题目内容

20.已知2X2(g)+Y2(g)?2Z(g)△H=-akJ•mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2molX2和lmolY2,在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为Wmol•L-1,放出热量bkJ.
(1)此反应平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}(Z)}{{c}^{2}({X}_{2})•c({Y}_{2})}$;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将增大(填增大、减少或不变)
(2)若原来容器中只加入2molZ,500℃充分反应达平衡后,吸收热量ckJ,则Z浓度=W mol•L-1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系a=b+c(用代数式表示)
(3)能说明反应己达平衡状态的是BC
A.浓度c(Z)=2c(Y2)                B.容器内压强保持不变
C.v逆(X2)=2v正(Y2)               D.容器内的密度保持不变
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molX2和lmol Y2达到平衡后,Y2的转化率将变大(填变大、变小或不变)

分析 (1)根据化学平衡常数概念可得K的表达式;根据温度对化学平衡的影响可得;
(2)恒温恒容下,2molZ完全转化到左边,可得2molX2和1molY2,故与原平衡为等效平衡,平衡时Z的浓度相同;同一可逆反应,相同温度下,正、逆反应的反应热数值相等,但符号相反,令平衡时Z的物质的量为nmol,根据反应热计算两个过程的热量数值,据此判断;
(3)根据化学平衡时:正逆反应速率相等,各组分的含量保持不变进行判断;
(4)原平衡随反应进行,压强降低.恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molX2和1molY2,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,据此判断.

解答 解:(1)2X2(g)+Y2(g)?2Z(g),化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(Z)}{{c}^{2}({X}_{2})•c({Y}_{2})}$;△H=-akJ•mol-1,a>0,则△H<0,正反应为放热反应,降低温度,向着逆反应方向移动,K增大;
故答案为:K=$\frac{{{c^2}(Z)}}{{{c^2}({X_2})•c({Y_2})}}$;增大;
(2)恒温恒容下,2molZ完全转化到左边,可得2molX2和1molY2,故与原平衡为等效平衡,平衡时Z的浓度相同,故c(Z)=Wmol•L-1,
同一可逆反应,相同温度下,正、逆反应的反应热数值相等,但符号相反,令平衡时Z的物质的量为nmol,
对于反应2X2(g)+Y2(g)?2Z(g)△H=-akJ•mol-1,则b=则b=n×$\frac{a}{2}$,对于反应2Z(g)?2X2(g)+Y2(g)△H=akJ•mol-1,Z分解的物质的量为(2-n)mol,故c=$\frac{2-n}{2}$×a=1-n×$\frac{a}{2}$,故a=b+c;
故答案为:=; a=b+c;
 (3)A.参与反应的c(Z)=2c(Y2),平衡时不一定满足该式,故A错误;               
B.该反应是个气体体积减小的反应,随着反应的进行,压强减小,容器内压强保持不变时,说明反应平衡,故B正确;
C.v逆(X2)=2v正(Y2)=v正(X2),正逆反应速率相等,反应平衡,故C正确;      
D.恒容气体体积不变,混合气体的质量不变,根据$ρ=\frac{m}{V}$,容器内的密度始终不变,故D错误;
故答案为:BC;
 (4)原平衡随反应进行,压强降低.恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molX2和1molY2,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应移动,Y2的转化率变大,
故答案为:变大.

点评 本题考查化学平衡常数、平衡状态判断,化学平衡的有关计算等,题目综合性强,难度中等,注意把握等效平衡的原理.

练习册系列答案
相关题目
15.氮元素及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用.
Ⅰ.亚硝酸(HNO2)是一种弱酸、具有氧化性.
(1)已知:25℃时,Ka(HNO2)=5.0×10-4  Kb(NH3•H2O)=1.8×10-5
室温下,0.1mol•L-1的NH4NO2溶液中离子浓度由大到小顺序为c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).
(2)酸性工业废水中NO3-可用尿素[CO(NH2)2]处理,转化为对空气无污染的物质,其反应的离子反应方程式为6H++5CO(NH2)2+6NO3-=5CO2↑+8N2↑+13H2O.
Ⅱ.工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该过程实际分为两步反应:
第一步合成氨基甲酸铵:2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(s)△H=-272kJ•mol-1
第二步氨基甲酸铵分解:H2NCOONH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+138kJ•mol-1
(3)写出以NH3、CO2为原料合成尿素分热化学方程式:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-134kJ•mol-1.
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件:T℃时,在一体积为10L密闭容器中投入4molNH3和1molCO2
,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示.
①反应进行到10min时测得CO2的物质的量为0.26mol,则第一步的反应速率v(CO2)=0.0074mol/(L•min).
②已知总反应的快慢由慢的一步决定,则在此条件下,合成尿素两步反应中慢反应的平衡常数K=c(H20).
Ⅲ.电化学方法可用于治理空气中的氮氧化物NOx.
(5)如图2是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气.
①电解池中NO被氧化成NO3-的离子方程式为3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O
②研究发现,除了电流密度外,控制电解液较低的pH有利于提高NO去除率,其原因是次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强.

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