题目内容
(I)在一定条件下,发生反应:aA(g)+bB(g)cC(g)△H="Q" kJ/mol,其化学平衡常数K和温度的关系如下表所示:
依据图表判断该反应△H 0(填“>”或“<”):若其它条件保持一定,降低温度,该反应物A的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”下同),化学反应速率将 。(II)在恒定温度t℃,2L恒容密闭容器中发生反应aA(g)+bB(g) cC(g),容器中A、B、C物质的量变化如图所示,回答下列问题:
(1)该化学方程式中a:b:c为 ,t℃时该反应的化学平衡常数K的值为____ 。(保留2位小数)
(2)0~15 min内,B的平均反应速率为 ,反应达平衡时,A的转化率为 。
(3)据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达),反应重新达平衡时,A的体积分数将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)10 min到15 min的曲线变化的原因可能是 。
(I)< 增大 减小
(II)(1)2:1:2 0.31 (每空2分)
(2)0.0033 mol/( L·min) 20% (每空2分)
(3)增大了B的量(合理答案给分)减小
(4)使用了催化剂 (除标明外其余每空1分)
解析试题分析:(I)温度升高,化学平衡常数减小,说明升温平衡逆向移动,正向是放热反应,△H<0,降低温度平衡正向移动,反应物A的转化率增大,反应速率减小;
(II)(1)10 min时,A、B、C的物质的量的改变量分别是0.1mol、0.05mol、0.1mol,所以该化学方程式中a:b:c为2:1:2;15 min达平衡时,A、B、C的物质的量浓度分别为0.4mol/L、0.2 mol/L、0.1 mol/L,所以K=0.12/(0.42×0.2)=0.31
(2)0~15 min内,B的浓度变化是0.05mol/L,所以B的平均反应速率为0.05mol/L/15 min=0.0033 mol/( L·min),平衡时A的物质的量变化是0.2mol,所以A的转化率为0.2mol/1.0mol=20%;
(3)反应进行至20 min时,B的物质的量陡然增加,所以曲线发生变化的原因是B的物质的量增加了,平衡正向移动,所以A的体积分数将减小;
(4)10 min时反应未达平衡,A、B、C的反应速率瞬间增大,且反应仍正向进行,所以可能是加入了催化剂
考点:考查化学平衡中与反应热、化学反应速率、转化率、图像分析有关的知识
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工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol-1。
(1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
④混合气体的平均摩尔质量增大
⑤容器内的气体密度不变
(2)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0 | 0.20 | | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0~1 h内N2的平均反应速率为________ mol·L-1·h-1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
(1)在100 ℃恒温条件下将0.100 mol的N2O4充入体积为1 L的真空密闭容器中,发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0。隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
t/s c/(mol·L-1) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
c(N2O4)/(mol·L-1) | 0.100 | a | 0.5b | 0.4b | | |
c(NO2)/(mol·L-1) | 0 | 0.060 | b | c1 | c2 | c3 |
请回答下列问题:
①表中a=________,在0~20 s内N2O4的平均反应速率为_______mol·(L·s)-1。
②已知100 ℃时该反应的平衡常数为0.36,则表中b、c1、c2的大小关系为________,c3=________mol·L-1,达到平衡时N2O4的转化率为________________________________。
(2)室温下,把SiO2细粉放入蒸馏水中,不断搅拌,能形成H4SiO4溶液,反应原理如下:
SiO2(s)+2H2O(l)??H4SiO4(aq) ΔH
①写出该反应的化学平衡常数K的表达式:____________________________。
②实际上,在地球的深处,由于压强很大,固体、液体都会受到影响。在一定温度下,在10 000 m以下的地球深处,上述反应的方向是________(填“正方向”、“逆方向”或“不移动”),理由是_______________________________。