题目内容
16.830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H>0试回答下列问题:
(1)请写出该化学反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(C{O}_{2}).c({H}_{2})}{c(CO).c({H}_{2}O)}$.
(2)830K温度下,若起始时c(CO)=2mol•L-1,c(H2O)=3mol•L-1,达到平衡时CO的转化率为50%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=0.5.
(3)若降低温度,该反应的K值将减小,该反应的正反应速率将减小; 该反应的逆反应速率将减小(均填“增大”“减小”或“不变”).
(4)若要提高CO的转化率,可采取的措施有:增大水蒸气浓度、减小二氧化碳、减小氢气浓度或升高温度.
(5)830K温度下,若起始时c(CO)=1mol•L-1,c(H2O)=2mol•L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5mol•L-1,则此时该反应是否达到平衡状态否(填“是”与“否”),你判断的依据是浓度商=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=0.33<K,平衡正向移动.
分析 (1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
(2)830K温度下,若起始时c(CO)=2mol•L-1,c(H2O)=3mol•L-1,达到平衡时CO的转化率为50%,则反应的c(CO)=2mol/L×50%=1mol/L,
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H>0
开始(mol/L)2 3 0 0
反应(mol/L)1 1 1 1
平衡(mol/L)1 2 1 1
化学平衡常数K=$\frac{c(C{O}_{2}).c({H}_{2})}{c(CO).c({H}_{2}O)}$;
(3)降低温度平衡向吸热方向移动,正逆反应都减小;
(4)可以通过改变浓度(非CO浓度)、温度来改变CO转化率;
(5)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H>0
开始(mol/L)1 2 0 0
反应(mol/L)0.5 0.5 0.5 0.5
某时刻(mol/L)0.5 1.5 0.5 0.5
先计算浓度商,根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向,如果浓度商等于平衡常数,则该反应达到平衡状态.
解答 解:(1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则该反应化学平衡常数K=$\frac{c(C{O}_{2}).c({H}_{2})}{c(CO).c({H}_{2}O)}$;
故答案为:K=$\frac{c(C{O}_{2}).c({H}_{2})}{c(CO).c({H}_{2}O)}$;
(2)830K温度下,若起始时c(CO)=2mol•L-1,c(H2O)=3mol•L-1,达到平衡时CO的转化率为50%,则反应的c(CO)=2mol/L×50%=1mol/L,
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H>0
开始(mol/L)2 3 0 0
反应(mol/L)1 1 1 1
平衡(mol/L)1 2 1 1
化学平衡常数K=$\frac{c(C{O}_{2}).c({H}_{2})}{c(CO).c({H}_{2}O)}$=$\frac{1×1}{1×2}$=0.5,
故答案为:0.5;
(3)该反应的正反应是吸热反应,降低温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小,降低温度导致活化分子百分数减小,正逆反应速率减小,
故答案为:减小;减小;减小;
(4)要提高CO转化率,可以通过增大水蒸气浓度、减小二氧化碳、减小氢气浓度、升高温度来实现,
故答案为:增大水蒸气浓度、减小二氧化碳、减小氢气浓度或升高温度;
(5)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H>0
开始(mol/L)1 2 0 0
反应(mol/L)0.5 0.5 0.5 0.5
某时刻(mol/L)0.5 1.5 0.5 0.5
浓度商=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=0.33<K,平衡正向移动,反应没有达到平衡状态,
故答案为:否;浓度商=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=0.33<K,平衡正向移动.
点评 本题考查化学平衡计算,为高频考点,侧重考查学生分析计算能力,灵活运用三段式解法是解本题关键,会根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向,题目难度不大.
| A. | △H>0表示放热反应,△H<0表示吸热反应 | |
| B. | 0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2完全反应生成BaSO4时放出的热叫做中和热 | |
| C. | 1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热 | |
| D. | 热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数 |
| A. | N2的电子式: | |
| B. | 质子数为53,中子数为78的碘原子:${\;}_{53}^{131}$I | |
| C. | S2-的结构示意图: | |
| D. | 乙烯的分子式:CH2=CH2 |
| A. | 盐卤或石膏加入豆浆里制成豆腐 | |
| B. | 冶金厂利用高压直流电除去大量粉尘 | |
| C. | 向FeCl3溶液中加入NaOH溶液,会出现红褐色沉淀 | |
| D. | 在河水与海水的交界处,易形成三角洲 |
| A. | M点所示溶液的导电能力强于Q点 | |
| B. | N 点所示溶液中 c(CH3COO-)>c(Na+) | |
| C. | Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积 | |
| D. | M点和N点所示溶液中水的电离程度相同 |
| A. | υ(A)=0.5mol/(L•min) | B. | υ(B)=0.12mol/(L•s) | C. | υ(C)=0.1mol/(L•s) | D. | υ(D)=0.4mol/(L•min) |
| A. | 装置①可用于检查装置的气密性 | |
| B. | 装置②可用于除去CO中混有的少量CO2 | |
| C. | 装置③可用于安全吸收极易溶于水的氯化氢来制盐酸 | |
| D. | 装置④可用于排空气收集CO |
| A. | 刷牙时适当使用含氟牙膏能够预防龋齿 | |
| B. | 缺锌的人可以服用硫酸锌糖浆或葡萄糖酸锌等补锌 | |
| C. | 人体内缺铁会使成人患甲状腺肿大 | |
| D. | 天然蛋白质水解的产物都是α-氨基酸 |