题目内容

在密闭容器中，将1.0molCO与1.0molH2O混合加热到800℃，发生下列反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.5mol．求：
（1）达到平衡时CO2的物质的量分数和该反应的化学平衡常数；
（2）达到平衡后向该平衡体系中通入1.0mol水蒸气，达到新的平衡状态时，求水蒸气的物质的量和CO2的物质的量分数．
考点：化学平衡的计算
专题：化学平衡专题
分析：令容器体积为1L，根据反应的方程式H2O （g）+CO （g）?H2（g）+CO2 （g），分别计算起始、转化以及平衡时的浓度，首先可计算出800℃时该反应的平衡常数以及CO2的物质的量分数，再根据平衡常数计算新平衡下水蒸气的物质的量和CO2的物质的量分数．
解答： 解：（1）令容器体积为1L，
　　　　　　　　　　　H2O （g）+CO （g）?H2（g）+CO2 （g）
起始（mol?L -1）：1     　   1     　　　　　   0  　   0
变化（mol?L -1）：0.5    　　 0.5       　　　  0.5 　   0.5
平衡（mol?L -1）：0.5    　　 0.5        　　　 0.5  　  0.5
则平衡时CO2的物质的量分数=
0.5
1+1 
×100%=25%；
该反应的化学平衡常数K=
 0.5×0.5
0.5×0.5  
=1，
答：达到平衡时CO2的物质的量分数为25%，该反应的化学平衡常数为1；
（2）如果继续向该平衡体系中通入1.0mol的H2O（g），设从起始到平衡CO的浓度变化为xmol?L -1，
      　　　　　　　 H2O （g）+CO（g）?H2（g）+CO2 （g）
起始（mol?L -1）：2        1       　　　　   0      0
变化（mol?L -1）：x         x      　　　     x      x
平衡（mol?L -1）：（2-x）    （1-x） 　　　　   x      x
k=
x2
(2-x)(1-x)
=1，解得x=
2
3
，
所以平衡时水蒸气的物质的量为2-
2
3
=1.33mol，CO2的物质的量分数为
2
3
3
×100%=22.22%，
答：水蒸气的物质的量为1.33mol，CO2的物质的量分数为22.22%．
点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，本题注意根据物质的量浓度的变化利用三段式法解答．
练习册系列答案
相关题目
原子序数从11～18的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是（　　）
A、电子层数B、核外电子数
C、原子半径D、最外层电子数
下列说法正确的是（　　）
A、同一原子中，4S、2P、4P能级的轨道数依次增多
B、3P2表示3P能级有两个轨道
C、处于最低能量的原子叫做基态原子
D、同一原子中，1S、2S、3S电子的能量逐渐减小
现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5．则下列有关比较中正确的是（　　）
A、第一电离能：③＞①＞②
B、原子半径：③＞②＞①
C、电负性：③＞①＞②
D、最高正化合价：③＞②＞①
在容积固定为2L的密闭容器中，充入0.18molHI，480℃时反应：
2HI（g）?H2（g）+I2（g），（I2气体为紫色）体系中n（HI）随时间变化情况如
表
t/min 0 2 4 6 8 10
n（HI）/mol 0.180 0.164 0.152 0.144 0.140 0.140
反应进行至10min后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅．
（1）达平衡时，HI的转化率是
 
．
（2）480℃时，反应
1
2
H2（g）+
1
2
I2（g）?HI（g）的平衡常数K=
 
（写计算结果）．
（3）要增大反应2HI（g）?H2（g）+I2（g）的平衡常数，可采取的措施是
 
（选填字母）．
A．增大HI起始浓度          B．向混合气体中通入I2
C．使用高效催化剂           D．升高温度
（4）如图是480℃时容器中HI浓度随时间的变化图，请在该图中画出该反应在448℃反应时HI浓度的变化曲线．
氨在工农业生产中应用广泛．图1为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数．

 压强（MPa）  0.1  10 20  30   60 100 
氨的平衡含量（%） 
 温度（摄氏度）
 200  15.3  81.5  86.4  89.9 95.4  98.8 
 300  2.2  52.0  64.2  71.0  84.2  92.6
 400  0.4  25.1  38.2  47.1  65.2  79.8
 500  0.1  10.6  19.1  26.4  42.2  57.5
 600  0.05  4.5  9.1  13.8  23.1  31.4
（1）从表可以看出：a．在温度相同时，随着压强的增大，平衡混合物中氨的体积分数
 
（填“增大”、“减小”或“不变”），说明合成氨的正反应是一个气体分子数
 
（同上）的反应．b．在压强相同时，随着温度的升高，平衡混合物中氨的体积分数
 
（填“增大”、“减小”或“不变”），说明合成氨的正反应是
 
（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）从图1可看出：300℃时，压强p1条件下，平衡混合物中氨的体积分数
 
（填“＞”、“＜”或“=”）压强p2条件下平衡混合物中氨的体积分数，由此可p1
 
p2（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）该反应在300℃时的平衡常数K1
 
（填“＞”、“＜”或“=”）500℃时的平衡常数K2．
（4）表为氨的产量与温度、压强的关系，试画出在30MPa下，300℃和500℃下，氨的平衡百分含量x（NH3）-时间t曲线图2，并标明平衡时氨的百分含量．
以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol?L-1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2═2N2+6H2O．每消耗3.4g NH3转移的电子数为
 
 （阿伏加德罗常数的值用NA表示）．
某元素的同位素
 
A
Z
X，它的氯化物XCl2 1.11g溶于水制成溶液后，加入1mol/L的AgNO3溶液20mL恰好完全反应．若这种同位素原子核内有20个中子，求：
（1）X的质量数．
（2）已知该原子核内质子数和中子数相等，写出X元素的名称和在周期表的位置．
（3）标准状况下，向含有7.4克X元素的最高价氧化物对应水化物的溶液中，通入3.36升二氧化碳气体，计算生成沉淀的质量．
下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A、25℃时，pH=7的NH4Cl与NH3?H2O混合溶液：c（H+）=c（OH-）=c（NH4+）=c（Cl-）
B、0.1mol/L Na2S溶液：c（OH-）=c（H+）+c（HS-）+c（H2S）
C、25℃时，pH=2的HCOOH与pH=12的NaOH等体积混合：c（HCOO-）+c（H+）＞c（Na+）+c（OH-）
D、0.1mol/L Na2CO3溶液与0.1mol/L NaHCO3溶液等体积混合：2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）=3c（Na+）

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