题目内容

【题目】在一定温度下,将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中,发生如下反应A(g)+B(g)x C(g)+D(g)△H<0,2min末反应达到平衡状态,生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白:
(1)x值等于 2min内v(B)=
(2)A的转化率为
(3)该反应达到平衡时,再向容器中加入1.2molA和0.6molB,再次达到平衡后,A的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)该反应的平衡常数的表达式k= , 450℃时平衡常数500℃时平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”).
(5)相同温度下,若起始时向该容器中充入0.4mol A、0.4mol B、0.2molC和0.2molD,反应达到平衡前,反应速率vv(填“>”或“<”),达到平衡时D的浓度为

【答案】
(1)1,0.2mol/(L.min)
(2)33.3%
(3)不变
(4),大于
(5)>,0.15mol/L
【解析】解:在一定温度下,将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中,2min末反应达到平衡状态,生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,生成C为0.4mol/L×2=0.8mol,则:

A(g)+

B(g)

xC(g)+

D(g)

起始(mol)

2.4

1.2

0

0

转化(mol)

0.8

0.8

0.8

0.8

平衡(mol)

1.6

0.4

0.8

0.8

(1)物质的量之比等于化学计量数之比,所以0.8mol:0.8mol=x:1,解得x=1,

v(B)= =0.2mol/(L.min),

所以答案是:1;0.2mol/(L.min);
(2)A的转化率= ×100%=33.3%,

所以答案是:33.3%;
(3)该反应达到平衡时,再向容器中加入1.2molA和0.6molB,等效为在原平衡基础上增大压强,反应前后气体的体积不变,增大反应体系的压强,平衡不移动,A的转化率不变,

所以答案是:不变;
(4)A(g)+B(g)xC(g)+D(g)的化学平衡常数表达式K=

正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,450℃时平衡常数大于500℃时平衡常数,

所以答案是: ;大于;
(5)反应前后气体物质的量不变,用物质的量代替浓度计算平衡常数,则K= = =1,算此时浓度商Qc= =0.25<K=1,反应向正反应进行,则v>v

设平衡时转化的A为ymol,则:

A(g)+

B(g)

C(g)+

D(g)

起始(mol)

0.4

0.4

0.2

0.2

转化(mol)

y

y

y

y

平衡(mol)

0.4﹣y

0.4﹣y

0.2+y

0.2+y

所以 =1,解得y=0.1

故平衡时D的浓度为 =0.15mol/L,

所以答案是:>;0.15mol/L.
【考点精析】掌握化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算是解答本题的根本,需要知道化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效);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%.

练习册系列答案
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(1)二氧化硫可用于催化氧化制硫酸。硫酸工业中,作为催化剂的V2O5对反应I的催化循环过程经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,如图所示:

下列分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:

化学键

S=O(SO2)

S=O(SO3)

O=O(O2)

能量/kJ

535

a

496

反应Ⅰ的△H=-98 kJ ·mol-1,则 a=____________。反应Ⅲ的化学方程式为______________。将2molSO2和1molO2充入密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。平衡时SO3的体积分数(% )随温度和压强的变化如表所示:下列判断正确的是(_____________

压强/MPa

体积分数/%

温度/℃

1.0

2.0

3.0

350

5.0

a

b

415

c

40.0

d

550

e

f

36.0

A.b >e

B.415℃、2.0MPa时O2的转化率为60%

C.在一定温度和压强下,加入V2O5作催化剂能加快反应速率,提高SO3的体积分数

D.平衡常数K(550℃)>K(350℃)

(2)较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸。图中离子交换膜是________离子交换膜(填“阴”、“阳”)。

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请解释曲线如图变化的原因_______________________________

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