在体积为1L的两个恒容密闭容器中,分别充入1molCO和1molH2O(g)的混合气体,进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),反应物CO的物质的量在不同温度时物质的量随时间的变化如下表所示,回答下列问题:
| | 0min | 10min | 20min | 30min | 40min | 50min |
| 830℃ | 1mol | 0.8mol | 0.65mol | 0.55mol | 0.5mol | 0.5mol |
| 1100℃ | 1mol | 0.75mol | 0.6mol | 0.6mol | 0.6mol | 0.6mol |
(2)1100℃时化学平衡常数K=_______,该反应为________反应(填“吸热”和“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是____________________。
(a)容器中压强不变 (b)混合气体中c(CO)不变
(c)v逆(H2)=v正(H2O) (d)c(CO2)=c(CO)
(4)1100℃时达到平衡后,若向容器中再充入2molCO和2molH2O(g),平衡_____________________移动(选填“向正反应方向”或“向逆反应方向”或“不”),再达到平衡时,H2百分含量________________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。
(5)830℃时,若在体积为2L的密闭容器中充入1molCO2和1molH2的混合气体,60min时反应达平衡状态,画出c(CO)和c(H2)随时间变化而变化的趋势图。
(11分)
(Ⅰ)有可逆反应A(g) + 3B(g)
2C(g) △H<0
(1)已知该反应的平衡常数表达式:K=[C]2/[A][B]3 ;升高温度,平衡常数K将_______________(填“增大”,“减小”,“不变” )。([X]表示相应物质的浓度)
(2)一定条件下,该反应达平衡后,保持其他条件不变,再充入C气体,20 min后又达新平衡。试推测,与原平衡状态相比,第15 min时,V正_______(填“增大”,“减小”,“不变” ),V逆______(填“增大”,“减小”,“不变” )。
(3)该反应的速率与时间的关系如下图所示:![]()
可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,请指出改变了什么条件(例如:减小生成物的浓度)
t2时_________ ___;t4时______ _____;t6时___ _______;t8时_______ ____。
(Ⅱ)、一定温度下在体积为5 L的密闭容器中发生可逆反应。
若某可逆反应的化学平衡常数表达式为![]()
(1)写出该反应的化学方程式: ;
(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
| A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 |
| B.υ正(H2O)=υ逆(H2) |
| C.容器中气体的密度不随时间而变化 |
| D.容器中总的物质的量不随时间而变化 |
(15分)某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,HA的电离度为0.10;在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1∶1;已知:lg2=0.3,lg3=0.5 其他信息如下:
| 25℃平衡体系(苯、水、HA) | 平衡常数 | 焓变 | 起始总浓度 |
| 在水中,HA === H++A- | K1 | △H1 | 3.0×10-3 mol·L-1 |
| 在苯中,2HA == (HA)2 | K2 | △H2 | 4.0×10-3 mol·L-1 |
(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1= 。
(2)25℃,该水溶液的pH为 ,在苯体系中HA的转化率为__________。
(3)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足
(4)在苯中,HA自发进行发生二聚:2HA
(5)下列有关该混合体系说法不正确的是 。
A.用分液漏斗分离得到水溶液和苯溶液,若水溶液中加入少量水,苯溶液中加少量苯,则上述平衡均正移,且c(HA)均减小。
B.升高温度,HA的电离平衡常数K1和2HA
C.若用酸碱中和滴定的分析方法,可以测出HA的起始总浓度。
D.在25℃时,若再加入一定量的HA固体,则水和苯中HA的起始总浓度之比仍为3:4。
(6)在25℃时,用0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L HA水溶液,请在下图中画出滴定曲线示意图。
(本题共8分)
NO和CO都是有毒的气体,利用催化技术能够将它们转变成无毒的CO2和N2。一定量的NO和CO进行如下反应:2NO+2CO
2CO2+N2,其部分化学平衡常数如下表:
| T(℃) | 0 | 50 | 100 |
| K | 0.5 | 1.05 | 2.56 |
1.若把化学方程式写为NO+CO
2.上述反应达到化学平衡后,下列措施能提高NO转化率的是________。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
3.若上述反应在容积不变的密闭容器中进行,该可逆反应达到平衡的标志是____
A.气体的密度不再变化
B.单位时间内消耗的CO与生成的CO2的物质的量之比为1︰1
C.气体的压强不再变化
D.各气体的浓度相等
4.某温度下,将0.02 mol的NO和0.02 mol的CO的混合气体充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,测得混合气体中CO的体积分数为0.125,则CO的转化率为 。
(10分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如右图:![]()
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
| 平衡常数K | 10 | 9 | 1 | |
(2)在830℃,以下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述第II步反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
| 实验编号 | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化 ⑥v(CO2)正=v(H2O)逆
(4)右图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是(写出两种) 。
(12分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)
?2NH3(g)+CO2(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
| 温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
| 平衡总压 强/kPa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
| 平衡气体 总浓度/ mol·L-1 | 2.4× 10-3 | 3.4× 10-3 | 4.8× 10-3 | 6.8× 10-3 | 9.4× 10-3 |
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
(2)该分解反应的平衡常数表达式为____________________________,根据表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数:____________________。(保留两位有效数字)
(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量________(填“增加”“减少”或“不变”);
(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH________0(填“>”“=”或“<”),熵变ΔS________0 (填“>”“=”或“<”)。此反应在该温度下能自发进行原因是 ________ 效应大于 ___________效应.