题目内容

化学平衡状态I、II、Ⅲ的相关数据如下表:
编号       化学方程式  平衡常数  温度
 979K  1173K
 Fe(s)+CO2?FeO(s)+CO(g)  K1  1.47  2.15
 CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)  K2  1.62  b
 Fe(s)+H2O(g)?
FeO(s)+H2(g)
 K3  a  1.68
根据以上信息判断,下列结论错误的是(  )
A、a>b
B、增大压强;平衡状态II不移动
C、升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动
D、反应Ⅱ,Ⅲ均为放热反应
分析:分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ反应的平衡常数表达式,图表数据计算计算K3分析判断;
A、依据计算出色平衡常数ab分析判断大小;
B、反应Ⅱ是气体体积不变的反应,增大压强平衡不动;
C、依据平衡常数随温度变化分析判断反应能量变化,结合平衡移动原理分析;
D、通过计算出的平衡常数,结合平衡常数随温度的变化判断反应能量变化;
解答:解:Fe(s)+CO2?FeO(s)+CO(g),K1=
c(CO)
c(CO2)

CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),K2=
c(CO2)c(H2)
c(CO)c(H2O)

Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g),K3=
c(H2)
c(H2O)

同温度下,K2=
K3
K1
,K3=K1?K2,979K平衡常数a=1.47×1.62=2.38,1173K平衡常数b=
1,68
2.15
=0.78,
A、计算分析可知a>b,故A正确;
B、反应ⅡCO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),是气体体积不变的反应,增大压强平衡不动,故B正确;
C、计算得到平衡常数,反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小,平衡逆向进行,故C错误;
D、反应Ⅱ的平衡常数随温度升高减小,说明正反应为放热反应,反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小,说明正反应为放热反应,故D正确;
故选C.
点评:本题考查了化学平衡常数计算应用,注意图表数据的分析判断,注意相同温度下计算平衡常数减小比较,题目难度中等.
练习册系列答案
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I.描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb).
表1
酸或碱 电离平衡常数(Ka或 Kb
CH3COOH 1.8×10-5
HNO2 4.6×10-4
HCN 5×10-10
HClO 3×10-8
NH3?H2O 1.8×10-5
请回答下列问题:
(1)上述四种酸中,酸性最弱的是
HCN
HCN
(用化学式表示).下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是
B
B
(填序号).
A.升高温度   B.加水稀释  C.加少量的CH3COONa固体  D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈
中性
中性
(选填“酸性”“中性”或“碱性”),理由是:
CH3COOH与NH3?H2O的电离平衡常数相等,可知CH3COO-和NH4+在相等浓度时的水解程度相同
CH3COOH与NH3?H2O的电离平衡常数相等,可知CH3COO-和NH4+在相等浓度时的水解程度相同
,溶液中各离子浓度大小的关系是
c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-
c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-

II.氮是地球上含量最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:(图中涉及物质为气态)
(1)如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1

(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:请完成下列问题.
t/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
①试比较K1、K2的大小,K1_
 K2(填写“>”、“=”或“<”).
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
c
c
(填序号字母):
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2      b.v (N2=3v (H2
c.容器内压强保持不变                       d.混合气体的密度保持不变
③在400℃时,当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为1mol和2mol、3mol时,则该反应的v(N2
v(N2(填写“>”、“=”或“<”).
(I)t℃时,将2molSO2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g);△H=-196kJ?mol-1.2min时反应达到化学平衡,此时测得反应放出的热量为39.2kJ.请填写下列空白:?
(1)下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填标号,下同)
AB
AB

A.容器内压强不再发生变化               B.SO2的体积分数不再发生变化?
C.容器内气体质量不再发生变化           D.容器内气体密度不再发生变化?
(2)从反应开始至达到化学平衡,生成SO3平均反应速率为
0.1mol/(L?min)
0.1mol/(L?min)
;该条件下反应的平衡常数K=
0.16L/mol
0.16L/mol
(精确到小数点后两位)?
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率的是
AD
AD
?
A.向容器中通入少量O2 B.向容器中通入少量SO2?
C.使用催化剂                        D.降低温度?
E.向容器中通入少量氦气?
(4)上述反应达平衡后,判断下列情况下平衡移动的方向(填“向右”、“向左”或“不移动).?
①再通入1.6molSO2、0.8molO2、0.4molSO3
向右
向右

②再通入0.2molSO2、0.2molSO3
向左
向左

(II)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:?
已知:
2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g).△H=2a kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4KJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1
则a=
765
765
(1)某同学为探究蔗糖的水解反应,进行如下实验,填写实验步骤III的实验现象:
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实验步骤 实验现象
I.向编号为①②③的3支试管中,分别加入1mL 20%的蔗糖溶液,向试管②和③中加入0.5mL稀硫酸,并将这3支试管同时水浴加热约5min 均无明显现象
II.取试管①和②,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾 均无明显现象
III.取试管③,先加入NaOH溶液调溶液pH至碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾
 
结论:证明蔗糖在稀硫酸作用下发生了水解反应
(2)“酒是陈的香”的原因之一是储存过程中生成了有香味的酯.实验室用下图所示装置制取乙酸乙酯.
①试管a中生成乙酸乙酯的化学反应方程式是
 

②试管b中盛放的试剂是
 
溶液
③若要把b中制得的乙酸乙酯从混合物中分离出来,应采用的实验操作是
 

④生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态.下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号)
 

a单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水
b单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸
c单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸
d正反应的速率与逆反应的速率相等
e混合物中各物质的浓度不再变化
(3)加热聚丙烯塑料得到的产物如表:
产物 氢气 甲烷 乙烯 丙烯 甲苯
质量分数(%) 12 24 12 16 20 10 6
实验装置如图所示.
①试管A中的最终残余物为
 

②试管B收集到的产品中,有能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质,该物质的一氯代物有
 
种.
③锥形瓶C中观察到的现象是
 
;经溴水充分吸收再干燥后,剩余两种气体的平均相对分子质量为
 

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