题目内容

1．有可逆反应：Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）．已知938K时平衡常数K=1.47，1173K时平衡常数K=2.15．
（1）该反应的平衡常数表达式$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，是吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）若该反应在体积恒定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，如果改变下列条件，反应混合气体的平均相对分子质量如何变化（填“增大”、“减小”或“不变”）．
①升高温度减小；②再通入CO不变．
（3）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图：
①从图中可以看出，反应t2时达到平衡，在t1时改变某种条件，该条件可能是AC．
A．升高温度
B．增大CO2浓度
C．使用催化剂
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO，t4～t5时间段反应处于新的平衡状态，请在图上画出t3～t5的υ（逆）变化曲线．

分析 （1）化学平衡常数的表达式及反应方程式写出该反应的平衡常数表达式，生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物的平衡浓度幂次方乘积，根据温度变化对化学平衡常数的影响判断该反应是吸热还是放热；
（2）反应混合气体的平均相对分子质量=$\frac{m}{n}$，反应前后气体质量变化，气体物质的量不变，据此分析判断；
（3）①根据右图t1时刻，反应速率突然增大以及逆反应速率后来逐渐增大最后不变；
②根据分离出部分CO，逆反应速率减小，正反应速率瞬间不变画出t3～t5的v（逆）变化曲线．

解答 解：（1）由可逆反应Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g），该反应的平衡常数表达式为：K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，在温度938K时，平衡常数K=1.47，在1173K时，K=2.15，温度升高，化学平衡常数增大，说明该反应为吸热反应，
故答案为：$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，吸热；
（2）①反应是吸热反应，升高温度平衡正向进行气体质量减小，气体物质的量不变，则平均相对分子质量减小，
故答案为：减小；
②再通入CO，由于压强不影响化学平衡，达到平衡时各组分的含量不变，平均相对分子质量不变，
故答案为：不变；
（3）①A．升温，正、逆反应速率突然增大，随着反应的进行，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，最后不变，故A正确；
B．增大CO2的浓度，正反应速率突然增大，逆反应速率瞬间不变，故B错误；
C．使用催化剂，正、逆反应速率突然增大，随着反应的进行，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，最后不变，故C正确；
故答案为：AC；
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO，逆反应速率减小，正反应速率瞬间不变，平衡向着正向移动，随着反应的进行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，最后不变，如图所示：，
故答案为：．

点评 本题考查了化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素等知识，题目难度中等，本题是一道化学反应速率与平衡的综合题，注意掌握平衡常数的含义、化学平衡状态的判断方法．

练习册系列答案
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11．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍．A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．E有“生物金属”之称，E4+和氩原子的核外电子排布相同．
请回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）E的基态原子的外围电子排布式为3d24s2．
（2）由A、B、C形成的ABC分子中，含有2个σ键，2个π键；
（3）下列叙述正确的是d．（填字母）
a．M易溶于水，是因为M与水分子间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N是非极性分子
b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2杂化
c．N分子中含有6个σ键和1个π键
d．BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（4）E的一种氧化物Q，其晶胞结构如上图所示，则Q的化学式为TiO2，该晶体中氧原子的配位数为3．
（5）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为N＞O＞C．
（6）在浓的ECl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为ECl3•6H2O
的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配离子的化学式为[TiCl（H2O）5]2+．
18．不同温度下水的离子积常数如表所示：
t/℃01020254050100
KW/10-140.1140.2920.6811.002.925.4755.0
①请用文字解释随温度升高水的离子积增大的原因：水电离吸热，升高温度后平衡正向移动
②25℃条件下，pH=4的盐酸溶液中由水电离出来的H+的浓度为1.0×10-10mol/L
③10℃时纯水的电离平衡常数为5.3×10-17．
12．光气 （COCl2）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）制备．图1为此反应的反应速率随温度变化的曲线，如图2为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线．下列说法不正确的是（　　）
A．0～6 min内，反应的平均速率v（Cl2）=0.15 mol•L-1•min -1
B．若保持温度不变，在第7 min 向体系中加入这三种物质各2 mol，则平衡向正反应方向移动
C．随温度升高，该反应平衡常数减小；比较第8 min反应温度T（8）与第15 min反应温度T（15）的高低：T（8）＞T（15）
D．若将初始投料浓度变为c（Cl2）=0.7 mol/L、c（CO）=0.5 mol/L、c（COCl2）=0.5 mol/L，保持反应温度不变，则最终达到化学平衡时，Cl2的体积分数与上述第6 min时Cl2的体积分数相同
9．（1）在其他条件不变的情况下，起始氢气的物质的量[用n（H2）表示]对N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）反应的影响可表示成如图1所示的规律（图中t表示温度，n表示物质的量）．
①比较在a、b、c三点处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是C．
②若容器容积为1L，n=3mol，反应达到平衡时H2的转化率为60%，则在起始时体系中加入N2的物质的量为1mol，此条件下（t2）反应的平衡常数K=2.08（mol/L）-2．图象中t2和t1的关系是t2低于 t1（填“高于”“低于”“等于”或“无法确定”）．

（2）氨气和氧气与145℃时开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图2所示）
4NH3+5O2?4NO+6H2O
4NH3+3O2?2N2+6H2O
温度较低时以生成N2为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因是氨气氧化生成NO的反应是放热反应，升高温度转化率下降；N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+（b-a）/2 kJ•mol-1．
16．恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）（注：要求每步均要写出计算过程）
（1）若反应进行到某时刻t时，nt（N2）=6.5mol，nt（NH3）=3mol，计算a的值．
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为358.4L（标况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%．计算平衡时NH3的物质的量．
（3）平衡混合气体中，n（N2）：n（H2）：n（NH3）等于多少？
6．在一真空容器中，充入10mol N2，30mol H2，发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），在一定条件下达到平衡时，N2的转化率为25%．若在同一容器中，在相同温度下，向容器中充入NH3，欲使达到平衡时各成分的质量分数与上述平衡相同，则起始时NH3的量和达到平衡时NH3的转化率为（　　）
A．20 mol、25%B．20 mol、75%C．40 mol、30%D．10mol、50%
13．制备5Ca（NO3）2•NH4NO3•10H2O的实验中，过滤出产品后，常温下另取母液（pH＜1），向其中加入指定物质，反应后溶液中可大量存在的一组离子是（　　）
A．加入过量Na2CO3溶液：Na+、Ca2+、NH4+、NO3-、H+
B．加入适量NaHCO3溶液：Na+、Ca2+、NH4+、NO3-、HCO3-
C．加入适量NaOH溶液：Na+、Ca2+、NH4+、NO3-、OH-
D．加入过量FeSO4和稀硫酸：Fe2+、Fe3+、NH4+、Ca2+、NO3-
10．设NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，5.6L CCl4含有的分子数为0.25NA
B．标准状况下，14 g氮气含有的核外电子数为5NA
C．标准状况下，22.4 L任意比的氢气和氯气的混气中含有分子总数均为NA
D．在标准状况下，18gH2O所含有的电子数不是10NA

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