(每空1分,共8分)低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2
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(每空1分,共8分)低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。 已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表: 请回答下列问题: (1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1。
(3)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。 ①表中3 min~4 min之间反应处于 状态;C1数值 0.08 mol·L-1(填大于、小于或等于)。 ②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是 (单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是 (单选)。 A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度 (4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下,CO的最大转化率为: 。 (5)若在850℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为X;平衡时CO转化率为Y,试推导Y随X变化的函数关系式为 。 |
答案
(每空1分,共8分) (1) 放热 。(2) 0.03 。(3)① 平衡 ; 大于 。② D , A 。 (4) 75% 。(5) Y=X |
解析
考查平衡常数计算和判断。 (1)平衡常数是指在一定条件下,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。根据数据可知,随着温度的升高,平衡常数减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。 (2)根据图像可知,再 0—4min内CO的浓度减小了0.20mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L,所以其反应速率是0.12mol/L÷4min=0.03mol/(L·min)。 (3)①根据表中数据可知,在此时间内,物质的浓度是不变的,所以反应处于平衡状态。由于反应是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此CO的浓度大于0.08mol/L。 ②增大反应物浓度或降低温度,平衡向正反应方向移动。而催化剂不能改变平衡状态。所以应该是增大了氢气浓度,平衡向逆反应方向移动,答案选D。根据表中数据可知,5min—6min是CO的浓度减小,而水蒸气和氢气的浓度增大,说明改变的条件是增大了水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,答案选A。 (5) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 起始量(mol) 0.020 0.020 0 0 转化量(mol) x x x x 平衡量(mol) 0.020-x 0.020-x x x 所以有 解得x=0.015mol/L 所以转化率是0.015÷0.020×100%=75% (4) CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 起始浓度(mol/L) (5-5X) 5X 0 0 转化浓度(mol/L) (5-5X)Y (5-5X)Y (5-5X)Y (5-5X)Y 平衡浓度(mol/L)(5-5X-5Y+5XY)(5X-5Y+5XY)(5-5X)Y (5-5X)Y 所以有 解得X=Y。 |
举一反三
(每空2分,共14分)在锌与盐酸反应的实验中,某同学得到的结果如下表所示:
| 锌的质量/g
| 锌的形状
| 温度/℃
| 完全溶于水的时间/s
| A
| 2
| 薄片
| 5
| 400
| B
| 2
| 薄片
| 15
| 200
| C
| 2
| 薄片
| 25
| 100
| D
| 2
| 薄片
| 35
| t1
| E
| 2
| 颗粒
| 15
| t2
| F
| 2
| 粉末
| 15
| t3
| G
| 2
| 薄片(含少量杂质Cu)
| 35
| t4
| (1)t1= s,在答题卷的方框内画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度)。 (2)利用所画的曲线图,关于温度影响反应速率的结论是 。 (3)t1 (填“>”或“<”)t4,原因是 。t2 t3(填“>”或“<”),原因是 。 |
已知:Ksp(RCl)=1.8×10—10,Ksp(RI)=1.5×10—16 ,Ksp(R2CrO4)=2.0×10—12,则下列难溶盐的饱和溶液中,R+浓度大小顺序正确的是A.RCl>RI> R2CrO4 | B.RCl> R2CrO4>RI | C.R2CrO4>RCl>RI | D.R2CrO4>RI>RCl |
|
某温度下,反应H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数。该温度下在体积均为10 L的三个密闭容器中分别加入反应物,起始加入量如下图所示:
起始量
| 甲
| 乙
| 丙
| H2 (mol)
| 1
| 2
| 2
| CO2(mol)
| 1
| 1
| 2
| 下列判断不正确的是 A.反应开始时,甲中的反应速率最慢,丙中的反应速率最快 B.平衡时,甲和丙中CO2的转化率相等,均是60% C. 平衡时, 乙中H2的转化率大于60% D. 平衡时, 丙中c(H2 ) 是0. 08 mol·L-1 |
(10分)某化学反应2A(g) B(g) + D(g)在四种不同条件下进行,反应器均为相同恒容密闭容器,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度()随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验 序号
|
| 0
| 10
| 20
| 30
| 40
| 50
| 60
| 1
| 800℃
| 1.0
| 0.80
| 0.67
| 0.57
| 0.50
| 0.50
| 0.50
| 2
| 800℃
| C2
| 0.60
| 0.50
| 0.50
| 0.50
| 0.50
| 0.50
| 3
| 800℃
| C3
| 0.92
| 0.75
| 0.63
| 0.60
| 0.60
| 0.60
| 4
| 820℃
| 1.0
| 0.40
| 0.25
| 0.20
| 0.20
| 0.20
| 0.20
| 根据上述数据,完成下列填空: (1)在实验1中,反应在10~20分钟内用A表示的平均速率为 ____________ 。 (2)在实验2中,A的初始浓度C2= ,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。 (3)设实验3的反应速率为υ3,实验1的反应速率为υ1,则υ3 υ1(填>、=、<),且C3= 。 (4)由上述实验,可推测该反应是 反应(选填“吸热”或“放热”)。理由是: 。 (5)1~4组实验中,A的平衡转化率最大的是第 组。 (6)在实验2中,50 min后,若将容器体积增大1倍,则达平衡时B的浓度为 _____ ;该反应的平衡常数K (填“不变”或“增大”或“减小”)。 |
恒温(11000C)恒容密闭容器中发生反应:Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g) 下列说法中不正确的是 A.该平衡常数表达式为 B.容器内气体的质量或压强保持不变,均可说明该反应已达到平衡状态 C.若Na2SO4足量,改变起始充入H2的浓度,则达到平衡时的H2转化率不变 D.若初始时投入2.84克Na2SO4与一定量H2,反应达到平衡时容器内固体共有2.264克,则Na2SO4的转化率为45% |
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