( 10分)低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g) + H2O(g)
H2(g) + CO2(g) △H= a kJ·mol-1 的平衡常数随温度的变化如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 850 |
| 平衡常数 | 9.94 | 9 | 1 |
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
| 时间(min) | CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | |
| 6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 | |
(2) t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。①与2min时相比,3min时密闭容器中混合气体的平均摩尔质量 (填增大、减小或不变)。
②表中3 min~4 min之间反应处于 状态;CO的体积分数 16% (填大于、小于或等于)。
③反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
(3)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为 。
(1)80℃时,将0.40 mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O4 (g)
2NO2 (g) △H>0,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
| 时间(s) n(mol) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 110 |
| n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
| n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
②计算20s—40s内用NO2表示的平均反应速率为 mol/(L·s)
③计算在80℃时该反应的平衡常数K= ;
(2)若(1)中反应进行至110s后,保持温度和体积不变,向容器中再加入0.2mol N2O4,此时,平衡朝_______方向移动;建立新平衡后,N2O4的转化率_______75%(填“>、<或=”);
(3)若(1)中反应进行至110s后,保持温度和体积不变,向容器中再加入0.2mol N2O4和0.1mol NO2时,v正________ v逆(填“>、<或=”)
(11分)工业制硝酸的主要反应是:4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O (g) ΔH=" -1025" KJ/mol
(1)一定温度下,现将0.8mol NH3和1.5mol O2充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 ![]()
(2)在容积为1L的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
| 时间/浓度 | c(NH3)(mol/L) | C(O2)(mol/L) | C(NO)(mol/L) |
| 起始 | 0.8 | 1.5 | 0 |
| 第2min | 0.7 | a | 0.1 |
| 第4min | 0.4 | 1.0 | 0.4 |
| 第6min | 0.4 | 1.0 | 0.4 |
| 第8min | 1.2 | 2.5 | 0.4 |
①起始时物料比c (O2) : c (NH3)>1.25,其原因是
②反应在第2min到第4min时O2的平均反应速率为 mol·L-1·min-1
③反应在第2min改变了反应条件,改变的条件可能是 (填字母序号)
a.使用催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.增加O2的浓度
④反应在第8min改变的反应条件可能是 ,再次达到平衡时,NO的体积分数 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)室温下,将第一次达到平衡时的混合气体通入水中,然后向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中,溶液中水的电离平衡将 (填“正向”“ 逆向”或“不”)移动,所滴加氨水的浓度为 mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5 mol·L-1)
已知2X2(g)+Y2(g) = 2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol Y2,在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L-1,放出热量b kJ。
⑴此反应平衡常数表达式为_________________;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将___________(填增大、减少或不变)。
⑵若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度_______Wmol·L—1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系___________(用代数式表示)。
⑶能说明反应已达平衡状态的是___________________。
| A.浓度c(Z)=2c(Y2) | B.容器内压强保持不变 |
| C.v逆(X2)=2v正(Y2) | D.容器内的密度保持不变 |