题目内容
【题目】有可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g),已知在温度938K时,平衡常数K=1.5,在1173K时,K=2.2。
(1)能判断该反应达到平衡状态的依据是 (双选,填序号)。
A.容器内压强不变了
B.C(CO)不变了
C.v正(CO2)=v逆(CO)
D.C(CO2):c(CO)=1:1
(2)该反应的逆反应是_________(选填“吸热”、“放热”)反应。
(3)写出该反应的平衡常数表达式__________。若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中,CO2的起始浓度为2.0mol/L,某温度时达到平衡,此时容器中CO的浓度为1.0 mol/L,则该温度下上述反应的平衡常数K=__________(保留二位有效数字)。
(4)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,如果改变下列条件,反应混合气体中CO2的物质的量分数如何变化(选填“增大”、“减小”、“不变”)。①升高温度__________;②再通入CO___________。
【答案】(1)B、C (2)放热 (3)k=c(CO)/c(CO2)), 1.0 (4)减小 不变
【解析】
试题分析:(1)A、该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,容器内的压强不随时间的变化而变化,容器内压强不能作为达到平衡的标志,错误;B、c(CO)不变,说明达到了平衡状态,正确;C、v正(CO2)=v逆(CO) ,正逆反应速率相等,达到了平衡状态,正确;D、c(CO2)=c(CO),无法判断是否达到平衡状态,错误,选BC。
(2)在温度938K时,平衡常数K=1.5,在1173K时,K=2.2,温度升高,化学平衡常数增大,说明该反应为吸热反应,逆反应为放热反应。
(3)由可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),该反应的平衡常数表达式为:K=c(CO)/c(CO2);CO2的起始浓度为2.0mol/L,某温度时达到平衡,此时容器中CO的浓度为1.0mol/L,则反应消耗的二氧化碳的浓度为:1.0mol/L,达到平衡时二氧化碳浓度为1.0mol/L,则该温度下的平衡常数为K=c(CO)/c(CO2)=1。
(4)①该反应为吸热反应,升高温度,平衡向着正向移动,二氧化碳的体积分数减小;②再通入CO,相当于增大压强,平衡不移动,达到平衡时各组分的含量不变。
【题目】“C化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)一定温度下,在两个容积均为2 L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol。相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) | 1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 |
平衡时能量变化 | 放出29.4 kJ | 吸收a kJ |
请回答:①c1 c2(填“>”、“<”或“=”);a= 。
②若甲中反应达到平衡耗时10 s,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是_____mol/(L·s)。
(2)向体积为1 L的密闭容器中充入b mol CO和2b mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。平衡时CO的转化率与温度的关系如图所示。请回答下列问题:
①正反应属于 (填“吸”或“放”)热反应。
②100℃时,该反应的平衡常数K= (用含b的代数式表示)。
(3)治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。在恒温恒容的密闭容器中通入n(NO):n(CO)=1:2的混合气体,发生上述反应。下列图像正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是 (选填字母)