题目内容
1.在一定体积的密闭容器中,发生如下反应:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:T(℃) | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
Ⅱ.该反应为吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
Ⅲ.某温度下,反应体系中各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O),试判断此时的反应温度为700℃.
Ⅳ.830℃时,向该容器中加入1molCO2与1molH2开始反应,达到平衡时,混合气体中CO2的体积分数是25%.
Ⅴ.保持温度不变,若往IV的平衡体系中再通入2molCO2与2molH2,则再达新平衡时,H2的转化率为50%.
分析 I.平衡常数等于生成物平衡浓度化学计量数幂之积与反应物平衡浓度化学计量数幂之积的比;
Ⅱ.由表中数据可知,随温度升高平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动;
Ⅲ.根据等式确定平衡常数,进而确定反应温度;
Ⅳ.设平衡时转化的二氧化碳为xmol,表示出平衡时各组分物质的量,反应前后气体物质的量不变,用物质的量代替浓度代入平衡常数列方程计算解答;
Ⅴ.保持温度不变,若往IV的平衡体系中再通入2molCO2与2molH2,等效为在Ⅳ平衡的基础上增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不移动,氢气的转化率与Ⅳ中相同,结合Ⅳ中数据计算.
解答 解:I.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)的平衡常数表达式K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$,故答案为:$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$;
Ⅱ.由表中数据可知,随温度升高平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,而升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,
故答案为:吸热;
Ⅲ.由3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O),可得K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$=0.6,故反应温度为700℃,故答案为:700;
Ⅳ.设平衡时转化的二氧化碳为xmol,则:
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
起始量(mol):1 1 0 0
变化量(mol):x x x x
平衡量(mol):1-x 1-x x x
反应前后气体物质的量不变,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,则$\frac{x×x}{(1-x)×(1-x)}$=1,解得x=0.5,故平衡时二氧化碳的体积分数为$\frac{0.5mol}{2mol}$×100%=25%,
故答案为:25%;
Ⅴ.保持温度不变,若往IV的平衡体系中再通入2molCO2与2molH2,等效为在Ⅳ平衡的基础上增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不移动,氢气的转化率与Ⅳ中相同,即氢气转化率为$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%,
故答案为:50%.
点评 本题考查化学平衡计算、平衡常数及其应用等,难度不大,注意对平衡常数的理解与灵活应用.
A. | 0-10min内,用A表示的平均反应速率是0.05mol•L-1•min-1 | |
B. | 0-10min内,用B表示的平均反应速率是0.01mol•L-1•min-1 | |
C. | 分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是4:3:1 | |
D. | 随着反应的进行,容器内气体压强始终保持不变 |
A. | 取一定量固体,溶解,向溶液中通入足量的CO2,观察到有晶体析出,说明原固体中一定含有Na2CO3 | |
B. | 取一定量固体,溶解,向溶液中加入适量CaO粉末,充分反应后观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有Na2CO3 | |
C. | 取一定量固体,溶解,向溶液中滴加适量AgNO3溶液,观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有NaCl | |
D. | 称取3.80g固体,加热至恒重,质量减少了0.620g.用足量稀盐酸溶解残留固体,充分反应后,收集到0.880g气体,说明原固体中仅含有Na2CO3和NaHCO3 |