I．在容積相同的兩個(gè)容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol、bmol HI （a＞b），反應(yīng)2HI?H2+I2（g）達(dá)到平衡后，兩容器中各物質(zhì)的反應(yīng)速率VA    VB；平衡時(shí)c（I2）B平衡時(shí)，I2蒸汽在混合氣體中的體積百分含量：A容器     B容器：HI的平衡分解率：aA    aB．
Ⅱ．合成甲醇的反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；在一定溫度下，向一個(gè)容積不變的密閉容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%，此時(shí)容器的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的    倍．若保持同一反應(yīng)溫度將起始物質(zhì)改為a mol CO、b mol H2、c molCH3OH，欲使平衡混合物中各組成與原平衡相同，則a、b滿足的關(guān)系為關(guān)系為    ，且欲使開(kāi)始時(shí)可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是    ．
【答案】分析：I、在容積相同的兩個(gè)容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol、bmol HI （a＞b），反應(yīng)前后氣體體積不變，為等效平衡，各組分的含量不變，HI的轉(zhuǎn)化率相等，平衡時(shí)A中濃度都大于B中相應(yīng)物質(zhì)的濃度，濃度越大速率越大．
Ⅱ、根據(jù)CO的轉(zhuǎn)化率求出參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量，利用差量法算出平衡反應(yīng)混合物的總的物質(zhì)的量，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比；
各組成與原平衡相同說(shuō)明為等效平衡，恒溫恒容，前后氣體體積變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足對(duì)于物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可．
計(jì)算出平衡時(shí)CH3OH（g）的物質(zhì)的量，c大于此值平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行．按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，得到2.5mol CO時(shí)c的值最大．
解答：解：I．在容積相同的兩個(gè)容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol、bmol HI （a＞b），等效為a在b的基礎(chǔ)上開(kāi)始增大合適壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的含量相同，HI的轉(zhuǎn)化率相等．由于a＞b，HI的轉(zhuǎn)化率相等．平衡時(shí)A中濃度都大于B中相應(yīng)物質(zhì)的濃度，濃度越大速率越大，所以兩容器中各物質(zhì)的反應(yīng)速率VA＞VB．
故答案為：＞；=；=
Ⅱ．開(kāi)始反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量為2.5mol+7.5mol=10mol，
平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%，所以參加反應(yīng)CO的物質(zhì)的量為2.5mol×90%=2.25mol．
對(duì)于反應(yīng)     CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；物質(zhì)的量減少△n
             1mol                                     2mol
             2.25mol                                  4.5mol
所以平衡后反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量為2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol
壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，所以此時(shí)容器的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的倍數(shù)為=0.55．
各組成與原平衡相同說(shuō)明為等效平衡，恒溫恒容，前后氣體體積變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足對(duì)于物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可．所以有，解得2a+2.5=b．
對(duì)于反應(yīng)     CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；
開(kāi)始（mol）：2.5     7.5               0
變化（mol）：2.25    4.5               2.25 
平衡（mol）：0.25    3                 2.25
平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量為2.25mol，所以c＞2，25mol平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行．按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，得到2.5mol CO時(shí)c的值最大．所以c最大為2.5mol．所以2.25＜c＜2.5．
故答案為：0.55；2a+2.5=b；2.25＜c＜2.5．
點(diǎn)評(píng)：考查平衡計(jì)算、等效平衡等，難度較大，注意等效思想的運(yùn)用以及運(yùn)用極限方法確定c的取值范圍．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

I．在容積相同的兩個(gè)容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol、bmol HI （a＞b），反應(yīng)2HI?H2+I2（g）達(dá)到平衡后，兩容器中各物質(zhì)的反應(yīng)速率VA
＞
＞
VB；平衡時(shí)c（I2）B平衡時(shí)，I2蒸汽在混合氣體中的體積百分含量：A容器
=
=
 B容器：HI的平衡分解率：aA
=
=
aB．
Ⅱ．合成甲醇的反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；在一定溫度下，向一個(gè)容積不變的密閉容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%，此時(shí)容器的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的
0.55
0.55
倍．若保持同一反應(yīng)溫度將起始物質(zhì)改為a mol CO、b mol H2、c molCH3OH，欲使平衡混合物中各組成與原平衡相同，則a、b滿足的關(guān)系為關(guān)系為
2a+2.5=b
2a+2.5=b
，且欲使開(kāi)始時(shí)可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是
2.25＜c＜2.5
2.25＜c＜2.5
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

