题目内容

16.恒温恒容下,将2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)?x(C(g)+2D(s).2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为1.2mol/L.
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为0.6mol/(L.min).
(2)A的转化率与B的转化率之比为2:1.
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是③.
①压强不再变化
②A的消耗速率与C的消耗速率之比为1:1
③气体密度不再变化
④A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入2molA气体和2molB气体,在原温度下达到新的平衡,此时B的物质的量是2.4mol.
(5)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等,起始加入的A、B物质的量n(A)、n(B)之间应满足的关系为n(A)=n(B).

分析 (1)2min达到平衡,C的浓度为1.2mol/L,结合v=$\frac{△c}{△t}$计算;
(2)2A(g)+B(g)?xC(g)+2D(s),
开始   2          2                0       0
转化 1.6       0.8
平衡 0.4       1.2
以此计算转化率;
(3)利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量来判断平衡;
(4)从等效平衡的角度分析;
(5)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等,与原平衡为等效平衡,根据B、C的量可知x=3,反应前后气体的化学计量数不变,起始加入的A、B物质的量n(A):n(B)应与原平衡相等.

解答 解:(1)2min达到平衡,C的浓度为1.2mol/L,由v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.2mol/L}{2min}$=0.6mol/(L.min),故答案为:0.6mol/(L.min);
(2)2A(g)+B(g)?xC(g)+2D(s),
开始  2        2                 0       0
转化 1.6      0.8
平衡 0.4      1.2
则A、B的转化率之比为$\frac{1.6}{2}$:0.4=2:1,故答案为:2:1;
(3)2A(g)+B(g)?3C(g)+2D(s),
①2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,则B的反应速率为$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/(L.min),由反应速率之比等于化学计量数之比可知,x=3,该反应中压强始终不变,不能判断平衡,故①错误;
②A的消耗速率与C的消耗速率之比为1:1,正逆反应速率不等,没有达到平衡状态,故②错误;
③因气体的质量在变化,则气体密度不再变化,达到平衡,故③正确;
④A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1,关系始终存在,不能判断平衡,故④错误;
故答案为:③;
(4)因为该反应为气体体积不变的反应,若向原平衡混合物的容器中再充入2mol A气体和2mol B气体,即相当于将原平衡体积压缩为一半,而此时平衡不移动,由于加入A和B后起始的物质的量为原来的双倍,所以平衡时B的物质的量为原来的双倍,故B的物质的量为2.4mol,故答案为:2.4mol;
(5)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等,与原平衡为等效平衡,由于x=3,反应前后气体的化学计量数不变,起始加入的A、B物质的量n(A):n(B)应与原平衡相等为1:1,即n(A)=n(B),
故答案为:n(A)=n(B).

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率计算、平衡状态判断、等效平衡等,为高考常见题型,侧重考查学生的分析、计算能力,注意利用反应速率的关系确定x为解答的关键,注意理解等效平衡规律,难度中等.

练习册系列答案
相关题目
11.二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源.以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例.在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2CO2NH4(s)△H1=a kJ•mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ•mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1=-159.47kJ•mol-1(用具体数据表示).
(2)反应Ⅱ的△S>(填>或<)0,一般在高温情况下有利于该反应的进行.
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比$\frac{n({H}_{2}O)}{n(C{O}_{2})}$和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线.
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是降低(填提高或降低)水碳比.
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图1所示的变化趋势,其原因是温度高于190℃时,因为反应Ⅲ是放热反应,温度升高平衡向逆方向进行,CO2的平衡转化率降低.

(4)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4molNH3和0.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图2所示.若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡).
(5)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O?(NH4)2CO3.下列物质中与尿素有类似性质的是AB.
A.NH2COONH4          B.H2NOCCH2CH2CONH2C.HOCH2CH2OH         D.HOCH2CH2NH2.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网