题目内容
4.一定温度下的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0.已知CO(g)和H2O(g)的起始浓度均为2mol•L-1,经测定该反应在该温度下的平衡常数K=1.(1)写出反应的化学平衡常数表达式$\frac{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}{[CO]•[{H}_{2}O]}$.升高温度,化学平衡常数减小(填“增大”“减小”或“不变”).
(2)当CO转化率为25%时,则该反应B
A、达到化学平衡状态 B、未平衡,向正反应方向进行
C、未平衡,向逆反应方向进行 D、无法判断
(3)当CO的起始浓度仍为2mol•L-1,H2O(g)的起始浓度为6mol•L-1,则平衡时CO的转化率为75%.
分析 (1)化学平衡常数K=$\frac{生成物浓度系数幂次方}{反应物浓度系数幂次方}$,该反应放热,升温平衡逆向移动;
(2)根据化学反应进行到某个状态时的浓度熵和化学平衡常数之间的大小关系来回答;
(3)温度不变时,K不变为1,根据三段式计算平衡时CO的浓度,再计算物质的转化率.
解答 解:(1)化学平衡常数K=$\frac{生成物浓度系数幂次方}{反应物浓度系数幂次方}$=$\frac{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}{[CO]•[{H}_{2}O]}$,该反应放热,升温平衡逆向移动,化学平衡常数减小,故答案为:$\frac{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}{[CO]•[{H}_{2}O]}$;减小;
(2)当CO转化率为25%时,
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
初始浓度:2 2 0 0
变化浓度:0.5 0.5 0.5 0.5
末态浓度:1.5 1.5 0.5 0.5
此时浓度熵Qc=$\frac{0.5×0.5}{1.5×1.5}$=$\frac{1}{9}$<1,所以不是平衡状态,化学反应会向正向进行,
故答案为:B;
(3)当CO的起始浓度仍为2mol•L-1,H2O(g)的起始浓度为6mol•L-1,设平衡时CO的转化的浓度为xmol•L-1,
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
初始浓度:2 6 0 0
变化浓度:x x x x
末态浓度:2-x 6-x x x
则$\frac{{x}^{2}}{(2-x)•(6-x)}$=1,解得x=1.5,所以CO的转化率为$\frac{1.5}{2}$×100%=75%,
故答案为:75%.
点评 本题考查了化学平衡的计算、化学平衡常数以及转化率的计算知识,把握三段式的计算方法的应用是关键,题目难度中等,侧重于计算能力的考查.
| A. | T1<T2 △H>0 | B. | T1>T2 △H<0 | C. | P1<P2 a=c+d | D. | P1<P2 a+b=c+d |
| A. | Y分别与X、Z形成的化合物中化学键类型相同 | |
| B. | 原子半径的大小顺序:r(Z)>r(W)>r(Y) | |
| C. | W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强 | |
| D. | Z的最高价氧化物对应的水化物是酸 |
| A. | 制备O2:用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 | |
| B. | 提纯含有少量HCl的Cl2:将含有少量HCl的Cl2通入饱和的NaHCO3溶液和浓硫酸中净化气体 | |
| C. | 检验溶液中是否含有CO32-:向溶液中加入盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,则原溶液中一定有大量的CO32- | |
| D. | 探究测定铝箔中氧化铝含量:取a g铝箔与足量稀盐酸充分反应,逸出的气体通过碱石灰后,测其体积为b L(标准状况) |
| A. | △H2>△H3 | B. | △H1>△H3 | C. | △H1=△H2+△H3 | D. | △H1+△H2>△H3 |