题目内容
【题目】研究CO、NO、NO2等气体的性质,以便消除污染或变废为宝,可以保护环境、节约资源.试运用所学知识,解决下列问题:
(1)生产水煤气过程中有以下反应: ①C(s)+CO2(g)2CO(g)△H1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H3;
若平衡表达式为K= ,则它所对应的化学反应方程式是(填序号) .
(2)对反应①下列说法中能说明该反应达到平衡状态的 a.温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
b.温度和体积一定时,容器内的压强不再变化
c.温度和体积一定时,生成物的浓度不再变化
d.温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化
(3)不同温度下反应②的平衡常数如下表所示.则△H20(填“<”或“>”);在500℃时,把等物质的量浓度的CO和H2O(g)充入反应容器,达到平衡时c(CO)=0.005molL﹣1、c(H2)=0.015molL﹣1 , 则CO的平衡转化率为 .
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.945795506 | 9 | 1 |
(4)对反应2NO2(g)N2O4(g)△H<0在温度为T1、T2时,平衡体系N2O4的体积分数随压强变化曲线如图所示.
则T1T2(填“>”或“<”);增大压强,平衡移动(填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”);B、C两点的平衡常数BC(填“>”或“<”).
【答案】
(1)③
(2)bcd
(3)<;75%
(4)<;正反应方向;>
【解析】解:(1)根据平衡表达式为K= 知,生成物中含有氢气、一氧化碳两种气体,反应物中含有水蒸气,则符合条件的只有③,所以该反应是③; 将方程式①+②得③,所以其焓变得△H1+△H2═△H3(或△H2═△H3﹣△H1 , 或△H1═△H3﹣△H2 ,
所以答案是:③;(2)对反应①C(s)+CO2(g)2CO(g)△H1;
a.温度和体积一定时,混合气体无颜色变化,故a错误;
b.温度和体积一定时,反应前后气体物质的量变化,当物质的量不变容器内的压强不再变化说明反应达到平衡状态,故b正确;
c.温度和体积一定时,生成物的浓度不再变化是平衡标志,故c正确;
d.温度和体积一定时,反应前后气体质量变化,气体体积不变,则混合气体的密度不再变化说明反应达到平衡状态,故d正确;
所以答案是:bcd;(3)根据表中数据知,升高温度,化学平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,△H2<0,根据反应方程式中各物质的关系式知,平衡时,c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mo/L,
参加反应的c(CO)=c(H2)=0.015mo/L,一氧化碳的转化率= ×100%=75%,
所以答案是:<;75%;(4)该反应的正反应是放热反应,相同压强下,由C到A,四氧化二氮的体积分数增大,平衡向正反应方向移动,说明温度降低,则T1<T2;该反应的正反应是气体体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,温度越高,平衡常数越小,所以B>C,
所以答案是:<;正反应方向;>.
【考点精析】认真审题,首先需要了解化学平衡状态的判断(状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等),还要掌握化学平衡的计算(反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%)的相关知识才是答题的关键.