题目内容

【题目】煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:

温度/oC

400

500

830

1000

平衡常数K

10

9

1

0.6

试回答下列问题:

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=______________________

(2)上述正向反应是_________________(填放热吸热)反应。

(3)某温度下,上述反应达到平衡时,恒容、升高温度,原化学平衡向_________(填)反应方向移动,正反应速率___________(填增大”“减小不变),容器内混合气体的压强_____________(填增大”“减小不变”)。

(4)830oC时发生上述反应,按下表中的物质的量投入恒容反应器,其中在向正反应方向进行的有____________(选填A、B、C、D)。

A

B

C

D

n(CO2)/mol

3

1

0

1

n(H2)/mol

2

1

0

1

n(CO)/mol

1

2

3

0.5

n(H2O)/mol

5

2

3

2

【答案】 放热 增大 增大 B、C

【解析】(1)已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数K=正确答案

(2)由表中数据可知升高温度化学平衡常数减小,生成物浓度减小,反应物浓度增加,平衡逆向移动,所以△H<0,属于放热反应;正确答案放热。

(3)对于放热反应升高温度虽然反应逆向移动,但正逆反应速率都增大;反应前后化学计量数不变且反应物和生成物都是气体,升高温度平衡逆向移动,所以气体的物质的量不变,但是升高温度气体分子的间隔变大,导致压强增大;正确答案增大;增大。

(4)根据830时,平衡常数K=1计算; 浓度商Q=>1,反应向逆反应方向移动,A错误; 浓度商Q=<1,反应向正反应方向移动,B正确; 只有反应物,反应向正反应方向移动,C正确; 浓度商Q==1,达到平衡状态,平衡不移动,D错误正确选项BC。

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(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中,下述现象能说明反应达到平衡的是 _________

a.v(N2O4)=2v(NO2)

b.体系颜色不变

c.气体平均相对分子质量不变

d.气体密度不变

达到平衡后,保持体积不变升高温度,再次到达平衡时,混合气体颜色____(填 “变深”“变浅”或“不变”),判断理由_______

(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数[例如:p(NO2)=p×x(NO2)]。写出上述反应平衡常数Kp表达式 _______________________(用p、各气体物质的量分数x表示);影响Kp的因素_________________

(3)上述反应中,正反应速率vk·p(N2O4),逆反应速率vk·p2(NO2),其中kk为速率常数,则Kp____(以kk表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa),已知该条件下k=4.8×104 s-1,当N2O4分解10%时,v______________kPa·s-1

(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4,维持总压强p0恒定,在温度为T时,平衡时N2O4分解百分率为α。保持温度不变,向密闭容器中充入等量N2O4,维持总压强在2p0条件下分解,则N2O4的平衡分解率的表达式为__________________________

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