题目内容
【题目】在容积为10L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g),最初加入1.0mol A和2.2mol B,在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图1.
试回答下列问题:
(1)800℃时,0~5min内,以B表示的平均反应速率为 .
(2)能判断反应达到化学平衡状态的依据是 (填字母).
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(A)不变
C.2v正(B)=v逆(D) D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0mol A和2.2mol B,利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=__________,该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”).
(4)700℃时,某时刻测得体系中物质的量浓度如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应__________(填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”).
(5)在催化剂作用下,CO可用于合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)若在恒温恒压的条件下,向密闭容器中充入4mol CO和8mol H2,合成甲醇,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该反应的正反应属于__________反应;(填“吸热”或“放热”).
②在0.1Mpa、100℃的条件下,该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为 mol。
若在恒温恒容的条件下,向上述平衡体系中充入4mol CO,8mol H2,与原平衡状态相比,达到平衡时CO转化率 (填“增大”,“不变”或“减小”),平衡常数K (填“增大”,“不变”或“减小”).
【答案】
(1)0.024mol/(L·min) ;
(2)AB;(3)9;吸热;
(4)向正反应方向;
(5)①放热; ②8;减小;不变;
【解析】
试题分析:(1)800℃时0-5min内生成D为0.6mol,则v(D)==0.012mol/(L.min),速率之比等于化学计量数之比,则v(B)=2v(D)=0.024mol/(L.min),故答案为:0.024mol/(L.min);
(2)A.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,随反应进行,容器内压强减小,当反应到达平衡状态时,容器中压强不变,所以能作为判断化学平衡的依据,故A正确;B.反应到达平衡状态时,混合气体中c(A)不变,说明到达平衡,故B正确;C.应是v正(B)=2v正(D)时反应处于平衡状态,2v正(B)=v逆(D)时逆反应速率较快,平衡逆向进行,故C错误;D.当c(A)=c(C)时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物浓度及转化率有关,故D错误;故选:AB;
(3)800℃平衡时生成D为0.6mol,则:
A(g)+2B(g)C(g)+D
起始量(mol):1 2.2 0 0
转化量(mol):0.6 1.2 0.6 0.6
平衡量(mol):0.4 1 0.6 0.6
由于容器体积为10L,故平衡常数K===9,由图可知,升高温度D的物质的量增大,说明升高温度平衡正向移动,故正反应为吸热反应,故答案为:9;吸热;
(4)700℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,等效为开始投入2molA、4.4molB到达的平衡,与原平衡时相比,压强增大,平衡正向移动,平衡时D的物质的量应大于原平衡的2倍,即平衡时D应大于1.2mol,故反应向正反应进行,故答案为:向正反应方向;
(5)①由图可知,压强一定时,随温度升高CO的转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为放热反应,故答案为:放热;
②在0.1MPa、100℃的条件下,平衡时CO转化率为0.5,转化的CO为4mol×0.5=2mol,则:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 物质的量减小
1 2
2mol 4mol
故平衡时混合气体物质的量为4mol+8mol-4mol=8mol,
正反应为气体物质的量减小的反应,若在恒温恒容的条件下,平衡时压强减小,等效为在原平衡的基础上减小压强,平衡逆向移动,CO的转化率减小;平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变.故答案为:8;减小;不变。
【题目】下列各组物质之间通过一步就能实现如图所示转化的是( )
物质编号 | 物质转化关系 | a | b | c | d |
Na2O | Na2O2 | Na | NaOH | ||
② | Al2O3 | Na [Al(OH) 4] | Al | Al(OH)3 | |
③ | FeCl2 | FeCl3 | Fe | CuCl2 | |
④ | NO | NO2 | N2 | HNO3 |
A.①② B.②③. C.②④ D.①③