甲醇汽油是由10%一25%的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料，可達(dá)到國(guó)標(biāo)汽油的性能和指標(biāo)．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景．
I、工業(yè)上合成甲醇一般采用下列反應(yīng)：CO（g）+2H2（g） CH3 OH（g）△H=a kJ/mol，
下表是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）：
溫度/℃ 250 310 350
K 2.041 0.250 0.012
（1）由表中數(shù)據(jù)判斷△Ha
 
0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得c（CO）=0.5mol?L-1，則此時(shí)的溫度為
 
℃．
（3）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度如下表：
        濃度mol/L
時(shí)間/min		 c（CO） c（H2） c（CH3OH）
0 0.8 1.6 0
2 0.6 1.2 0.2
4 0.3 0.6 0.5
6 0.3 0.6 0.5
①反應(yīng)從2min到4min之間，H2的反應(yīng)速率為
 
．
②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為
 
．
③反應(yīng)在第2min時(shí)改變了反應(yīng)條件，改變的條件可能是
 
（填序號(hào)）．
A．使用催化劑    B．降低溫度    C．增加H2的濃度
（4）向容積相同、溫度分別為T1和T2的兩個(gè)密閉容器中均充入1molCO和2mol H2，發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3 OH（g）△H=akJ/mol．恒溫恒容下反應(yīng)相同時(shí)間后，分別測(cè)得體系中CO的百分含量分別為w1和w2；已知T1＜T2，則w1
 
w2（填序號(hào)）．
A．大于     B．小于     C．等于     D．以上都有可能
Ⅱ、甲醇在化學(xué)電源方面也有著重要應(yīng)用．寫出以甲醇為燃料，氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液的原電池中負(fù)極的電極反應(yīng)式：
 
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2011-2012學(xué)年廣東省中山市高二下學(xué)期期末考試化學(xué)試卷（帶解析） 題型：填空題

（15分）氨氣是一種重要的化工原料，大量用于制造尿素、純堿、銨態(tài)氮肥以及硝酸，在有機(jī)合成工業(yè)中制合成纖維、塑料、染料等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）氨氣是工業(yè)制備硝酸的重要原料，已知下列三個(gè)熱化學(xué)方程式：
① N2 (g)+ 3H2 (g)2NH3 (g) △H1
② 4NH3(g) +5O2 (g)＝ 4NO(g) +6H2O(l)  △H2
③ N2 (g)+ O2 (g)＝ 2NO (g) △H
能否應(yīng)用△H1和△H2表示△H？
若能用△H1和△H2表示△H，則寫出△H=                        ；若不能，說(shuō)明理由：
                                  。
（2）在相同的溫度下，容積相等的兩個(gè)恒容密閉容器（編號(hào)分別為a和b）中，一定量的氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生下列可逆反應(yīng)：
N2(g) ＋ 3H2(g)  2NH3(g) △H＝－92.4 kJ/mol
實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量及平衡時(shí)放出的熱量如下表：

容器編號(hào)
起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol
平衡時(shí)反應(yīng)
N2
H2
NH3
a
1
3
0
23.1
b
2
6
0
未知（用E表示）
下列說(shuō)法正確的是         （填序號(hào)）
①反應(yīng)a和反應(yīng)b的氫氣轉(zhuǎn)化率相同
②利用已知數(shù)據(jù)可以計(jì)算反應(yīng)b的平衡常數(shù)
③利用已知數(shù)據(jù)可以計(jì)算反應(yīng)b放出的能量E
④平衡時(shí)a、b兩個(gè)反應(yīng)的氨氣體積分?jǐn)?shù)為1:1
（3）溫度為400℃、壓強(qiáng)為30Mpa的情況下，密閉容器中發(fā)生氫氣與氮?dú)獾暮铣砂狈磻?yīng)：N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)  △H＜0 。
氨氣的物質(zhì)的量[n(NH3)]和氫氣的物質(zhì)的量[n(H2)]隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖：

正反應(yīng)速率最大的點(diǎn)是       （選填a、b、c、d中的一個(gè)或幾個(gè)），氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量[n(N2)]相等的兩點(diǎn)是       （選填a、b、c、d中的兩個(gè)）；保持其他條件不變，將溫度改為600℃，在上圖中畫出反應(yīng)達(dá)到平衡的過(guò)程中氨氣的變化曲線。
（4）工業(yè)合成氨用煤制備原料氣氫氣時(shí)，往往排放大量的二氧化碳。實(shí)際工業(yè)生成中可利用二氧化碳聯(lián)合生產(chǎn)二甲醚（CH3OCH3），一定條件下，在容積固定的密閉設(shè)備中發(fā)生反應(yīng)：
2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)  △H＜0
兩個(gè)密閉恒容容器中在溫度均為T且保持不變的情況下進(jìn)行上述反應(yīng)，一段時(shí)間后測(cè)得兩個(gè)容器中有關(guān)數(shù)據(jù)及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表：
容器
c(CO2)
/mol·L－1
c(H2)
/mol·L－1
c(CH3OCH3)
/mol·L－1
c(H2O)
/mol·L－1
v (正)和v (逆)比較
容器I
1.0×10－2
1.0×10－2
1.0×10－4
1.0×10－4
v (正)＝v (逆)
容器II
2.0×10－2
1.0×10－2
1.0×10－4
2.0×10－4
 
