煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比等问题。已知:CO (g) +H2O (g)H2 (g) +CO2 (g)平衡常数K随温度的变化如下表:回答下列问题(
题型:不详难度:来源:
煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比等问题。 已知:CO (g) +H2O (g)H2 (g) +CO2 (g)平衡常数K随温度的变化如下表:
回答下列问题 (1)该反应的平衡常数表达式K= ,ΔH= 0(填“<”、“>”、“=”) (2)已在一定温度下,C(s) +CO2 (g)2CO (g)平衡常数K1; C (s) +H2O(g)CO(g) +H2 (g)平衡常数K2则K、K1、K2,之间的关系是 : (3)8000C时,向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气,经一段时间后反应达到平衡,此时CO的转化率为 :若保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0. 10molCO和0.40molCO2,此时v正 v逆 (填“>”、“=”或“<”)。 |
答案
(7分)(1) C(CO2)C(H2)/C(CO) C(H2O),(1分) ,< (1分); (2) K=K2/K1 (1分) (3)80% (2分);=(2分) |
解析
试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数表达式K=。根据表中的数据可知,随着温度的升高,平衡常数K是减小的,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,所以正方应是放热反应,即△H<0。 (2)根据盖斯定律可知,②-①即得到反应CO (g) +H2O (g)H2 (g) +CO2 (g),所以平衡常数之间的关系是K=K2/K1。 CO (g) +H2O (g)H2 (g) +CO2 (g) 起始浓度(mol/L) 0.040 0.16 0 0 转化浓度(mol/L) x x x x 平衡浓度(mol/L) 0.040-x 0.16-x x x 则根据该温度下的平衡常数可知 解得x=0.032mol/L 所以CO的转化率= 若保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0. 10molCO和0.40molCO2,则此时CO、H2O、CO2、H2的浓度分别是(mol/L)0.018、0.128、0.072、0.032,所以Q=,所以反应仍然是平衡状态,则正逆反应速率相等。 点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型。试题针对性强,主要是考查学生对平衡常数含义、表达式以及有关应用的熟悉了解程度,旨在培养学生的逻辑思维能力和规范答题能力。在进行可逆反应的有关计算时,一般采用“三段式”进行,即分别列出起始量、转化量和平衡量或某深刻的量,然后依据已知条件列式计算即可。 |
举一反三
乙酸乙酯能在多种条件下发生水解反应:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH已知该反应的速率随c(H+)的增大而加快。图为CH3COOC2H5的水解速率随时间的变化图。下列说法中正确的是( )
A.反应初期水解速率增大可能是溶液中c(H+)逐渐增大所致 B.A、B两点表示的c(CH3COOC2H5)相等 C.图中t0时反应达到平衡状态 D.tB时CH3COOC2H5的转化率低于tA时CH3COOC2H5的转化率 |
工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。 方法1:还原沉淀法。该法的工艺流程为CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓ 其中第①步存在平衡:2CrO42- (黄色)+2H+Cr2O72- (橙色)+H2O (1)若平衡体系的pH=2,该溶液显________色。 (2)能说明第①步反应达平衡状态的是__________。 a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 b.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-) c.溶液的颜色不变 (3)第②步中,还原1 mol Cr2O72-离子,需要________mol的FeSO4·7H2O。 (4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至_______。 方法2:电解法。该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。 (5)用Fe做电极的原因为__________________。 (6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)_________________________________。溶液中同时生成的沉淀还有__________。 |
可逆反应:2NO2(g) 2NO(g)+ O2(g),在体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是 ( ) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2;②NO2和NO的物质的量浓度相等;③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1的状态;④混合气体的密度不再改变的状态;⑤混合气体的颜色不再改变的状态 |
已知图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) ΔH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应2NO2(g) N2O4(g)ΔH<0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法正确的是
A.图一的t2时刻和和图二的t1时刻改变的条件都有可能是升高了温度或增大了压强 | B.若图二t1时改变的条件是增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小 | C.图一表示在新条件下达到平衡时,v′(正)>v′(逆),图二表示在新条件下达到平衡时,v′(正)<v′(逆) | D.其它条件不变,分别使用不同催化剂上述反应的平衡常数均不变 |
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为了探索外界条件对反应:aX(g)+bY(g)cZ(g)的影响,将X和Y以物质的量之比为a:b开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如图所示。 下列判断正确的是
A.△H<0,a+b>c | B.△H>0,a+b<c | C.△H>0,a+b>c | D.△H<0,a+b<c |
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