题目内容

已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:

温度/℃
400
500
850
平衡常数
9.94
9
1
 
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为:   ,该反应的Q      0。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),  发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4min时平均反 应速率v(CO)=         

(3)若在500 时进行,且CO、H2O(g)的超始浓度均为0.020mol/L,该条件下,CO的最大转化率为         
(4)若在850℃时进行,设起始时CO和H2O(g)共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x,平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为         
(5)某电化学装置可实现2CO2=2CO+O2的转化,使CO重复使用。已知该反应的阳极反应为4OH-4e=2H2O+O2,则阴极反应式为                   
(6)有人提出可以设计反应2CO=2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染,请判断上述反应能否发生     (填“可能”或“不可能”),理由是                   

(1)K=;  <   各1分共2分
(2)0.03 mol/(L·min)    2分
(3)75%   2分
(4)y=x   2分
(5)2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-  2分
(6)不可能     ΔH>0吸热且ΔS<0 或依据吉布斯自由能判断 各1分共2分

解析试题分析:(1)根据平衡常数的定义可得K=,随温度升高,平衡常数减小,说明升温平衡逆向移动,正向是放热反应,Q<0,
(2)0~4min时,CO的浓度减少0.12mol/L,所以v(CO)=" 0.12mol/L/4min=0.03" mol/(L·min)
(3)500℃时,K=9,设CO的浓度减少xmol/L,则有9(0.02-x)2=x2,解得x=0.015,所以该条件下,CO的最大转化率为0.015/0.02×100%=75%
(4)850℃时,K=1,起始时CO和H2O(g)共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x,体积分数也即物质的量分数,所以H2O(g)的物质的量为xmol,CO的物质的量为(1-x)mol,设平衡时CO转化了amol,则a2=(x-a)(1-x-a),解得a=x-x2,所以CO的转化率y= (x-x2)/ (1-x)=x
(5)电化学总反应是2CO2=2CO+O2,阳极反应为4OH-4e=2H2O+O2,所以阴极反应为总反应减去阳极反应,结果是2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
(6)不可能,因为该反应属于熵减ΔS<0焓增ΔH>0的反应,不能自发进行。
考点:考查化学反应速率和化学平衡有关知识的综合应用,同时考查学生用数学知识解决化学问题的力

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网