1.在一定體積的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表:
T(℃)70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
Ⅰ.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$.
Ⅱ.該反應(yīng)為吸熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
Ⅲ.某溫度下,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的平衡濃度符合下式:3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O),試判斷此時(shí)的反應(yīng)溫度為700℃.
Ⅳ.830℃時(shí),向該容器中加入1molCO2與1molH2開始反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),混合氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)是25%.
Ⅴ.保持溫度不變,若往IV的平衡體系中再通入2molCO2與2molH2,則再達(dá)新平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為50%.

分析 I.平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)冪之積與反應(yīng)物平衡濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)冪之積的比;
Ⅱ.由表中數(shù)據(jù)可知,隨溫度升高平衡常數(shù)增大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動;
Ⅲ.根據(jù)等式確定平衡常數(shù),進(jìn)而確定反應(yīng)溫度;
Ⅳ.設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的二氧化碳為xmol,表示出平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量,反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算解答;
Ⅴ.保持溫度不變,若往IV的平衡體系中再通入2molCO2與2molH2,等效為在Ⅳ平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不移動,氫氣的轉(zhuǎn)化率與Ⅳ中相同,結(jié)合Ⅳ中數(shù)據(jù)計(jì)算.

解答 解:I.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$,故答案為:$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$;
Ⅱ.由表中數(shù)據(jù)可知,隨溫度升高平衡常數(shù)增大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),
故答案為:吸熱;
Ⅲ.由3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O),可得K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$=0.6,故反應(yīng)溫度為700℃,故答案為:700;
Ⅳ.設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的二氧化碳為xmol,則:
           CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
起始量(mol):1      1        0      0
變化量(mol):x      x        x      x
平衡量(mol):1-x    1-x      x      x
反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù),則$\frac{x×x}{(1-x)×(1-x)}$=1,解得x=0.5,故平衡時(shí)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.5mol}{2mol}$×100%=25%,
故答案為:25%;
Ⅴ.保持溫度不變,若往IV的平衡體系中再通入2molCO2與2molH2,等效為在Ⅳ平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不移動,氫氣的轉(zhuǎn)化率與Ⅳ中相同,即氫氣轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%,
故答案為:50%.

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡常數(shù)及其應(yīng)用等,難度不大,注意對平衡常數(shù)的理解與靈活應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.1,2-二溴乙烷可做汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度是2.18g/cm3,沸點(diǎn)131.4℃,熔點(diǎn)9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑.在實(shí)驗(yàn)室中可以用下圖所示裝置制備1,2二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水).

(1)寫出試管d中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(2)b裝置的作用是安全瓶,防止倒吸,b裝置也可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞.請寫出發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象錐形瓶內(nèi)液面下降,玻璃管中的水面會上升,甚至溢出.
(3)容器c中NaOH溶液的作用是:除去乙烯中帶出的酸性氣體(或二氧化碳、二氧化硫).
(4)某學(xué)生做此實(shí)驗(yàn)時(shí),使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時(shí),所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量比正常情況下超出許多,如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的原因①乙烯產(chǎn)生(或通過液溴)速度過快,
②實(shí)驗(yàn)過程中,乙烯和濃硫酸的混合液沒有迅速達(dá)到170℃(或?qū)憽翱販夭划?dāng)”也可以).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇,查閱資料得知一條合成路線:
CH3CH=CH2+CO+H2$\stackrel{一定條件}{→}$CH3CH2CH2CHO$→_{Ni△}^{H_{2}}$ CH3CH2CH2CH2OH;
CO的制備原理:HCOOH$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CO↑+H2O,并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置(如圖).
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇,從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯,寫出化學(xué)反應(yīng)方程式:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,(CH32CHOH $\stackrel{催化劑}{→}$CH2=CHCH3↑+H2O.
(2)用以上裝置制備干燥純凈的CO,裝置中a和b的作用分別是恒壓,防倒吸.c和d中盛裝的試劑分別是NaOH溶液,濃H2SO4
(3)正丁醛經(jīng)催化加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品.為純化1-丁醇,該小組查閱文獻(xiàn)得知:①R-CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸點(diǎn):乙醚34℃,1-丁醇 118℃,并設(shè)計(jì)出如下提純路線:
粗品$→_{操作1}^{試劑1}$濾液 $→_{操作2分液}^{乙醇}$有機(jī)層 $→_{過濾}^{干燥劑}$ 1-丁醇、乙醚$\stackrel{操作3}{→}$ 純品
試劑1為飽和NaHSO3溶液,操作1為過濾,操作2為萃取,操作3為蒸餾.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.在一個(gè)2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(s)+4B(g)═C(g)+3D(g),10min末,B的物質(zhì)的量減少2mol,下列有關(guān)該反應(yīng)的表述中正確的是(  )
A.0-10min內(nèi),用A表示的平均反應(yīng)速率是0.05mol•L-1•min-1
B.0-10min內(nèi),用B表示的平均反應(yīng)速率是0.01mol•L-1•min-1
C.分別用B、C、D表示反應(yīng)的速率,其比值是4:3:1
D.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終保持不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.4,7-二甲基香豆素(熔點(diǎn):132.6℃)是一種重要的香料,廣泛分布于植物界中,由間-甲苯酚為原料的合成反應(yīng)如下:

