在一固定容积为2L的密闭容器中加入2molA和3molB,保持温度为30℃,在催化剂存在的条件下进行下列反应:2A(g)+3B(g)⇌3C(g),2分钟达到平衡
题型:不详难度:来源:
在一固定容积为2L的密闭容器中加入2molA和3molB,保持温度为30℃,在催化剂存在的条件下进行下列反应:2A(g)+3B(g)⇌3C(g),2分钟达到平衡,生成1.5molC,此时,平衡混合气中C的体积分数为ω1;若将温度升高到70℃后,其他条件均不变,当反应重新达到平衡时,C的物质的量为2.1mol,体积分数为ω2,请回答下列问题, (1)该反应在30℃时平衡常数K1=______,焓变△H______0(填“>”、“<”或“=”). (2)该反应在30℃时平衡混合气中C的体积分数为ω1=______;从反应开始到达到化学平衡状态时v(A)=______mol/(L•min) (3)该反应在70℃时平衡常数为K2,则K1______K2(填“>”、“=”或“<”) (4)70℃时,若保持温度不变,在2L的密闭容器中加入4molA和6molB,当反应重新达到平衡时,C的体积分数为ω3,则ω3______ω2(填“>”、“<”或“=”). (5)可以判断2A(g)+3B(g)⇌3C(g)反应已经达到平衡的是______ A.2v(B)=3v(A) B.密闭容器中总压强不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.混合气体的平均相对分子质量不再改变 E.n(A):n(B):n(C)=2:3:3. |
答案
(1)2min达平衡,平衡时C为1.5mol,C的平衡浓度为=0.75mol/L,则: 2A(g)+3B(g)⇌3C(g) 开始(mol/L):1 1.50 变化(mol/L):0.5 0.75 0.75 平衡(mol/L):0.5 0.75 0.75 故30℃平衡常数k==4, 由题意可知,升高温度平衡时C的物质的量增大,说明升高温度平衡向正反应移动,故正反应为吸热反应,即△H>0, 故答案为:4,>; (2)30℃时平衡时C的物质的量为1.5mol,则: 2A(g)+3B(g)⇌3C(g)物质的量减少△n 3 2 1.5mol 1mol 故平衡时反应混合物总的物质的量为2mol+3mol-1mol=4mol,C的体积分数ω1=×100%=37.5%, v(C)==0.375mol/(L•min),率之比等于化学计量数之比,所以v(A)=v(C)=×0.375mol/(L•min)=0.25mol/(L•min),故答案为:37.5%,0.25; (3)升高温度平衡向正反应方向移动,说明温度越高平衡常数越大,故K1<K2,故答案为:<; (4)等效为在70℃到达平衡的基础上压强增大一倍,平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,故ω3>ω2, 故答案为:>; (5)A.未指明正逆速率,不能说明到达平衡,故A错误; B.随反应进行,反应混合物的物质的量减小,压强降低,密闭容器中总压强不变,说明到达平衡,故B正确; C.混合气体的总质量不变,容器的体积不变,容器中混合气体的密度始终不变,不能说明到达平衡,故C错误; D.混合气体的总质量不变,随反应进行,反应混合物的物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量减小,当混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明到达平衡,故D正确; E.平衡时各组分的物质的量之比不一定等于化学计量数之比,与开始的物质的量及转化率有关,当n(A):n(B):n(C)=2:3:3,不能说明到达平衡,故E错误; 故答案为:BD. |
举一反三
在4L恒容密闭容器中充入6molA气体和5molB气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)⇌2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2molC,经测定D的浓度为0.5mol•L-1,下列判断正确的是( )A.x=3 | B.A的转化率为50% | C.平衡时3v正(A)=2v逆(C) | D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的95% |
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某温度下将1molN2和2.5molH2的混合气体通入1L密闭容器中,在一定条件下发生反应,达到化学平衡时,测得混合气体中N2的物质的量为0.2mol.求: (1)平衡时N2的转化率. (2)此温度下反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数. |
.联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料.N2H4与N2O4反应能放出大量的热. (1)已知:2NO2(g)⇌N2O4(g),N2O4为无色气体. ①在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H______0(填写“>”、“<”、“=”) ②一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡,达到平衡状态的标志______. A单位时间内生成nmolN2O4的同时生成2nmolNO2 B用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:1的状态 C混合气体的颜色不再改变的状态 D混合气体的密度不再改变的状态 E混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ③其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是______(填字母) A减小NO2的浓度B降低温度C增大压强D升高温度 ④17℃、1.01×105Pa,往10L密闭容器中充入NO2,达到平衡时,c(NO2)=0.2mol•L-1、c(N2O4)=0.16mol•L-1.请计算反应初始时,充入NO2的物质的量;请计算该温度下该反应的平衡常数K;请计算该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K.(请写出计算过程) (2)25℃时,1molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出612.5kJ的热量. 请写出该反应的化学方程式:______. |
在100℃时,将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽真空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 | n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 | 一定条件下,在容积为10L的密闭容器中,将1molX和1molY进行如下反应:2X(g)+Y(g)⇌Z(g),经60s达到平衡生成0.3mol的Z,下列说法正确的是( )A.60s时Z的平衡浓度为0.03mol/L | B.将容器容积变为20L,Z的新平衡浓度将等于原平衡浓度的一半 | C.若温度和体积不变,往容器内增加1molX,Y的转化率将增大 | D.若升高温度,X的体积分数增大,则正反应的△H>0 |
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