题目内容

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义,合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到.涉及反应信息如下:
反应①:C(s)+H2O(g)
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H2(g)+CO(g)   平衡常数K1
反应②:平衡常数 K2=
[H2]?[CO2]
[CO]?[H2O]

(1)K1的表达式:K1=______;反应②的化学方程式为______.
(2)在恒容时,对反应①,不能判断该反应达到化学平衡状态的是______(填序号).
A.容器中压强不变         B.混合气体中CO浓度不变
C.υ(H2)正=υ(H2O)逆       D.c(H2O)=c(CO)
(3)将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:
实验组别 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 1 2 0.8 1.2 5
2 900 0.5 1 0.2 0.8 3
3 T a b c d t
(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为______;
(Ⅱ)在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为______(填序号)
A.其它条件不变温度T<900℃B.其它条件不变温度T>900℃
C.充入一定量氖气              D.使用高效催化剂
(Ⅲ)对于反应②,当升高温度时K2______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(1)因平衡常数为生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,所以K1的表达式
C(H2)C(CO)
C(H2O)
,反应②的化学方程式为 CO+H2O

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H2+CO2,故答案为:
C(H2)C(CO)
C(H2O)
;CO+H2O

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H2+CO2;
(2)A.由于气体反应前后的化学计量数不等,所以容器中压强不变能作为判断的依据,故A正确;
B.当达到化学平衡时,混合气体中c(CO)不变,故B正确;
C.V正(H2)=V逆(H2O),说明达到平衡状态,故C正确;
D.c(CO2)与c(CO)的大小关系取决于反应起始时的物质的量的多少,不能作为判断是否达到平衡的依据,故D错误,
故答案为:D;
(3)(Ⅰ)v(CO2)=
0.8mol/L
5min
=0.16mol/(L?min),故答案为:0.16;
(Ⅱ)实验3要达到与实验2等效的平衡状态,但到达平衡的时间短,故采取的措施要使得反应速率快,但平衡不移动,故答案为:D.
(Ⅲ)由实验1、2,利用等效平衡判断该反应为放热,升高温度,平衡向吸热的方向移动即逆向移动,所以平衡常数减小,故选:减小.
练习册系列答案
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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.其原理为:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol,据此回答以下问题:
(1)下列有关该反应速率的叙述,正确的是(选填序号)
ad
ad
.
a.升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率
b.增大压强不能增大活化分子百分数,所以不可以加快反应速率
c.使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高,加快反应速率
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响
(2)①该反应的化学平衡常数表达式为K=
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)
.
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越
小
小

(3)某温度下,若把10mol N2与30mol H2 置于体积为10L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=
1
12
1
12
(可用分数表示).能说明该反应达到化学平衡状态的是
bd
bd
(填字母).
a.容器内的密度保持不变               b.容器内压强保持不变
c.υ正(N2)=2υ逆(NH3)             d.混合气体中 c(NH3)不变
(4)对于合成氨反应而言,下列有关图象一定正确的是(选填序号)
ac
ac
.


(5)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1mol N2和3molH2,此时两容器的体积相等.在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1kJ;B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2kJ.则:
a
<
<
b(填>、=、<),Q1
<
<
 Q2(填>、=、<),Q1
<
<
92.4(填>、=、<).

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