（填編號）．
a．混合氣體的密度不隨時間變化而變化
b．單位時間內(nèi)每消耗3mol H₂，同時生成1mol H₂O
c．CO₂的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
d．3v_逆（CO₂）=v_正（H₂）
（3）與①相比，②僅改變一種反應(yīng)條件，所改變的條件和判斷的理由分別是

．
（4）在一定溫度下，把2.0L CO₂和6.0L H₂通入一個帶活塞的體積可變的密閉容器中，活塞的一端與大氣相通，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混合氣體為7.0L．若需控制平衡后混合氣體為6.5L，則可采取的措施是

；欲使反應(yīng)的K減小，可以采取的措施是

．

分析：（1）利用三段式求出各自的物質(zhì)的量，然后根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
（3）由圖可知與①相比，②的反應(yīng)速率增大，平衡正向移動，然后根據(jù)溫度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響來判斷；
（4）根據(jù)該反應(yīng)是一個氣體體積減小、放熱的反應(yīng)，平衡正向移動，容器的體積減小；根據(jù)平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，反之，平衡常數(shù)減小．

解答：解：（1）根據(jù)三段式
             CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始（mol/L）：1        3                0          0
變化（mol/L）：0.55     1.65             0.55      0.55
平衡（mol/L）：0.45     1.35             0.55       0.75
從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

1.65 mol

5min

=0.165mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.165；
（2）a．各物質(zhì)都為氣體，容器的體積不變，混合氣體的總質(zhì)量不變，密度自始至終為定值，不能說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡，故A錯誤；
b．單位時間內(nèi)每消耗3mol H₂，同時生成1mol H₂O，都表示正反應(yīng)速率，不能說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡，故b錯誤；
c．CO₂的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡，故c正確；
d．3v_逆（CO₂）=v_正（H₂）即υ正（H₂）：υ逆（CO₂）=3：1，等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說明到達(dá)平衡，故d正確；
故選：cd．
（3）溫度升高、反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動，不符合題意；壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動，符合題意；故答案為：增大壓強(qiáng)；因?yàn)榕c①相比，②的反應(yīng)速率增大，平衡正向移動，符合增大壓強(qiáng)的情況；
（4）反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混合氣體為7.0L．若需控制平衡后混合氣體為6.5L，由于壓強(qiáng)不變，只能通過溫度的改變使得平衡正向移動，降低溫度，平衡向放熱的方向，即正反應(yīng)方向移動，升高溫度，平衡向吸熱的方向，即逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，
故答案為：降溫；升溫．

點(diǎn)評：考查利用速率的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、以及外界條件對化學(xué)平衡的影響，難度中等，在判斷平衡時，對于不同物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率，可以利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)表示正逆速率．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%．
（1）有效“減碳”的手段之一是節(jié)能，下列制氫方法最節(jié)能的是

：
A．電解水制氫：2H₂O

電解

2H₂↑+O₂↑
B．高溫使水分解制氫：2H₂O

高溫

2H₂↑+O₂↑
C．太陽光催化分解水制氫：2H₂O

TiO2

太陽光

2H₂↑+O₂↑
D．天然氣制氫：CH₄+H₂O

高溫

CO+3H₂
（2）CO₂可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)．將2molCO₂和6molH₂充入容積為3L的密閉容器中，在一定溫度和壓強(qiáng)條件下發(fā)生了下列反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂ （g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol-1．反應(yīng)在2分鐘時達(dá)到了平衡．
①用H₂與CO₂濃度的變化表示該反應(yīng)的速率，以它們的速率表示反應(yīng)達(dá)到平衡的關(guān)系式是

3υ（CO₂）_正=υ（H₂）_逆

．
②達(dá)到平衡時，改變溫度（T）和壓強(qiáng)（P），反應(yīng)混合物中CH₃OH的“物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)”變化情況如圖1所示，關(guān)于溫度（T）和壓強(qiáng)（P）的關(guān)系判斷正確的是

（填序號）．

A．P₃＞P₂    T₃＞T₂
B．P₂＞P₄      T₄＞T₂
C．P₁＞P₃     T₁＞T₃
D．P₁＞P₄    T₂＞T₃
（3）工業(yè)上，CH₃OH也可由CO和H₂合成．參考合成反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平
衡常數(shù)：

