题目内容
【题目】一个密闭容器,中间有一无摩擦、可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入8molN2,右边充入CO和CO2的混合气体共64g时,隔板处于如图位置(保持温度不变)。
(1)右边气体的物质的量为___。
(2)右边气体中CO和CO2的质量之比为__。
(3)若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于距离右端1/3处,保持温度不变,则前后两次充入情况容器内的压强之比为___。
【答案】2mol 21:11 5:6
【解析】
根据阿伏伽德罗定律的推论,同温、同压,气体的体积与气体的物质的量成正比。
同温、同物质的量,气体压强与体积成反比。
(1)由图可知左右两侧气体的体积之比为4:1,故其物质的量之比为4:1,所以右侧气体的物质的量为2mol。
(2)设CO的物质的量是xmol,CO2的物质的量是(2-x)mol,28x+44(2-x)=64,x=1.5mol, CO和CO2的的质量比为(1.5×28):(0.5×44)= 21:11。
(3)左右两侧气体的压强相同,根据PV=nRT ,前后两次充入气体,左侧气体的物质的量和温度均保持不变,则===5:6。
【题目】合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。
(1)向合成塔中按物质的量之比l:4充入N2、H2进行氨的合成,图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。
①图A中氨气的体积分数为15%时,H2的转化率为_______。
②图B中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是_______(填“a”或“b”)。
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,反应的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0,一定温度下,在体积为2 L的恒容容器中发生上述反应,各物质的物质的量变化如下表:
①分析表中数据,判断5 min时反应是否处于平衡状态?_____(填“是”或“否”)。
②该温度下,上述反应的平衡常数K=_____________________。
③反应在7~10 min内,CO的物质的量减少的原因可能是____________(填字母)。
a.减少CH4的物质的量 b.降低温度 c.升高温度 d.充入H2
④下列方法中可以证明上述反应已达平衡状态的是___________。
a.单位时间内生成3n mol H2的同时生成n mol CO
b.容器内压强不再变化
c.混合气体密度不再变化
d.混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.CH4的质量分数不再变化
⑤已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
气化反应式 | lgK | ||
700K | 900K | 1200K | |
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) | -2.64 | -0.39 | 1.58 |
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) | -1.67 | -0.03 | 1.44 |
则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在900K时,该反应平衡常数的对数值(lgK)=_______。
(3)在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)pC(g),在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表:
压强p/Pa | 2×105 | 5×105 | 1×106 |
c(A)/molL-1 | 0.08 | 0.20 | 0.44 |
①当压强从2×105Pa增加到5×105Pa时,平衡______移动(填“正向、逆向或不”)。
②当压强为1×106Pa时,此反应的平衡常数表达式为______________。