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题型:综合题 题类:常考题 难易度:普通

湖北省孝感高级中学2016-2017学年高二上学期化学期末考试试卷

能源、环境与生产生活和社会发展密切相关.
(1)、一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ•mol﹣1 . 相关数据如表:

容器

反应物投入量

1mol CO2(g)和3mol H2(g)

1mol CH3OH (g)和

1mol H2O(g)

平衡时c(CH3OH)

c1

c2

平衡时能量变化

放出29.4kJ

吸收a kJ

①下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是(填字母).

a.v(CO2消耗=v(CH3OH)生成

b.气体的密度不再随时间改变

c.CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变

d.气体的平均相对分子质量不再随时间改变

②其他条件不变,达到平衡后,下列不能提高H2转化率的操作是(填字母).

a.降低温度b.充入更多的H2c.移除甲醇d.增大容器体积

③c1c2(填“>”“<”或“=”),a=

④该温度下反应的平衡常数K=;若甲中反应10s时达到平衡,则0~10s内甲中的平均反应速率v(H2)=

(2)、已知反应:2NO2(红棕色)⇌N2O4(无色)△H<0.将一定量的NO2充入注射器后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小).下列说法正确的是       (填字母).

A、b点的操作是拉伸注射器 B、d点:v<v C、c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小 D、若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则Tb>Tc
举一反三

把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮.生物固氮和大气固氮(闪电时N2转化为NO)属于自然固氮,这远不能满足人类的需要.工业固氮(合成氨)是目前人工固氮的主要方法.有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一和表二.

表一:N2+O2⇌2NO                    

温度

25℃

2000℃

K值

3.84×1031

1.847

表二:N2+3H2⇌2NH3

温度

25℃

350℃

400℃

450℃

K值

5×108

1.847

0.507

0.152

(1)根据上表中的数据分析,下列说法正确的是{#blank#}1{#/blank#} .

A、在常温下,大气固氮几乎不可能,而工业固氮很容易进行

B、人类大规模模拟大气固氮是没有意义的

C、在常温下,增加工业固氮的容器的压强,K值会发生改变

D、大气固氮与工业固氮都是放热反应

(2)向某密闭容器中加入4mol NH3、1.2mol H2和一定量的N2三种气体,一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图甲所示[已知0~t1阶段保持恒温、恒容,且c(N2)未画出].图乙为t2时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件.

①若t1=15s,则t0~t1阶段的反应速率为v(H2)={#blank#}2{#/blank#} 

②N2的起始物质的量为{#blank#}3{#/blank#}  

③反应达到平衡状态,下列说法中能表明已达到平衡状态的是{#blank#}4{#/blank#}  

A、单位时间内生成a molN2 , 同时生成3a molH2

B、容器的总压强不再变化

C、混合气体的密度不再变化

D、三个H﹣H 键断裂的同时有六个H﹣N键断裂

④t4时刻改变的条件为{#blank#}5{#/blank#} ,t5时刻改变的条件为{#blank#}6{#/blank#} 

⑤已知t0~t1阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ(Q为正值),试写出该反应的热化学方程式:{#blank#}7{#/blank#}  .

近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注.据中国化工报报道,美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系,比目前工业使用的常见催化剂快近90倍.由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下:

反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=﹣49.58kJ•mol1

反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO (g)+H2O(g)△H2

反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H3=﹣90.77kJ•mol1

回答下列问题:

(1)反应Ⅱ的△H2={#blank#}1{#/blank#} ,反应Ⅲ自发进行条件是{#blank#}2{#/blank#} (填“较低温”、“较高温”或“任何温度”).

(2)在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ,实验测得在不同反应物起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示.

①据图可知,若要使CO2的平衡转化率大于40%,以下条件中最合适的是{#blank#}3{#/blank#} 

A.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol; 650K  

 B.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.7mol;550K

C.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.9mol; 650K  

 D.n(H2)=3mol,n(CO2)=2.5mol;550K

②在温度为500K的条件下,充入3mol H2和1.5mol CO2 , 该反应10min时达到平衡:

a.用H2表示该反应的速率为{#blank#}4{#/blank#}  

b.该温度下,反应I的平衡常数K={#blank#}5{#/blank#} 

c.在此条件下,系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示,当反应时间达到3min时,迅速将体系温度升至600K,请在图中画出3~10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线:

(3)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应I、Ⅱ、Ⅲ),测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b),如图3所示,请回答问题:

①该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是{#blank#}6{#/blank#} (选填编号).

A.改用高效催化剂

B.升高温度

C.缩小容器体积

D.分离出甲醇

E.增加CO2的浓度

②据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而{#blank#}7{#/blank#} (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”),其原因是{#blank#}8{#/blank#} .

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