溫度/℃	0	100	200	300	400
平衡常數(shù)	667	13	1.9×10-2	2.4×10-4	1×10-5

下列說法正確的是

．
A．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B．該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，高溫下可自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)△S＜0
C．在T℃時，1L密閉容器中，投入0.1mol CO和0.2mol H₂，達(dá)到平衡時，CO轉(zhuǎn)化率為50%，則此時的平衡常數(shù)為100
D．工業(yè)上采用稍高的壓強(qiáng)（5Mpa）和250℃，是因?yàn)榇藯l件下，原料氣轉(zhuǎn)化率最高
（4）二氧化碳的捕捉與封存是實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一，科學(xué)家利用NaOH溶液噴淋“捕捉”空氣中的CO₂（如圖2）．
以CO₂與NH₃為原料可合成化肥尿素[CO（NH₂）₂]．已知：
2NH₃（g）+CO₂（g）=NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159.47kJ?mol-1
NH₂CO₂NH₄（s）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+116.49kJ?mol-1
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+88.0kJ?mol-1
試寫出NH₃和CO₂合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式

2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-130.98kJ?mol^-1

．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

CO₂、SO₂、NO_x是對環(huán)境影響較大的氣體，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解決溫室效應(yīng)、減少酸雨和光化學(xué)煙霧的有效途徑．
（1）有效“減碳”的手段之一是節(jié)能．下列制氫方法最節(jié)能的是

．（填字母序號）
A．電解水制氫：2H₂O

電解

2H₂↑+O₂↑
B．高溫使水分解制氫：2H₂O

高溫

2H₂↑+O₂↑
C．太陽光催化分解水制氫：2H₂O

TiO2

2H₂↑+O₂↑
D．天然氣制氫：CH₄+H₂O

CO+3H₂
（2）CO₂可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)．在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO₂（g）+3H₂（g）

CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol，測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如上左圖所示．
①從3min到10min，v（H₂）=

0.107

mol/（L?min）^-1．
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

（選填編號）．
A．反應(yīng)中CO₂與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1（即圖中交叉點(diǎn)）
B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C．單位時間內(nèi)每消耗3mol H₂，同時生成1mol H₂O
D．CO₂的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
（3）新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中的SO₂，再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)．該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO₂外，還能得到一種復(fù)合肥料，該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為

（NH₄）₃PO₄

（只要求寫一種）．
（4）在汽車上安裝三效催化轉(zhuǎn)化器，可使汽車尾氣中的主要污染物（CO、NO_x、碳?xì)浠衔铮┻M(jìn)行相互反應(yīng)，生成無毒物質(zhì)，減少汽車尾氣污染．某研究性學(xué)習(xí)小組探究某種催化劑在不同空燃比（空氣與燃油氣的質(zhì)量比）條件下對汽車尾氣的催化效果．在一定條件下，測得尾氣中的主要污染物的轉(zhuǎn)化率與空燃比的關(guān)系如上右圖所示．空燃比約為

時，催化劑對汽車尾氣的催化效果最好．（填a、b、c、d）

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年江蘇省江都中學(xué)高一第二學(xué)期期末考試化學(xué)試題 題型：填空題

（10分）CO₂、SO₂、NO_x是對環(huán)境影響較大的氣體，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解決溫室效應(yīng)、減少酸雨和光化學(xué)煙霧的有效途徑。

（1）有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。下列制氫方法最節(jié)能的是 ▲ 。（填字母序號）
A．電解水制氫：2H₂O2H₂↑＋O₂↑
B．高溫使水分解制氫：2H₂O2H₂↑＋O₂↑
C．太陽光催化分解水制氫：2H₂O2H₂↑＋O₂↑
D．天然氣制氫：CH₄＋H₂OCO＋3H₂
（2）CO₂可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中，充入1 molCO₂和3 mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH="-49.0" kJ/mol，測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如上圖所示。

①從3 min到10 min，v(H₂)= ▲ mol/(L·min)^-1。
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ▲ （選填編號）。
A．反應(yīng)中CO₂與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1︰1（即圖中交叉點(diǎn)）
B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C．單位時間內(nèi)每消耗3 mol H₂，同時生成1 mol H₂O
D．CO₂的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
（3）新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中的SO₂，再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO₂外，還能得到一種復(fù)合肥料，該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為 ▲ （只要求寫一種）。
（4）在汽車上安裝三效催化轉(zhuǎn)化器，可使汽車尾氣中的主要污染物（CO、NO_x、碳?xì)浠衔铮┻M(jìn)行相互反應(yīng)，生成無毒物質(zhì)，減少汽車尾氣污染。某研究性學(xué)習(xí)小組探究某種催化劑在不同空燃比（空氣與燃油氣的質(zhì)量比）條件下對汽車尾氣的催化效果。在一定條件下，測得尾氣中的主要污染物的轉(zhuǎn)化率與空燃比的關(guān)系如右圖所示。空燃比約為 ▲ 時，催化劑對汽車尾氣的催化效果最好。（填a、b、c、d）