题目内容

在一容积为2.0L且容积不变的密闭容器中加入适量碳粉和0.20molH2O.在800℃条件下,经20 s后达到如下化学平衡(第一平衡):

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);DH>0

已知平衡时,CO为0.12mol.试填空:

(1)若用v(H2O)表示该反应前20s内平均速率,则v(H2O)=________.

(2)若在上述平衡混合物中加入少量Na2O固体,并在此温度下再次达到新的平衡(第二平衡),则平衡时H2的物质的量________(填“增大”“减小”或“不变”).理由是________.

(3)若向上述第一平衡的混合物中再充入amolH2(a<0.12)在相同条件下达到新的平衡(第三平衡),此时CO的物质的量n的范围是________.

 

答案:
解析:

(1)0.0030mol·L-1·s-1

(2)减小,Na2O与H2O反应,使水蒸气浓度降低,平衡向左移动

(3)(0.12-a)<n<0.12

解析:(1)20s内用CO表示该反应的平均速率v(CO)=(0.12mol÷2L)/20 s=0.003mol·L-1·s-1.

根据:根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,用H2O表示该反应前20s内的平均速率v(H2O)=0.003mol·L-1·s-1.

(2)由于Na2O与H2O反应,使水蒸气浓度降低,平衡向左移动,因此第二次平衡时,H2的浓度减小.

(3)第一次平衡时CO、H2物质的量各为0.12mol,加入amolH2,平衡向左移动,CO的物质的量减小,达到平衡(第三平衡)时,CO的物质的量小于0.12mol.根据勒夏特列原理,加入amolH2后化学平衡向减弱这种改变的方向移动(不能抵消这种改变),因此变化的H2的物质的量小于amol,第三平衡时CO的物质的量大于(0.12-a)mol.

 


练习册系列答案
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运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
Ⅰ.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).

根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H
<
<
0.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1
>
>
K2;若反应进行到状态D时,v正
>
>
v逆(填“>”、“<”或“=”).
②若在恒温、恒容条件下向上述平衡体系中通He,V正
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”);平衡
不
不
移动(填“向左”、“向右”或“不”).
③若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,V正
减小
减小
,V逆
减小
减小
;平衡
向左
向左
移动.
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.
①如图2是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学反应方程式:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ?mol-1
(△H的数值用含字母a、b的代数式表示).
②工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 
催化剂
高温
2NH3(g).在一定温度下,将一定量的N2和H2通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后.改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是
AB
AB
.
A、增大压强    B、增大反应物的浓度   C、使用催化剂     D、降低温度
③工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
催化剂
高温
2NH3(g).设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g).反应在一定条件下达到平衡时,NH3的体积分数为
4
7
.计算:该条件下N2(g)+3H2(g) 
催化剂
高温
2NH3(g)的平衡常数为
200
200
;N2的平衡转化率为
66.7%
66.7%
.
④已知化学反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
400℃时,在2L的密闭容器中2NH3(g)?N2(g)+3H2(g) 的化学平衡常数K的值为
2
2
.当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为12mol和8mol、4mol时,则该反应的v正(N2)
大于
大于
v逆(N2)(填“大于”、“小于”或“等于”)

(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H= +180.5kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-483.6kJ/mol

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   (2)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在一定温度下,将一定量的N2和H2通入固定体积为1L的密闭容器中达到平衡后,改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动的是           。

         ①增大压强                      ②通入He

③使用催化剂          ④降低温度

   (3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算该条件下达到平衡时N2转化率为      ;

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