题目内容
【题目】一定温度下的密闭容器中存在如下反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g),已知A和B的起始浓度均为3mol·L-1,经测定该反应在该温度下的平衡常数K=1,试判断:
(1)达到平衡时,A的转化率为多少?(3分)
(2)当A的起始浓度仍为3mol·L-1,B的起始浓度为6mol·L-1,求:平衡时A的体积分数?(3分)
【答案】
(1)50%(3分)
(2)11.1%(3分)
【解析】
试题分析:
(1)设达到平衡时,A的转化浓度为x
A(g)+B(g)C(g)+D(g)
初始浓度:3 3 0 0
变化浓度:x x x x
末态浓度:3-x 3-x x x
则=1,解得x=,A的转化率为×100%=50%。
(2)当A的起始浓度仍为3mol·L-1,B的起始浓度为6mol·L-1,因温度没变,则平衡常数K=1,
A(g)+B(g)C(g)+D(g)
初始浓度:3 6 0 0
变化浓度:y y y y
末态浓度:3-y 6-y y y
则=1,解得y=2,平衡时A的体积分数为×100%=11.1%。
【题目】煤的气化是对煤进行深加工的重要方法,其主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气。
(1)已知在101KPa、150℃时,各1mol的碳、一氧化碳和氢气在足量的氧气充分燃烧并恢复至原温度,所放出的热量分别为393.7kJ/mol、283.0kJ/mol、242.0 kJ/mol,请写出煤的气化反应的热化学方程式__________________;请从热力学角度简述该反应在某条件下能够正向进行的原因是_______________。
(2)在恒容密闭容器里,按物质的量比1:1加入一定量的碳和水蒸气反应生成水煤气。一定条件下达到平衡,当改变反应的某一条件时,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_________。(填序号)
A.正反应速率先增大后减少 B.化学平衡常数K减少
C.混合气体的平均相对分子质量减少 D.反应物气体体积分数增大
(3)一定条件下煤的气化产物还可以发生反应,700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g) 反应过程中测定的部分数据见下表:
反应时间/ min | n(CO)/ mol | n(H2O)/ mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
5 | 0.80 | |
10 | 0.20 |
请根据表格回答下列问题:
①计算反应在5min内由氢气表示的平均速率为:_____________。
②列式并计算该反应在700℃时的化学平衡常数K=__________,如果温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
③将上表中达平衡后的混合气体恢复至室温,用200mL2mol/LNaOH溶液进行吸收,充分反应后假设溶液体积不变,下列说法不正确的是:(已知HCO3-电离常数约为410-11,CaCO3的溶度积常数约为310-9)___________
A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
B.c(H2CO3)<c(CO32-)
C.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.向该溶液中加入等体积等浓度的CaCl2溶液产生白色沉淀