题目内容
. (14分)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“<”“ >”“ =”);
(2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。,则6s时c(A)= mol·L-1, C的物质的量为 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为 ,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为 ;
(3)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.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c. c(A)不随时问改变 d.单位时间里生成c和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
|温度/ ℃ | 700 | 900 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(1)该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“<”“ >”“ =”);
(2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。,则6s时c(A)= mol·L-1, C的物质的量为 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为 ,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为 ;
(3)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.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c. c(A)不随时问改变 d.单位时间里生成c和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
(共14分)
(1) < (每空1分,共2分)
(2)0.022 mol·L-1 0.09mol 80% 80% (每空2分,共8分)
(3) c(2分)
(4) 2.5(2分)
(1) < (每空1分,共2分)
(2)0.022 mol·L-1 0.09mol 80% 80% (每空2分,共8分)
(3) c(2分)
(4) 2.5(2分)
(1)平衡常数是在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以该反应的平衡常数表达式K=。根据表中数据可知,升高温度,平衡常数减小。这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,因此正反应是放热反应,即△H<0。
(2)6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。,则消耗A的浓度是0.018mol/L。A的起始浓度是0.20mol÷5L=0.04mol/L,所以此时A的浓度是0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L。根据方程式可知,C的物质的量浓度是0.018mol/L,所以C的物质的量是0.018mol/L×5L=0.09mol;设A的转化率是x,则平衡时ABCD的物质的量分别是(0.2-0.2x)mol、(0.8-0.2x)mol、0.2xmol、0.2xmol。根据平衡常数表达式可知0.2x×0.2x=(0.2-0.2x)×(0.8-0.2x),解得x=0.8,即转化率是80%;如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,则平衡不移动,转化率不变。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以选项c正确;反应前后体积不变,因此压强始终是不变的,a不正确;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,b不正确;d中反应速率的方向是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比,因此d中的关系始终是成立,不正确,答案选c。
(4)逆反应的平衡常数是正反应平衡常数的倒数,因此该反应的平衡常数是1÷0.4=2.5。
(2)6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。,则消耗A的浓度是0.018mol/L。A的起始浓度是0.20mol÷5L=0.04mol/L,所以此时A的浓度是0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L。根据方程式可知,C的物质的量浓度是0.018mol/L,所以C的物质的量是0.018mol/L×5L=0.09mol;设A的转化率是x,则平衡时ABCD的物质的量分别是(0.2-0.2x)mol、(0.8-0.2x)mol、0.2xmol、0.2xmol。根据平衡常数表达式可知0.2x×0.2x=(0.2-0.2x)×(0.8-0.2x),解得x=0.8,即转化率是80%;如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,则平衡不移动,转化率不变。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以选项c正确;反应前后体积不变,因此压强始终是不变的,a不正确;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,b不正确;d中反应速率的方向是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比,因此d中的关系始终是成立,不正确,答案选c。
(4)逆反应的平衡常数是正反应平衡常数的倒数,因此该反应的平衡常数是1÷0.4=2.5。
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