(1)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K与温度t的关系如下。请回答下列问题:t℃700
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(1)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K与温度t的关系如下。请回答下列问题:
t℃
| 700
| 800
| 830
| 1000
| 1200
| K
| 0.6
| 0.9
| 1.0
| 1.7
| 2.6
| ①该反应的化学平衡常数的表达式K = ,由上表数据可得,该反应为 反应。(填“吸热”或“放热”) ②800℃,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为c(CO)="0.01" mol·L-1、c(H2O)="0.03" mol·L-1、c(CO2)="0.01" mol·L-1、c(H2)="0.05" mol·L-1,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率 (填"大"、"小"或"不能确定") ③830℃,在1 L的固定容器的密闭容器中放入2 mol CO2和1 mol H2,平衡后CO2的转化率为 。 (2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
①平衡时CH3OH的体积分数w为 。 ②现在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是
容器
| 实验1
| 实验2
| 实验3
| 反应物投入量(始态)
| 1mol CO2、3mol H2
| 1mol CH3OH、1mol H2O
| 2mol CH3OH、2mol H2O
| CH3OH的平衡浓度/mol·L-1
| C1
| C2
| C3
| 反应的能量变化
| 放出 x kJ
| 吸收y kJ
| 吸收z kJ
| 体系压强/Pa
| P1
| P2
| P3
| 反应物转化率
| a1
| a2
| a3
| A.2 C1>C3 B.x+y="49.0 " C.2P2< P3 D.(a1+ a3)<1 E.2P1> P3 F.a1= a2 ③在一个装有可移动活塞的容器中进行上述反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。反应达到平衡后,测得CH3OH的物质的量为a mol,保持容器内的温度和压强不变,向平衡体系中通入少量的H2,再次达到平衡后,测得CH3OH的物质的量为b mol,请比较a、b的大小 。 |
答案
(1)①K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2) (1分),吸热(1分); ②小(1分);③CO2的转化率为1/3(1分) (2)①30%(2分),②BDE(2分) ③a<b(1分)。[解答]为说明问题方便起见,设原浓度皆为1mol•L-1,加入H2时,H2的浓度增大,设为原浓度的x倍(x>1),CO2、CH3OH、H2O的浓度均减小相同倍数,设为原来浓度的y倍(y<1),则Q(浓度商)= y/x3 K(K为平衡常数),所以Q<K,平衡向正反应方向移动,故得a<b。 |
解析
略 |
举一反三
某温度下,在一固定容积的容器中进行反应H2(g)+I2(g)2HI(g),下列情况一定能说明反应已达到限度的是( ) A.压强不再随时间而改变时 | B.气体的总质量不再改变时 | C.混合气体中各组成成分的含量不再改变时 | D.单位时间内每消耗1 mol I2,同时有2 mol HI生成时 |
|
在一固定容积的密闭容器中,放入3 L气体X和2 L气体Y,在一定条件下发生下列反应:4X(g)+3Y(g)2Q(g)+nR(g)达平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增大了5%,X的浓度减小。则此反应中n值是( ) |
在温度压强不变时,1mol NO2高温分解,生成NO和O2,达到平衡时容器内气体的物质的量变为1.2mol,这时NO2的转化率为 |
(10分)在温度一定的条件下,向一密闭容器中加入4mol SO2和3 mol O2,发生反应:2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) △H<O,达到平衡后,生成了a mol SO3。 (1) 温度升高,该反应的化学平衡常K值___________(填增大、减小、可能增大也可能减小)。 (2)SO2的转化率为 (用字母a的表达式表示) (3)若该反应是在恒温恒压的密闭容器中进行的。现加入8mol SO2和6mol O2,达到平衡后SO3气体的物质的量为 mol (用字母a表示)。如在同样的条件下,加入3mol SO2、3mol O2、x molSO3气体,达平衡后SO3在反应混合气中的体积分数与原平衡相同,则x= ,平衡后SO3的物质的量是 mol。(用含a的表达式表示) |
(12分)化学平衡原理在工农业生产中发挥着重要的指导作用。 (1)反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常数K的表达式为 ; 已知C(s) + H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数为K1;H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数为K2 ,则K与K1、K2二者的关系为 。 (2) 已知某温度下,反应2SO2+O22SO3,的平衡常数K=19 在该温度下的体积固定的密闭容器中充入C(SO2)=1mol·L-1,C(O2)="1" mol·L-1,当反应在该温度下SO2转化率为80%时,该反应 (填“是”或“否”)达到化学平衡状态,若未达到,向 (填“正反应”或“逆反应”) 方向进行。 (3)对于可逆反应:aA(g) +bB(g)cC(g)+dD(g) △H = a kJ·mol-1; 若a+b>c+d,增大压强平衡向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;若升高温度,平衡向逆反应方向移动,则a_______0(填“>”或“<”) |
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