题目内容
在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应应:
A(g)B(g)+C(g) △H ="+85.1" kJ· mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
总压强p/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为 。
(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为 。
平衡时A的转化率为 ,列式并计算反应的平衡常数K 。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),
n总= mol,n(A)= mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a=
反应时间t/h | 0 | 4 | 8 | 16 |
c(A)/(mol·L-1) | 0.10 | a | 0.026 | 0.0065 |
(1)升高温度、降低压强
(2)α(A)=(-1)×100%;94.1%;K==1.5;
(3)①0.1×;0.1×(2-);
②0.051;每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。0.013
解析试题分析:(1)根据反应是放热反应特征和是气体分子数增大的特征,要使A的转化率增大,平衡要正向移动,可以采用升高温度、降低压强的方法。
(2)反应前气体总物质的量为0.10mol,令A的转化率为α(A),改变量为0.10α(A) mol,根据差量法,气体增加0.10α(A)mol,由阿伏加德罗定律列出关系:
=α(A)=(-1)×100%;α(A)=(-1)×100%=94.1%
平衡浓度C(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L,K==1.5
(3)①= n=0.1× ;其中,n(A)=0.1-(0.1×-0.1)=0.1×(2-)
②n(A)=0.1×(2-)=0.051 C(A)=0.051/1=0.051mol/L
每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。当反应12小时时,C(A)=0.026/2=0.013mol/L
考点:考察化学平衡知识,涉及平衡移动,转化率、平衡常数、平衡计算、反应速率、表格数据分析。
设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H=Q1的平衡常数为K1,
反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)△H=Q2的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
温度(T) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
(1)从上表可推断,反应①是________(填“放”或“吸”)热反应;
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H=Q3
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________;可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有__________。
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.使用合适的催化剂
D.设法减少CO的量E.升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3=_____________;
用纯净的碳酸钙跟稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:
(1)实验过程如右图所示,分析判断: 段化学反应速率最快, 段收集的二氧化碳最多。
(2)为了减缓上述化学反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是( )
A.蒸馏水 | B.NaCl固体 | C.NaCl溶液 | D.浓盐酸 |
化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
I.氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验(图中所用电极均为惰性电极):
(1)对于氢氧燃料电池中,下列表达不正确的是________
A.a电极是负极,OH-移向正极 |
B.b电极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH- |
C.电池总反应式为:2H2+O22H2O |
D.电解质溶液的pH保持不变 |
(2)上图装置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时,则此时上图装置中溶液的pH=________(溶液体积变化忽略不计)
II.氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.20 kJ·mol-1。
(1)下列事实中,不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
(2)已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
反应进行到2小时时放出的热量为________
0~1小时内N2的平均反应速率________mol·L-1·h-1;
③此条件下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将向________ 方向移动(填“正反应”或“逆反应”、“不移动”)。
已知A(g)+B(g)2 C(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.70 | 1.10 | 1.00 | 0.60 | 0.40 |
回答下列问题:
(1) 该反应的平衡常数表达式K=______,△H_____0(填“<”“>”“=”);
(2) 容积固定,判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母):
a.气体的密度不随时间改变 b. c(A)不随时间改变
c.混合气体平均相对分子质量不随时间改变 d. 压强不随时间改变
(3)1200℃时反应2C(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
(4)830℃时,向一个10.00 L的密闭容器中充入0.40mol的A和1.60mol的B,如果反应初始2s内生成C的物质的量为0.40mol,则2s内A的平均反应速率v(A)= ____mol·L-1·s-1; 2s时c(B)= ____ mol·L-1; 2s时A的转化率为____;2s时C的体积分数为____。