题目内容
一定温度下2 L的恒容容器甲中,加入2 mol碳和2 mol CO2发生如下反应: C(s)+CO2(g) 
2CO(g) ΔH>0,测得容器中CO2的物质的量随时间t的变化关系如图所示。
(1)该反应的ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)。在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)列式并计算上述温度下此反应的平衡常数 (结果保留一位小数)。
(3)向上述平衡体系中再通入CO2,则CO2的转化率 (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)。
(4)相同温度下,2 L的恒容容器乙中加入4 mol碳和4 mol CO2,达到平衡。请在图中画出乙容器中CO2的物质的量随时间t变化关系的预期结果示意图。(注明平衡时CO2的物质的量)
(5)相同温度下,2 L的恒容容器丙中加入4 mol碳、4 mol CO2和4 mol CO。开始反应时v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(1)> 较高
(2)K=c2(CO)/c(CO2)=1.242/0.38≈4.0
(3)减小
(4)
(5)>
【解析】(1)根据方程式可知,该反应是熵值增加的,由于反应是吸热反应,根据ΔG=ΔH-TΔS,要使该反应自发进行,ΔG<0,则需要在高温下。
(2)平衡时CO2的物质的量是0.76 mol,则消耗CO2是(2-0.76) mol=1.24 mol,所以生成CO是2.48 mol,因此CO2和CO的浓度分别是0.38 mol/L和1.24 mol/L,所以K=c2(CO)/c(CO2)=1.242/0.38≈4.0。
(3)增大CO2的浓度,则平衡向正反应方向移动,但CO2的转化率降低。
(4)由于CO2的浓度增大,所以反应速率加快,达到平衡的时间减少。设消耗CO2 x mol,则生成CO为2x mol,所以有K=c2(CO)/c(CO2)=x2/(2-0.5x)=4.0,解得x=2 mol,据此可画出示意图。
(5)由于此时c2(CO)/c(CO2)=22/2=2<4.0,所以反应向正反应方向移动,则正反应速率大于逆反应速率。
考前必练系列答案(1)已知X、Y、Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/kJ·mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
X | 578 | 1 817 | 2 745 | 11 578 |
Y | 738 | 1 451 | 7 733 | 10 540 |
Z | 496 | 4 562 | 6 912 | 9 543 |
则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为 (用元素符号表示),元素Y的第一电离能大于X的第一电离能的原因是
。
(2)A、B、C、D是周期表中前10号元素,它们的原子半径依次减小。D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子M、N、W,且在M、N、W分子中,A、B、C三原子都采取sp3杂化。
①A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
②M是含有 键的 分子(填“极性”或“非极性”)。
③N是一种易液化的气体,请简述其易液化的原因:
。
④W分子的VSEPR模型的空间构型为 ,W分子的空间构型为 。
⑤AB-中和B2分子的π键数目比为 。
(3)E、F、G三元素的原子序数依次增大,三原子的核外的最外层电子排布均为4s1。
①E元素组成的单质的晶体堆积模型为 (填字母)。
a.简单立方堆积b.体心立方堆积
c.六方最密堆积d.面心立方最密堆积
②F元素在其化合物中最高化合价为 。
③G2+的核外电子排布式为 ,G2+和N分子形成的配离子的结构式为 。
25 ℃时,电离平衡常数:
弱酸的化学式 | CH3COOH | HClO | H2CO3 |
电离平衡常数(25 ℃) | 1.8×10-5 | 3.0× | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度为0.1 mol/L的下列四种物质:
a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa,d.NaHCO3;
pH由大到小的顺序是 (填编号)。
(2)常温下0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是 ;
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+)
(3)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程pH变化如图,则HX的电离平衡常数 (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数;理由是 ,
稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+) (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中水电离出来的c(H+),理由是 ;
(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= (填准确数值)。
水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的碳制得:C (s)+H2O(g)
CO (g)+H2 (g) ΔH=+131 kJ·mol-1
(1)T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中碳足量,其他物质的物质的量浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
容器 编号 | c(H2O) /mol·L-1 | c(CO) /mol·L-1 | c(H2) /mol·L-1 | v正、v逆比较 |
Ⅰ | 0.06 | 0.60 | 0.10 | v正=v逆 |
Ⅱ | 0.06 | 0.50 | 0.40 | ① |
Ⅲ | 0.12 | 0.40 | 0.80 | v正<v逆 |
Ⅳ | 0.12 | 0.30 | ② | v正=v逆 |
① ,② 。
在T温度下该反应的化学平衡常数为 。
(2)另有一个容积可变的密闭容器。恒温恒压下,向其中加入1.0 mol碳和1.0 mol水蒸气 (H2O),发生上述反应,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25 倍。平衡时水蒸气的转化率为 ;向该容器中补充a mol 碳,水蒸气的转化率将 (填 “增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在一定条件下用水煤气能合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH>0,给合成甲醇反应体系中通入少量CO则平衡 移动,减小压强则平衡 移动,降低温度则平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
