题目内容

一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生可逆反应.
(1)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:K=
c(CO)?c(H2)c(H2O)

①写出该反应的化学方程式:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)

②能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是
A、B、C
A、B、C
 (填选项编号).
A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
B.υ正(H2O)=υ逆(H2
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中总质量不随时间而变化
E.消耗n mol H2的同时消耗n mol CO
(2)已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.3kJ?mol?1,在一定温度和催化剂的条件下,向一密闭容器中,通入1molN2和3molH2,达到平衡状态Ⅰ;相同条件下,向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3,达到平衡状态Ⅱ,则:(①-④小题填大于、等于、小于)
①两个平衡状态的平衡常数的关系:Ⅰ
等于
等于

②H2的百分含量Ⅰ
等于
等于

③N2的转化率:Ⅰ
大于
大于

④反应放出的热量:Ⅰ
大于
大于
Ⅱ(二者均放热)
⑤该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图.t1时改变了某种条件,改变的条件可能是
加压
加压
分析:(1)①根据平衡常数的定义,即可写出发生反应的化学方程式;
 ②化学平衡的根本原因是正、逆反应速率相等,反应混合物中各组分的百分含量保持不变,然后根据具体的化学方程式,逐一判断.
(2)已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.3kJ?mol-1,在一定温度和催化剂的条件下,向一密闭容器中,通入1molN2和3molH2,达到平衡状态Ⅰ,相同条件下,向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3,转化起始量为1molN2和3molH2,达到平衡状态Ⅱ和平衡状态Ⅰ相同,属于等效平衡,
①温度不变平衡常数不变;
②达到平衡时平衡状态Ⅱ和平衡状态Ⅰ相同,属于等效平衡,所以H2的百分含量相同;
③由于平衡Ⅱ开始时加入了0.2molNH3,所以N2的转化生成的氨气的量比平衡Ⅰ少,;
④由于平衡Ⅱ开始时加入了0.2molNH3,所以N2的转化生成的氨气的量比平衡Ⅰ少,反应放出的热量反应放出的热量比平衡Ⅰ少;
⑤t1时改变了某种条件,正逆速率都增大,平衡正移,所以改变条件为加压;
解答:解:(1)①根据平衡常数的定义,生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积之比为平衡常数,反应的方程式为C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2 (g),
故答案为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2 (g);
②A、反应前后气体的体积不相同,容器中气体的平均相对分子质量不断减小,当不随时间变化即达到平衡,故A正确;
B、υ(H2O)=υ(H2)时,反应达到平衡,故B正确;
C、反应开始时,容器中气体的密度不断减小,当不随时间变化时,反应达到平衡,故C正确;
D、容器中总质量自始至终不随时间而变化,故D错误;
E、消耗n mol H2的同时消耗n mol CO,反应都代表逆反应,故E错误;
故答案为:A、B、C;
(2)已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.3kJ?mol-1,在一定温度和催化剂的条件下,向一密闭容器中,通入1molN2和3molH2,达到平衡状态Ⅰ;相同条件下,向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3,转化起始量为1molN2和3molH2,达到平衡时平衡状态Ⅱ和平衡状态Ⅰ相同,属于等效平衡;
①温度不变平衡常数不变,所以两个平衡状态的平衡常数的关系:Ⅰ等于Ⅱ,
故答案为:等于;
②达到平衡时平衡状态Ⅱ和平衡状态Ⅰ相同,属于等效平衡,所以H2的百分含量Ⅰ等于Ⅱ,
故答案为:等于;
③由于平衡Ⅱ开始时加入了0.2molNH3,所以N2的转化生成的氨气的量比平衡Ⅰ少,则转化率:Ⅰ大于Ⅱ,
故答案为:大于;
④由于平衡Ⅱ开始时加入了0.2molNH3,所以N2的转化生成的氨气的量比平衡Ⅰ少,反应放出的热量反应放出的热量比平衡I少,所以:Ⅰ大于Ⅱ,
故答案为:大于;(二者均放热)
⑤该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图.t1时改变了某种条件,正逆速率都增大,平衡正移,所以改变条件为加压,
故答案为:加压.
点评:本题是一道化学反应速率与平衡的综合题,考查了平衡常数的含义,化学平衡状态的判断标志,等效平衡,综合性强,难度较大.
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