题目内容

【题目】已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。相同温度下,在容积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下:

容器编号

起始时各物质物质的量/mol

达平衡过程体系能量的变化

CO

H2O

CO2

H2

①

1

4

0

0

放出热量:32.8 kJ

②

0

0

1

4

热量变化:Q kJ

下列说法中,不正确的是(  )

A. 容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%

B. 容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率

C. 平衡时,两容器中CO2的浓度相等

D. 容器①时CO的反应速率等于H2O的反应速率

【答案】C

【解析】试题分析:A、根据反应热可得反应的CO为32.8kJ÷41 kJmol1=0.8mol,所以CO的转化率为80%,正确;B、B、容器①②温度相同,平衡常数相同,根据容器①计算平衡常数,由A计算可知,平衡时CO的物质的量变化量为0.8mol,则: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

开始(mol) 1 4 0 0

变化(mol) 0.8 0.8 0.8 0.8

平衡(mol) 0.2 3.2 0.8 0.8

故平衡常数k=0.8×0.8÷(0.2×3.2)=1,故容器②中的平衡常数为1,设容器②中CO2的物质的量变化量为amol,则: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

开始(mol) 1 4 0 0

变化(mol): a a a a

平衡(mol): 1-a 4-a a a

所以a×a÷[(1-a)×(4-a)]=1,解得a=0.8,CO2的转化率=0.8mol÷1mol×100%=80%,正确;C、由A中计算可知容器①平衡时CO2的物质的量为0.8mol,由B中计算可知容器②中CO2的物质的量为1mol- 0.8mol=0.2mol,容器的体积相同,平衡时,两容器中CO2的浓度不相等,错误;D、速率之比等于化学计量数之比,故容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率,正确。

练习册系列答案
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【题目】 我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。

I.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H =-566kJ/mol

2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) △H =-825.5 kJ/mol

则,(1)反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H =____________。

(2)反应 Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在

一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡,则CO的平衡转化率=____________。

II.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇: 。请根据图示回答下列问题:

(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)= ____________ △H =____________。

(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:

则下列关系正确的是 ____________。

A c1=c2 B.2Q1=Q3 C. 2a1=a3

D. a1 +a2 =1 E. 该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量

(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、 2mol H2和1mol CH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向____________ (填“正”、“逆”)反应方向移动。

III.在一个密闭容器中,有一个左右可滑动隔板,两边分别进行可逆反应,各物质的物质的量分别如下:M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各为0.50mol,B的物质的量为x mol,当x在一定范围内变化,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应均达到平衡,且隔板在反应器的正中位置。达到平衡后,测得M的转化率为75%,填写空白:

(1)达到平衡后,反应器左室气体总的物质的量为____________mol。

(2)若要使右室反应开始时V正>V逆,x的取值范围____________。

(3)若要使右室反应开始时V正逆,x的取值范围____________。

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