题目内容
【题目】Ⅰ.氢气用于工业合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g);ΔH = -92.2 kJ·mol-1。一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如下图所示,其中t5 ﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是
t5 ___________________。t7___________________。
Ⅱ.已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g), 其平衡常数为K1;
化学反应②:Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2。
在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
(1)1173K时,若c(CO2)=2mol/L,c(CO) =5mol/L,则此时反应①平衡向__________(填“正”或“逆”)反应方向移动。
(2)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),写出该反应的平衡常数K3的表达式:K3=_______________________(用K1 、 K2表示)。据此关系式及上表数据,能推断出反应③是______(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施是______(填写序号)。
A.缩小反应容器容积 B.扩大反应容器容积 C.降低温度
D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.设法减少CO的量
能判断反应③已达平衡状态的是_______________________________。
A.恒容容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.(H2)==
(H2O) D.c(CO2)==c(CO)
(3)723K时,0.2molCO2和0.1molH2通入抽空的1L恒容密闭容器中,发生反应③,达到平衡后水的物质的量分数为0.1。则H2的转化率α(H2)=___________%。723K该反应的平衡常数为K=________________。(结果保留两位有效数字)
【答案】t5 减少NH3浓度 t7 降低温度 逆 K3= 吸热 DF BC 30% 0.076
【解析】
I.根据图像中正逆反应速率的变化确定移动方向;
II.(1)根据Qc与K1的关系确定平衡移动方向;
(2)根据方程式确定K3=;计算K3,确定正反应为吸热反应;
(3)根据方程式列出关系进行计算。
I. t5时,正反应速率未变,逆反应速率减小,则改变的外界条件为减小生成物的浓度;t7时,正逆反应速率均减小,且反应正向进行,若为减小压强,体积增大平衡逆向移动,与题意不符,若为降低温度,平衡向放热的方向移动,已知正反应为放热,则正向移动,符合题意;
II.(1)1173K时,Qc= c(CO)/c(CO2)=5/2=2.5> K1=2.15,则平衡逆反应方向移动;
(2)根据方程式,K3=,K1=
,K2=
,则K3=
;973K时,K3=1.47/2.38=0.62,1173K时,K3=2.15/1.67=1.29,升高温度,K值增大,平衡正向移动,则正反应为吸热反应;
A.可逆号两边气体计量数相同,缩小反应容器容积,平衡不移动,与题意不符,A错误;
B.可逆号两边气体计量数相同,扩大反应容器容积,平衡不移动,与题意不符,B错误;
C.反应为吸热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,平衡向放热的方向移动,即逆反应方向,与题意不符,C错误;
D.反应为吸热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向吸热的方向移动,即正反应方向,符合题意,D正确;
E.使用合适的催化剂,可提高反应速率,对化学平衡无影响,与题意不符,E错误;
F.设法减少CO的量,CO为生成物,则平衡正向移动,符合题意,F正确;
答案为DF;
A.可逆号两边气体计量数相等,反应自始至终,容器内的气体物质的量一直未变,容积为恒容,则恒容容器中压强一直不变,压强不能作为判断是否平衡的依据,A错误;
B.反应达到平衡状态时,体系中各气体的浓度不再改变,混合气体中c(CO)不变时,达到平衡状态,B正确;
C.(H2)、
(H2O) 反应方向相反,物质的量之比等于计量数之比,则可判断达到平衡状态,C正确;
D.c(CO2)==c(CO)时,不能判断是否达到平衡状态,D错误;
答案为BC;
(3)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
初始:0.2 0.1
反应:x x x x
平衡:0.2-x 0.1-x x x
x/(0.2-x+0.1-x+x+x)=0.1,则x=0.03mol,α(H2)=×100%=30%;723K时,c(CO2)=0.17mol/L,c(H2)=0.07mol/L,c(CO)=0.03mol/L,c(H2O)=0.03mol/L,K=
=0.076。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)