高炉炼铁过程中发生的主要反应为1/3Fe2O3(s) + CO(g) 2/3Fe(s) + CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:请回答下列问题:(
题型:不详难度:来源:
高炉炼铁过程中发生的主要反应为1/3Fe2O3(s) + CO(g) 2/3Fe(s) + CO2(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
请回答下列问题: (1)该反应的平衡常数表达式K=_____________,△H________0(填“>”、“<”或“=”); (2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过l0 min达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=" _________" 、CO的平衡转化率= _____________: (3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是_____________。A.减少Fe的量 | B.增加Fe203的量 | C.移出部分CO2 | D.提高反应温度 | E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂 |
答案
⑴ K=c(CO2)/c(CO) < ⑵ 0.006mol/(L·min) 60℅ ⑶ C |
解析
试题分析:(1)根据化学平衡常数的定义可知:K=c(CO2)/c(CO)。由于温度升高化学平衡常数。说明升高温度,平衡向逆反应方向移动。逆反应是吸热反应,该反应的正反应为放热反应 △H<0; (2) 1/3Fe2O3(s) + CO(g) 2/3Fe(s) + CO2(g) 起: 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 变: 1/3x x 2/3x x 终: 1 mol- 1/3x 1 mol- x 1 mol+ 2/3x 1 mol+ x 平衡常数只与温度有关,且已知1000℃时 K=4.0 即:K=c(CO2)/c(CO)= 解得:x = 0.6 mol 则υ(CO2)= 0.6 mol/ (10L·l0 min) = 0.006 mol/ (L·min) CO的平衡转化率= ℅ = 60℅ (3)因Fe和Fe2O3为固体,对平衡没有影响所以A、B错误;C中CO2为气体生成物,减少生成物浓度平衡向正反应方向移动,故C正确;升高温度平衡向吸热反应方向移动。对于该反应来说是向逆反应方向移动,CO的平衡转化率降低。D错误;因为该反应是前后气体相等的可逆反应。所以减小容器的容积也就是增大压强。化学平衡不发生移动。CO的平衡转化率不变。E错误;催化剂只改变化学反应速率而不影响平衡的移动,故F错误。 |
举一反三
(14分)乙醇是重要的化工原料和液体燃料,可以在一定条件下利用CO2与H2反应制得:
请回答: (1)该反应的化学平衡常数表达式为 。 (2)当温度T1>T2时,化学平衡常数K1 K2(填“>”、“<”或“=”)。 (3)在恒温、恒容的密闭容器中,下列描述能说明上述反应已达化学平衡状态的是 (填字母序号)。 a.生成1molCH3CH2OH的同时生成3 mol H2O b.容器中各组分浓度不随时间而变化 c.容器中混合气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化 (4)在工业生产中,可使H2的转化率和化学反应速率同时提高的措施有 (写出一条合理措施即可)。 (5)工业上,常以乙醇为原料生产乙醛。根据下图所示信息,该反应是 反应(填“放热”或“吸热”),判断依据是__________________。
(6)乙醇可以作为燃料电池的燃料。某乙醇燃料电池以乙醇为燃料,使用酸性电解质,该电池负极反应的电极反应式为 。 |
相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应:2X(g)+Y(g)3W(g)+2Z(g)起始时四个容器所装X、Y的量分别为:甲(X:2mol,Y:1mol) 乙(X:1mol,Y:1mol)丙(X:2mol,Y:2mol) 丁(X:1mol,Y:2mol)在相同温度下,建立平衡时,X或Y的转化率大小关系为A.X的转化率为:甲<丙<乙<丁 | B.X的转化率为:甲<乙<丙<丁 | C.Y的转化率为:甲>丙>乙>丁 | D.Y的转化率为:丁>乙>丙>甲 |
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氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,并探究其分解反应平衡常数。反应的化学方程式: 2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)。请按要求回答下列问题: (1)请在下图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图。 (2)制备氨基甲酸铵的装置如下图2所示。生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。
①从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_____________(填操作名称)。 ②上图3中浓硫酸的作用是_______________________________________。 (3)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃)
| 15.0
| 20.0
| 25.0
| 30.0
| 35.0
| 平衡总压强(kPa)
| 5.7
| 8.3
| 12.0
| 17.1
| 24.0
| 平衡气体总浓度(×10-3mol/L)
| 2.4
| 3.4
| 4.8
| 6.8
| 9.4
| ①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是________。 A. B.密闭容器内物质总质量不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 ②该分解反应的焓变ΔH______0(填 “>”、“=”或“<”),25.0℃时分解平衡常数的值=__________。 ③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将_________(填“增加”,“减少”或“不变”)。 |
一定条件下,在一固定容积的密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若开始时只充入2a mol NH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大了40%。若同条件下开始时充入a mo N2和3a mol H2的混合气体,求: (1)达到平衡时H2的转化率; (2)平衡时NH3在混合气体中的体积分数。 一定条件下,在一固定容积密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若开始时只充入2a mol NH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大了40%。若开始时充入a mo N2和3a mol H2的混合气体,求: (1)达到平衡时H2的转化率; (2)平衡时NH3在混合气体中的体积分数。 |
在一固定容积的密闭容器中,可逆反应: H2(g) + I2(g)2HI (g)达到平衡的标志是A.H2、I2、HI的分子数之比为1∶1∶2 | B.混合气体的颜色不再发生变化 | C.单位时间生成n mol H2,同时消耗成2n mol HI | D.混合气体的密度保持不变 |
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