题目
题型:不详难度:来源:
已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)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 |
(1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1。
(3)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表中3 min~4 min之间反应处于 状态;C1数值 0.08 mol·L-1(填大于、小于或等于)。
②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
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下,CO的最大转化率为: 。
(5)若在850℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为X;平衡时CO转化率为Y,试推导Y随X变化的函数关系式为 。
答案
(1) 放热 。(2) 0.03 。(3)① 平衡 ; 大于 。② D , A 。
(4) 75% 。(5) Y=X
解析
(1)平衡常数是指在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。根据数据可知,随着温度的升高,平衡常数减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。
(2)根据图像可知,再 0—4min内CO的浓度减小了0.20mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L,所以其反应速率是0.12mol/L÷4min=0.03mol/(L·min)。
(3)①根据表中数据可知,在此时间内,物质的浓度是不变的,所以反应处于平衡状态。由于反应是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此CO的浓度大于0.08mol/L。
②增大反应物浓度或降低温度,平衡向正反应方向移动。而催化剂不能改变平衡状态。所以应该是增大了氢气浓度,平衡向逆反应方向移动,答案选D。根据表中数据可知,5min—6min是CO的浓度减小,而水蒸气和氢气的浓度增大,说明改变的条件是增大了水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,答案选A。
(5) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
起始量(mol) 0.020 0.020 0 0
转化量(mol) x x x x
平衡量(mol) 0.020-x 0.020-x x x
所以有
解得x=0.015mol/L
所以转化率是0.015÷0.020×100%=75%
(4) CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g)
起始浓度(mol/L) (5-5X) 5X 0 0
转化浓度(mol/L) (5-5X)Y (5-5X)Y (5-5X)Y (5-5X)Y
平衡浓度(mol/L)(5-5X-5Y+5XY)(5X-5Y+5XY)(5-5X)Y (5-5X)Y
所以有
解得X=Y。
核心考点
试题【(每空1分,共8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】;主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]
举一反三
| 锌的质量/g | 锌的形状 | 温度/℃ | 完全溶于水的时间/s |
A | 2 | 薄片 | 5 | 400 |
B | 2 | 薄片 | 15 | 200 |
C | 2 | 薄片 | 25 | 100 |
D | 2 | 薄片 | 35 | t1 |
E | 2 | 颗粒 | 15 | t2 |
F | 2 | 粉末 | 15 | t3 |
G | 2 | 薄片(含少量杂质Cu) | 35 | t4 |
(2)利用所画的曲线图,关于温度影响反应速率的结论是 。
(3)t1 (填“>”或“<”)t4,原因是 。t2 t3(填“>”或“<”),原因是 。
A.RCl>RI> R2CrO4 | B.RCl> R2CrO4>RI |
C.R2CrO4>RCl>RI | D.R2CrO4>RI>RCl |
起始量 | 甲 | 乙 | 丙 |
H2 (mol) | 1 | 2 | 2 |
CO2(mol) | 1 | 1 | 2 |
A.反应开始时,甲中的反应速率最慢,丙中的反应速率最快
B.平衡时,甲和丙中CO2的转化率相等,均是60%
C. 平衡时, 乙中H2的转化率大于60%
D. 平衡时, 丙中c(H2 ) 是0. 08 mol·L-1
实验 序号 | | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | C2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 800℃ | C3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
4 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
(1)在实验1中,反应在10~20分钟内用A表示的平均速率为 ____________ 。
(2)在实验2中,A的初始浓度C2= ,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为υ3,实验1的反应速率为υ1,则υ3 υ1(填>、=、<),且C3= 。
(4)由上述实验,可推测该反应是 反应(选填“吸热”或“放热”)。理由是:
。
(5)1~4组实验中,A的平衡转化率最大的是第 组。
(6)在实验2中,50 min后,若将容器体积增大1倍,则达平衡时B的浓度为 _____ ;该反应的平衡常数K (填“不变”或“增大”或“减小”)。
下列说法中不正确的是
A.该平衡常数表达式为
B.容器内气体的质量或压强保持不变,均可说明该反应已达到平衡状态
C.若Na2SO4足量,改变起始充入H2的浓度,则达到平衡时的H2转化率不变
D.若初始时投入2.84克Na2SO4与一定量H2,反应达到平衡时容器内固体共有2.264克,则Na2SO4的转化率为45%
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