题目内容

1.有甲乙两个容积为2L的恒容密闭容器中,向甲中通入6molA和2molB,向乙中通入1.5molA、0.5molB和3molC和2mol,将两容器的温度恒定在770K,使反应3A(g)+B(g)?xC(g)+D(s)达到平衡,此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都为0.2,试回答平衡时,甲、乙两容器中A的物质的量相等,则x=2.

分析 甲、乙两容器中C的体积分数都为0.2,说明为等效平衡,恒温恒容下,若反应气体气体的物质的量发生变化,按化学计量数转化到左边满足A为6mol、B为2mol,D为固体,增大D物质的量不影响平衡,且n(D)≥$\frac{1}{x}$n(C),若反应气体气体的物质的量不变,按化学计量数转化到左边满足n(A):n(B)=1:3,且n(D)≥$\frac{1}{x}$n(C),而平衡时甲、乙两容器中A的物质的量相等,则只能为按化学计量数转化到左边满足A为6mol、B为2mol,且n(D)≥$\frac{1}{x}$n(C).

解答 解:甲、乙两容器中C的体积分数都为0.2,说明为等效平衡,恒温恒容下,若反应气体气体的物质的量发生变化,按化学计量数转化到左边满足A为6mol、B为2mol,D为固体,增大D物质的量不影响平衡,且n(D)≥$\frac{1}{x}$n(C),若反应气体气体的物质的量不变,按化学计量数转化到左边满足n(A):n(B)=1:3,且n(D)≥$\frac{1}{x}$n(C),
而平衡时甲、乙两容器中A的物质的量相等,则只能为按化学计量数转化到左边满足A为6mol、B为2mol,且n(D)≥$\frac{1}{x}$n(C),即1.5+3×$\frac{3}{x}$=6,0.5+3×$\frac{1}{x}$=2,则x=2,
故答案为:2.

点评 本题考查等效平衡,关键是对等效平衡规律的理解掌握,注意反应前后气体体积是否发生变化,难度中等.

练习册系列答案
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3.根据高中所学的化学反应原理解答下面的问题:
(1)下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0  kJ•mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=-173.6kJ•mol-1
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的热化学反应方程式:2CH3OH(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H=-75.6 kJ•mol-1
(2)工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.
①该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表:
温度/℃250350
K2.041x
符合表中的平衡常数x的数值是B(填字母序号).
A.0  B.0.012
C.32.081  D.100
②若装置乙为容积固定的密闭容器,不同时间段各物质的浓度如下表:
c(CO)c(H2c(CH3OH)
0min0.8mol•L-11.6mol•L-10
2min0.6mol•L-1y0.2mol•L-1
4min0.3mol•L-10.6mol•L-10.5mol•L-1
6min0.3mol•L-10.6mol•L-10.5mol•L-1
反应从2min到4min之间,H2的平均反应速率为0.3 mol•L-1•min-1.反应达到平衡时CO的转化率为62.5%.反应在第2min时改变了反应条件,改变的条件可能是AD(填字母序号).
A.使用催化剂        B.降低温度         C.增加H2的浓度        D.升高温度
(3)全钒液流储能电池(VRB)广泛应用于风能、太阳能发电系统的储能系统,电池反应为VO2++V2++2H+VO2++V3++H2O,试推写出放电时正极的电极反应式VO2++2H++e-=VO2++H2O.
(4)如图2为某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化情况.据图分析:该温度下,溶度积常数的关系为:Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2](填:>、=、<);如果在新生成的Mg(OH)2浊液中滴入足量的Fe3+,振荡后,白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀,原因是浊液中存在溶解平衡:Mg(OH)2Mg2++2OH-,当加入Fe3+后与OH-生成更难溶解的Fe(OH)3,使平衡继续向右移动,最后Mg(OH)2全部溶解转化为红棕色的Fe(OH)3

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