题目内容
【题目】在体积为2L的真空密闭容器中加人1 mol CaCO3,发生反应:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)。测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化如图所示。图中曲线A表示CO2的平衡浓度与温度的关系;B是不同温度下,反应经过相同的时间时,CO2物质的量浓度的变化曲线.
请回答下列问题:
(1)已知:①CaO(s)+SO2(g)==CaSO3(s) △H1=-402kJ·mol-1
②2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)==2CaSO4(s)+2CO2(g) △H2=-2762kJ·mol-1
③2CaSO3(s)+O2(g)==2CaSO4(s) △H3=-2315kJ·mol-1
则:CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)的△H=____kJ·mol-1
(2)①温度为T5℃时,反应CaCO3(s) CaO(s)十CO2(g)耗时20s达到平衡,则20s内该反应的反应速率为v(CO2)=____;反应的平衡常数为____mol·L-1。
②如果该反应的平衡常数K值变大,该反应____(选填编号)。
A.一定向逆反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向正反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,充入CO2气体,则达到平衡时CaCO3的质量____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在T5℃下,反应达到平衡状态后,再压缩容器为1L,重新达到平衡时,CO2的浓度____(填“增大”、“减小”或“不变”)
(5)随着温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因是____。
【答案】+178.5 0.01mol/(L·s) 0.2 BC 增大 不变 温度升高,化学反应速率加快,达平衡的时间缩短
【解析】
(1)根据盖斯定律,-①-,CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g) △H=-1381+402+1157.5=+178.5kJ/mol;
(2)①T5℃时,平衡时二氧化碳的浓度为0.2mol/L,反应前二氧化碳的物质的量为0,v(CO2)= 0.2mol/L/20s=0.01mol/(L·s);K=c(CO2)=0.2,K增大,则平衡正向移动,
A.平衡逆向移动,与题意不符,A错误;
B. 正反应速率先增大后减小,二氧化碳的浓度增大,B正确;
C. 一定向正反应方向移动,C正确;
D. 逆反应速率先减小后增大,平衡逆向移动,二氧化碳浓度减小,D错误;
(3)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,充入CO2气体,则二氧化碳的浓度增大,则KQ增大,平衡逆向移动,则碳酸钙的质量增加,答案为:增大;
(4)在T5℃下,反应达到平衡状态后,温度不变,化学平衡常数不变,则CO2的浓度不变;
(5)根据温度对反应速率的影响可知,随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要的时间变短,所以曲线B向曲线A逼近;
(1)根据盖斯定律,-①-,CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g) △H=-1381+402+1157.5=+178.5kJ/mol;
(2)①T5℃时,平衡时二氧化碳的浓度为0.2mol/L,反应前二氧化碳的物质的量为0,v(CO2)= 0.2mol/L/20s=0.01mol/(L·s);K=c(CO2)=0.2,K增大,则平衡正向移动,
A.平衡逆向移动,与题意不符,A错误;
B. 正反应速率先增大后减小,二氧化碳的浓度增大,B正确;
C. 一定向正反应方向移动,C正确;
D. 逆反应速率先减小后增大,平衡逆向移动,二氧化碳浓度减小,D错误;
答案为:0.01mol/(L·s);0.2;BC;
(3)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,充入CO2气体,则二氧化碳的浓度增大,则KQ增大,平衡逆向移动,则碳酸钙的质量增加,答案为:增大;
(4)在T5℃下,反应达到平衡状态后,温度不变,化学平衡常数不变,则CO2的浓度不变;
(5)根据温度对反应速率的影响可知,随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要的时间变短,所以曲线B向曲线A逼近,答案为:温度升高,化学反应速率加快,达平衡的时间缩短;