题目内容
1.一定温度下,发生反应:FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g);△H,已知该反应在不同温度下的平衡常数如表:| 温度/℃ | 1000 | 1100 |
| 平衡常数 | 0.68 | 0.50 |
(1)该反应的△H<0
(2)T℃时,将FeO(s)和CO(g)各3.0mol加入10L的密闭容器中,反应达到平衡后,测得CO转化率为α1,c(CO2)=0.15mol•L-1,则温度T低于(填高于、低于、等于)1000,若此时保持其它条件不变再充入2.0mol CO(g),再达平衡时测得CO转化率为α2,则α1=α2(填>、<或=).
分析 ①根据温度和平衡常数以及反应的吸放热之间的关系来回答;
②计算1000℃时CO的转化率以及二氧化碳的平衡浓度,根据三行式计算比较.
解答 解:(1)该反应的K随着温度的升高而减小,所以反应释放热量,△H<0,故答案为:<;
(2)T℃时,将FeO(s)和CO(g)各3.0mol加入10L的密闭容器中,
FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
初始浓度:0.3 0.3 0 0
变化浓度:0.15 0.15
平衡浓度:0.15 0.15
CO转化率为α1=$\frac{0.15}{0.3}$×100%=50%,c(CO2)=0.15mol•L-1,K=1,
则温度低于1000℃,
T℃时,若此时保持其它条件不变再充入2.0mol CO(g),设变化的CO浓度是x,
FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
初始浓度:0.3 0.5 0 0
变化浓度:x x
平衡浓度:0.5-x x
$\frac{x}{0.5-x}$=1,x=0.25,
则α2=50%,
故答案为:低于;=.
点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和计算能力的考查,涉及化学平衡移动原理以及三行式的计算知识,属于综合知识的考查,难度中等.
练习册系列答案
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12.
铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大.回答下列问题:
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:
FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H1
Fe2O3(s)+$\frac{1}{3}$CO(g)═$\frac{2}{3}$Fe3O4(s)+$\frac{1}{3}$CO2(g)△H2
Fe3O4(s)+CO(g)═3Fe(s)+CO2(g)H3
Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)H4
则△H4的表达式为△H2+$\frac{2}{3}$△H3(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示).
(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:
1600℃时固体物质的主要成分为FeO和Fe,该温度下若测得固体混合物中m(Fe):m(O)=35:2,则FeO被CO还原为Fe的百分率为80%(设其它固体杂质中不含Fe、O元素).
(3)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂.已知某种催化剂可用来催化反应 CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)△H<0.在T℃,106Pa时将l mol CO和3mol H2加入体积可变的密闭容器中.实验测得CO的体积分数x(CO)如下表:
①能判断CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是bd(填序号).
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为37.1%;在T℃106Pa时该反应的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)的计算式为$\frac{(\frac{0,371}{3.258})^{2}}{0.193×(\frac{1.887}{3.258})^{3}×1{0}^{12}P{a}^{2}}$;
③图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系.图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是T3>T2>T1,理由是正反应放热,在相同压强下,温度降低,平衡向正反应方向移动,CO的转化率越高.
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:
FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H1
Fe2O3(s)+$\frac{1}{3}$CO(g)═$\frac{2}{3}$Fe3O4(s)+$\frac{1}{3}$CO2(g)△H2
Fe3O4(s)+CO(g)═3Fe(s)+CO2(g)H3
Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)H4
则△H4的表达式为△H2+$\frac{2}{3}$△H3(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示).
(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:
| 温度 | 250℃ | 600℃ | 1000℃ | 2000℃ |
| 主要成分 | Fe2O3 | Fe3O4 | FeO | Fe |
(3)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂.已知某种催化剂可用来催化反应 CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)△H<0.在T℃,106Pa时将l mol CO和3mol H2加入体积可变的密闭容器中.实验测得CO的体积分数x(CO)如下表:
| t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| x(CO) | 0.25 | 0.23 | 0.214 | 0.202 | 0.193 | 0.193 |
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为37.1%;在T℃106Pa时该反应的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)的计算式为$\frac{(\frac{0,371}{3.258})^{2}}{0.193×(\frac{1.887}{3.258})^{3}×1{0}^{12}P{a}^{2}}$;
③图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系.图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是T3>T2>T1,理由是正反应放热,在相同压强下,温度降低,平衡向正反应方向移动,CO的转化率越高.
9.已知:t℃下的某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:K=$\frac{c(X)•{c}^{2}(Y)}{{c}^{2}(Z)•{c}^{2}(W)}$,有关该平衡的说法中正确的是( )
| A. | 升高温度,平衡常数K变大 | |
| B. | 增大压强,W(g)物质的量分数变大 | |
| C. | 升温,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应放热 | |
| D. | 增大X浓度,平衡向正反应方向移动 |
16.恒温条件下,反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)在密闭容器中达到平衡状态,混合气体的平均摩尔质量为$\overline{M}$,N2与NH3的浓度均为c mol/L.若将容器的容积压缩为原来的$\frac{1}{2}$,当达到新平衡时,下列说法中正确的是( )
| A. | 新的平衡体系中,N2的浓度小于2c mol/L大于c mol/L | |
| B. | 新的平衡体系中,NH3的浓度小于2c mol/L大于c mol/L | |
| C. | 新的平衡体系中,混合气体的平均摩尔质量小于$\overline{M}$ | |
| D. | 新的平衡体系中,气体的密度是原平衡体系的1倍 |
10.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( )
| A. | 标准状况下,22.4L氯气与足量氢氧化钠溶艘反应转移的电子数为2NA | |
| B. | 将含有1molFeCl3的饱和溶液加入到沸水中得到氢氧化铁胶体,其中胶体粒子的数目为NA | |
| C. | 两份2.7g铝分别与100 mL浓度为2mol•L-1的盐酸和氢氧化钠溶液充分反应,转移的电子数均为0.3NA | |
| D. | 通常情况下,16g CH4中含有4NA个C-H键 |