题目内容
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。在此温度下,若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,这状态 (填是或否)处于平衡状态?若不是,反应向哪个方向进行?
(1)C(CO)·C(H2O)/C(CO2) ·C(H2)(2)吸热(3)bc (4)830(5)否,反应向正反应方向进行
【解析】
试题分析:(1)根据平衡常数的定义,K=[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)]。(2)根据表格数据可以得出:随温度升高,K值越大,说明随温度的升高,平衡向正反应方向移动,正反应方向是吸热反应。(3)a、反应前后气体系数之和相等,反应任何时刻压强都不变,不能作为达到平衡的标志;b、根据化学平衡状态定义:达到化学平衡状态,各组分的浓度保持不变,因此c(CO)不变可以作为达到平衡的标志;c、用反应速率来判断达到平衡的标志时,要求反应方向必须一正一逆,反应速率之比等于各自的系数之比,v正(H2)=v逆(H2O)符合上述要求,可以作为达到平衡的标志;d、不知道开始时的投入料是多少,因此不能作为达到化学平衡的标志。(4)c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)代入平衡常数的表达式,得出K=1,根据表格数据对照,此时的温度是830℃, Qc=1.5×0.75/(1×1.2)=0.94<1,没有达到平衡状态,平衡应向正反应方向进行。
考点:考查化学反应平衡常数等相关知识。
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应:
① CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-Q1 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g)
CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H2(g)+ 3CO(g)
CH3OCH3(g)+ CO2(g)的热化学方程式为_________。
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH (g) △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
① 由表中数据判断ΔH 0 (填“ >”、“=”或“<”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变
B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变
D.c(CO)=c(CH3OH)
② 某温度下,将 2mol CO和 6mol H2 充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K= 。
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ?mol-1。实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。
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请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为 。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
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下列叙述I和II均正确并有因果关系的是
选项 | 叙述I | 叙述II |
A | 溶解度:CaCO3<Ca(HCO3)2 | 溶解度:Na2CO3<NaHCO3 |
B | 盐酸的酸性强于氢硫酸 | 氯元素比硫元素非金属性强 |
C | SiO2可与HF反应 | 氢氟酸不能保存在玻璃瓶中 |
D | Ca(OH)2能制成澄清石灰水 | 可配制2.0 mol?L-1的Ca(OH)2溶液 |