容器I中的反應(yīng)      (選填“是”或“否”)達(dá)到平衡狀態(tài)，該反應(yīng)在溫度為T時(shí)的平衡常數(shù)K=         。表格內(nèi)的空格處v(正)與v(逆)的大小關(guān)系是               。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2013屆廣東省中山市高二下學(xué)期期末考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（15分）氨氣是一種重要的化工原料，大量用于制造尿素、純堿、銨態(tài)氮肥以及硝酸，在有機(jī)合成工業(yè)中制合成纖維、塑料、染料等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）氨氣是工業(yè)制備硝酸的重要原料，已知下列三個(gè)熱化學(xué)方程式：

① N2 (g)+ 3H2 (g) 2NH3 (g)  △H1

② 4NH3(g) +5O2 (g)＝ 4NO(g) +6H2O(l)   △H2

③ N2 (g)+ O2 (g)＝ 2NO (g)  △H

能否應(yīng)用△H1和△H2表示△H？

若能用△H1和△H2表示△H，則寫出△H=                         ；若不能，說(shuō)明理由：

                                   。

（2）在相同的溫度下，容積相等的兩個(gè)恒容密閉容器（編號(hào)分別為a和b）中，一定量的氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生下列可逆反應(yīng)：

N2(g) ＋ 3H2(g)  2NH3(g)  △H＝－92.4 kJ/mol

實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量及平衡時(shí)放出的熱量如下表：

容器編號(hào)

起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol

平衡時(shí)反應(yīng)

N2

H2

NH3

a

1

3

0

23.1

b

2

6

0

未知（用E表示）

下列說(shuō)法正確的是          （填序號(hào)）

① 反應(yīng)a和反應(yīng)b的氫氣轉(zhuǎn)化率相同

②利用已知數(shù)據(jù)可以計(jì)算反應(yīng)b的平衡常數(shù)

③利用已知數(shù)據(jù)可以計(jì)算反應(yīng)b放出的能量E

④平衡時(shí)a、b兩個(gè)反應(yīng)的氨氣體積分?jǐn)?shù)為1:1

（3）溫度為400℃、壓強(qiáng)為30Mpa的情況下，密閉容器中發(fā)生氫氣與氮?dú)獾暮铣砂狈磻?yīng)：N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)   △H＜0 。

氨氣的物質(zhì)的量[n(NH3)]和氫氣的物質(zhì)的量[n(H2)]隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖：

正反應(yīng)速率最大的點(diǎn)是        （選填a、b、c、d中的一個(gè)或幾個(gè)），氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量[n(N2)]相等的兩點(diǎn)是        （選填a、b、c、d中的兩個(gè)）；保持其他條件不變，將溫度改為600℃，在上圖中畫出反應(yīng)達(dá)到平衡的過(guò)程中氨氣的變化曲線。

（4）工業(yè)合成氨用煤制備原料氣氫氣時(shí)，往往排放大量的二氧化碳。實(shí)際工業(yè)生成中可利用二氧化碳聯(lián)合生產(chǎn)二甲醚（CH3OCH3），一定條件下，在容積固定的密閉設(shè)備中發(fā)生反應(yīng)：

2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)   △H＜0

兩個(gè)密閉恒容容器中在溫度均為T且保持不變的情況下進(jìn)行上述反應(yīng)，一段時(shí)間后測(cè)得兩個(gè)容器中有關(guān)數(shù)據(jù)及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表：

容器

c(CO2)

/mol·L－1

c(H2)

/mol·L－1

c(CH3OCH3)

/mol·L－1

c(H2O)

/mol·L－1

v (正)和v (逆)比較

容器I

1.0×10－2

1.0×10－2

1.0×10－4

1.0×10－4

v (正)＝v (逆)

容器II

2.0×10－2

1.0×10－2

1.0×10－4

2.0×10－4

 

容器I中的反應(yīng)       (選填“是”或“否”)達(dá)到平衡狀態(tài)，該反應(yīng)在溫度為T時(shí)的平衡常數(shù)K=          。表格內(nèi)的空格處v(正)與v(逆)的大小關(guān)系是                。

 

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