题目内容

1.在1.0L密闭容器中放入1.0molX(g),在一定温度进行如下反应:X(g)?Y(g)+Z(g)△H=akJ.mol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h0124816
总压强p/100kPa4.004.204.505.206.006.00
回答下列问题:
(1)实验测得,随温度的升高反应的平衡常数K增大,则△H>0(填>、<或=)
(2)其他条件不变时,为使平衡向右移动,采用的下列措施可行的是BD.
A.缩小容器容积    B.及时分离出Y、Z    C.使用合理的催化剂  D.升高体系温度
(3)计算平衡时X的转化率为50%,该温度下反应的平衡常数值为:0.5.
(4)由总压强p和起始压强po表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物X的物质的量n(X),则n(总)=$\frac{p}{{p}_{0}}$mol,n(X)=(2-$\frac{p}{{p}_{0}}$)mol,反应物X的转化率a(X)的表达式为($\frac{p}{{p}_{0}}$-1)×100%.

分析 (1)随温度的升高反应的平衡常数K增大,说明升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应;
(2)A.缩小容器容积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动;
B.及时分离出Y、Z,平衡向生成Y、Z的方向移动;
C.使用合理的催化剂,不影响平衡移动;
D.升高体系温度,平衡向吸热反应移动;
(3)8h到达平衡,平衡时混合气体总物质的量为1mol×$\frac{600kPa}{400kPa}$=1.5mol,则:
            X(g)?Y(g)+Z(g)
起始量(mol):1       0     0
变化量(mol):a       a     a
平衡量(mol):1-a     a     a
故1-a+a+a=1.5,解得a=0.5,
X转化率=$\frac{参加反应X物质的量}{X起始物质的量}$×100%,平衡常数K=$\frac{c(Y)×c(Z)}{c(X)}$;
(4)恒温恒容下,压强之比等于气体物质的量之比;利用物质的量差量计算参加反应X的物质的量,进而计算X转化率.

解答 解:(1)随温度的升高反应的平衡常数K增大,说明升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故△H>0,故答案为:>;
(2)A.正反应为气体体积增大的反应,缩小容器容积,压强增大,平衡逆向移动,故A错误;
B.及时分离出Y、Z,平衡向生成Y、Z的方向移动,即平衡正向移动,故B正确;
C.使用合理的催化剂,可以加快反应速率,但不影响平衡移动,故C错误;
D.正反应为吸热反应,升高体系温度,平衡正向移动,故D正确,
故选:BD;
(3)8h到达平衡,平衡时混合气体总物质的量为1mol×$\frac{600kPa}{400kPa}$=1.5mol,则:
            X(g)?Y(g)+Z(g)
起始量(mol):1      0      0
变化量(mol):a      a      a
平衡量(mol):1-a    a      a
故1-a+a+a=1.5,解得a=0.5,
X转化率=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%,容器容积为1L,平衡常数K=$\frac{c(Y)×c(Z)}{c(X)}$=$\frac{0.5×0.5}{0.5}$=0.5,
故答案为:50%;0.5;
(4)恒温恒容下,压强之比等于气体物质的量之比,则n(总)=1mol×$\frac{p}{{p}_{0}}$=$\frac{p}{{p}_{0}}$mol,
混合气体物质的量增大$\frac{p}{{p}_{0}}$mol-1mol=($\frac{p}{{p}_{0}}$-1)mol,
X(g)?Y(g)+Z(g)物质的量增大
1                     1
($\frac{p}{{p}_{0}}$-1)mol           ($\frac{p}{{p}_{0}}$-1)mol
故平衡时n(X)=1mol-($\frac{p}{{p}_{0}}$-1)mol=(2-$\frac{p}{{p}_{0}}$)mol,
X转化率为$\frac{(\frac{p}{{p}_{0}}-1)mol}{1mol}$×100%=($\frac{p}{{p}_{0}}$-1)×100%,
故答案为:$\frac{p}{{p}_{0}}$;(2-$\frac{p}{{p}_{0}}$);($\frac{p}{{p}_{0}}$-1)×100%.

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数及影响因素等,(3)(4)中计算关键是明确恒温恒容下压强之比等于气体物质的量之比.

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②浓度为0.1mol/L的Fe2+与10.0mol/L Cr3+同时生成沉淀的pH范围是7.0~8.0.

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