题目内容
在一定条件下,可逆反应A2(g)+B2(g)2C(g)在一个密闭容器中达到平衡时,测得c(A2)=0.5mol·L-1,c(B2)=0.1mol·L-1,c(C)=1.6mol·L-1。若
、
、C的起始浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1、g mol·L-1请确定:
(l)a、g应满足的关系式为_____________。
(2)若反应从正反应方向开始进行,当g=_________,a有最大值为__________。
(3)若反应从逆反应方向开始进行,当b=_________,a有最小值为_________.
(4)b的取值范围为___________________。
(1)a+g∕2=1.3(2)0 1.3(3)0 0.4(4)0≤b≤0.9
解析试题分析:(1)对题目给定的反应平衡来说,它的等效起始状态为c(A2)=1.3mol·L-1,c(B2)=0.9mol·L-1,c(C)=0mol·L-1。或c(A2)=0.4mol·L-1,c(B2)=0mol·L-1,c(C)=1.8mol·L-1。故若A2 、B2、C的起始浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1、g mol·L-1可看做C的g mol·L-1是消耗反应物产生的,等效转化过去。a+g∕2=1.3 b+g∕2=0.9.若反应从逆反应方向开始,则a、b的关系是a-b=0.4,2b+g=1.8(2)若反应从正反应方向开始进行,由a+g∕2=1.3可知当g=0时,a取最大值,最大为1.3. (3)若反应从逆反应方向开始进行,由另一个等效起始状态c(A2)=0.4mol·L-1,c(B2)=0mol·L-1,c(C)=1.8mol·L-1可知:当b=0时,a取最小值,为0.4.(4)根据上述分析可知从正向开始,b取最大值;从逆向开始,b取最小值。所以b的取值范围是0≤b≤0.9。
考点:考查等效平衡和反应混合物中的各物质的取值范围等问题的知识。

某温度下,将2mol A和2.8 mol B充入体积为2 L的恒容密闭容器中,发生如下反应:
aA(g)+B(g)2C(g)+ D(s) ,5 min后达到平衡。平衡时A为1.6mol,放出的热量为Q。在t0时刻,若从平衡体系中分离出四分之一的混合气体,新平衡体系中c(A)为0.6mol/L。
(1) 5 min内用B表示该反应的化学反应速率为 。
(2)该温度下,此可逆反应的逆反应的平衡常数为 。
(3)a的值为 。
(4)下列说法一定能说明上述反应已达到平衡状态的是 。
①单位时间里每生成1molB的同时消耗了2mol的C ②D的物质的量不再变化
③混合气体的密度不再变化 ④混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤体系的压强不再变化
(5)该温度下,某同学设计了以下实验,请在空格中填入热量(含Q的表达式表示)
起始 n(A)/mol | 起始 n(B)/mol | 起始 n(C)/mol | 起始 n(D)/mol | 达到平衡时放出(或吸收)的热量 |
0 | 1.6 | 8 | 足量 | |
在T℃时,向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g)+Y(g) aZ(g)+W(g) ΔH=-Q kJ/mol(Q>0);该反应达到平衡后,放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;若平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小。
请回答下列问题:
(1)化学计量数a的值为________。
(2)下列能说明该反应达到了化学平衡状态的是________(填序号)。
a.容器内压强一定
b.容器内气体的密度一定
c.容器内Z的分子数一定
d.容器内气体的质量一定
(3)维持T℃温度不变,若起始时向容器M中加入2 mol X、1 mol Y和1 mol Ar(稀有气体不参与反应),则反应达到平衡后放出的热量是________kJ。
(4)维持T℃温度不变,若在一个和原容器体积相等的恒压容器N中加入2 mol X和1 mol Y,发生题给反应并达到平衡,则________(填“M”或“N”)容器中的反应先达到平衡状态,容器中X的质量分数M________N(填“>”、“<”或“=”)。
(5)已知:该反应的平衡常数随温度的变化情况如表所示:
温度/℃ | 200 | 250 | 300 | 350 |
平衡常数K | 9.94 | 5.2 | 1 | 0.5 |
若在某温度下,2 mol X和1 mol Y在容器M中反应并达到平衡,X的平衡转化率为50%,则该温度为________℃。
(6)维持T℃温度不变,若起始时向容器M中加入4 mol X和6 mol Y,反应达到平衡时容器内的分子数目减少10%,则反应中放出的热量为________kJ。
(16分)工业上可以在恒容密闭容器中采用下列反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(1)下列情况可以作为判断反应达到平衡状态的依据的是(填序号) 。
A.生成CH3OH 的速率与消耗H2的速率之比为1︰2
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.体系内的压强保持不变
(2)下表所列数据为该反应在不同温度下的化学平衡常数:
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①反应的平衡常数表达式为K= 。由上表数据判断,该反应的△H 0(填“>”、“=”或“<”)。升高温度,正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②某温度下,将2molCO和6molH2充入一个容积为2L的密闭容器中,达到平衡时c(H2)=1.4mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(3)欲提高CO的转化率,可采取的措施是 。(填序号)
A.升温
B.加入更高效的催化剂
C.恒容条件下充入CO
D.恒容条件下充入H2
E.恒容条件下充入氦气
F.及时移走CH3OH
(4)一定条件下,CO和H2在催化剂作用下生成1molCH3OH的能量变化为90.8kJ。该温度下,在三个容积相同的密闭容器中,按不同方式投料,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
投料方式 | 1molCO、2molH2 | 1molCH3OH | 2molCH3OH | |
平衡数据 | C(CH3OH)/(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 | |
反应的能量变化 | akJ | bkJ | ckJ | |
原料转化率 | α1 | α2 | α3 |
下列分析正确的是 。(填序号)
A.2c1<c3 B.2 p1<p3 C.|a|+|b|=90.8 D.α1+α3>1
(甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)2H2(g)
CH3OH(g)
Q
下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(1)判断反应达到平衡状态的依据是( )
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)由表中数据判断Q 0 (填“>”、“

是( )
A.加入催化剂 B.充入CO C.充入H2 D.升温
(3)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c


CO的转化率为 。
(4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:
C(s)


C(s)



CO(g)



则K1、K2、K3之间的关系是: 。