题目内容

【题目】

Ⅰ.对于可逆反应CO+H2O(g)CO2+H2,回答下列问题:

(1)830 K时,若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为 _____________;平衡常数K的值为 _____________。

(2)830 K时,若只将起始时c(H2O)改为6 mol·L-1,则水蒸气的转化率为_____________ 。

(3)若830 K时,某时刻混合体系中各气体的浓度为c(CO2)=0.4 mol·L-1c(CO)=0.6 mol·L-1c(H2O)=3 mol·L-1,c(H2)=2 mol·L-1请判定该体系中反应进行的方向:______________ (填“正向进行”“逆向进行”或“达到平衡”)。

Ⅱ恒温恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:A(g)+B(g) C(g)

(1)若开始时放入1mol A和1mol B,达到平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为 _______ mol。

(2)若开始时放入3mol A和3mol B,达到平衡后,生成C的物质的量为 _______mol。

(3)若开始时放入x mol A2mol B和1mol C,达到平衡后,A和C的物质的量分别为y mol和3a mol,则x= ______,y= _________。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是 _______。

【答案】40% 1 25% 正向进行 1-a 3a 2 3-3a

【解析】

Ⅰ.(1)根据CO的起始浓度和转化率可以计算CO的转化浓度,列三段式求出平衡时各物质的物质的量浓度,从而计算水蒸气的转化率和平衡常数K;

(2)设CO的转化浓度为x,列出三段式,根据一定温度下反应的平衡常数不变解出x,据此分析;

(3)计算此时反应的浓度商,并与平衡常数进行比较判断反应进行的方向。

Ⅱ.(1)依据化学平衡的三段式列式计算;
(2)根据恒温、恒压下放入3molA和3molB,与(1)建立等效平衡进行分析;
(3)恒温、恒压下根据生成的C为3a mol可知,达到的平衡与起始量加入3molA、3molB所达到的平衡是相同的平衡,依据(2)的分析计算得到(3)的X、Y的取值;
(4)再加3molC折算成A和B,相当于6molA和6molB,由于是恒压过程,此时与(1)中的平衡为等效平衡,且是成比例等效,据此可以解题。

Ⅰ.(1)若起始时,c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,平衡时CO的转化率为60%,列出三段式为: CO+H2O(g)CO2+H2

起始量(mol/L) 2 3 0 0

变化量(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2

平衡量(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2

则水蒸气的转化率为;平衡常数K的值为;

答案为:40%;1;

(2)温度不变,平衡常数不变,设CO的转化浓度为x,据此列出三段式进行计算:

CO+H2O(g)CO2+H2

起始量(mol/L) 2 6 0 0

变化量(mol/L) x x x x

平衡量(mol/L) 2-x 6-x x x

则平衡常数,解得x=1.5mol/L,

则水蒸气的转化率为;

故答案为:25%;

(3)此时该反应的浓度商为,则反应正向进行;

故答案为:正向进行;

Ⅱ.(1)根据化学平衡三段式列式计算

A(g)+B(g)C(g)

起始量(mol) 1 1 0

变化量(mol) a a a

平衡量(mol) 1a 1a a

则A的物质的量为(1a)mol;

故答案为:1-a;

(2)在恒温恒压条件下,若开始时放入3mol A和3mol B,同等程度改变反应物的用量,A、B物质的量之比也为1:1,将建立与(1)等效的平衡状态,所以到达平衡后,依据(1)中的计算可知,生成C的物质的量为3a mol;

故答案为:3a;

(3)恒温、恒压下到达平衡后,C的物质的量为3a mol,说明与(2)所达到的平衡是完全相同的平衡状态,则满足极值转化后A、B起始量分为3mol、3mol,则有

A(g)+B(g) C(g)

起始量(mol) x 2 1

极值转化(mol) x+1 2+1=3

则x+1=3,x=2;

因为极值转化后A、B起始量分为3mol、3mol,与(1)中A、B的物质的量之比均为1:1,则为等效平衡,平衡时转化率相同,各物质的量均是A中的3倍,则平衡时A的物质的量为y=3(1-a)mol=3-3a mol;

故答案为:2;3-3a;

(4)再加3molC折算成A和B,相当于起始加入6mol A和6mol B,由于是恒压过程,此时与(1)中的平衡为等效平衡,且是成比例等效,

A(g)+B(g)C(g)

起始量1(mol) 1 1 0

平衡量1(mol) 1a 1a a

起始量2(mol) 6 6 0

平衡量2(mol) 66a 66a 6a

C的物质的量分数为;

故答案为:。

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