實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖:

主要實(shí)驗(yàn)步驟:
步驟1:向裝置a中加入60mL濃硫酸,并冷卻至0℃以下,攪拌下滴入間-甲苯酚30mL(0.29mol)和乙酰乙酸乙酯26.4mL (0.21mol)的混合物.
步驟2:保持在10℃下,攪拌12h,反應(yīng)完全后,將其倒入冰水混合物中,然后抽濾、水洗得粗產(chǎn)品
步驟3:粗產(chǎn)品用乙醇溶解并重結(jié)晶,得白色針狀晶體并烘干,稱得產(chǎn)品質(zhì)量為33.0g.
(1)簡述裝置b中將活塞上下部分連通的目的平衡上下氣壓,使漏斗中液體順利流下.
(2)濃H2SO4需要冷卻至0℃以下的原因是防止?jié)釮2SO4將有機(jī)物氧化或炭化.
(3)反應(yīng)需要攪拌12h,其原因是使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng),提高反應(yīng)產(chǎn)率.
(4)本次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為89.0%(百分?jǐn)?shù)保留一位小數(shù)).
(5)實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯的化學(xué)反應(yīng)方程式CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,用飽和的碳酸鈉溶液(填藥品名稱)收集粗產(chǎn)品,用分液(填操作名稱)的方法把粗產(chǎn)品分離.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.化學(xué)鏈燃燒是一種新型燃燒技術(shù),該技術(shù)是由載氧體、燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器組成.現(xiàn)用載氧體CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng),既可提高燃燒效率,又能得到高純CO2,其原理示意圖(圖1)如下:

燃料反應(yīng)器中涉及反應(yīng)如下(反應(yīng)①為主反應(yīng),反應(yīng)②和③為副反應(yīng)):
①$\frac{1}{4}$CaSO4(s)+CO(g)═$\frac{1}{4}$CaS(s)+CO2(g)△H1=-47.3kJ?mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)═CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H2=+210.5kJ?mol-1
③2CO(g)═C(s)+CO2(g)△H3=-172.4kJ?mol-1
空氣反應(yīng)器中涉及反應(yīng)④:CaS(s)+2O2(g)?CaSO4(s)△H4
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)②在高溫下能自發(fā)進(jìn)行的理由是反應(yīng)②的△S>0,△H>0,而△G=△H-T△S<0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,故高溫下能自發(fā)進(jìn)行.
(2)已知CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-285.8kJ?mol-1,則△H4=-954kJ?mol-1
(3)圖2為燃料反應(yīng)器中涉及反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線;圖3為不同溫度下CO初始體積百分?jǐn)?shù)與平衡時(shí)固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線

①降低燃料反應(yīng)器中SO2生成量的措施有B;
A.CaSO4投入燃料反應(yīng)器前加以粉碎      B.在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度
C.提高CO的初始體積百分?jǐn)?shù)            D.提高反應(yīng)體系的溫度
②當(dāng)lgK<0時(shí),說明相應(yīng)溫度下某反應(yīng)的程度小,此溫度下可以忽略該反應(yīng).則燃料反應(yīng)器中宜控制的溫度范圍是650℃~900℃;
③向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入CO,反應(yīng) ①、②于900℃達(dá)到平衡,則SO2的平衡濃度為0.01mol•L-1
(4)如果用甲烷燃料替代CO,則燃料反應(yīng)器中主反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO4(s)+CH4(g)═2CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.實(shí)驗(yàn)室有一包白色固體,可能含有Na2CO3、NaHCO3和NaCl中的一種或多種.下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出的結(jié)論正確的是( 。
A.取一定量固體,溶解,向溶液中通入足量的CO2,觀察到有晶體析出,說明原固體中一定含有Na2CO3
B.取一定量固體,溶解,向溶液中加入適量CaO粉末,充分反應(yīng)后觀察到有白色沉淀生成,說明原固體中一定含有Na2CO3
C.取一定量固體,溶解,向溶液中滴加適量AgNO3溶液,觀察到有白色沉淀生成,說明原固體中一定含有NaCl
D.稱取3.80g固體,加熱至恒重,質(zhì)量減少了0.620g.用足量稀鹽酸溶解殘留固體,充分反應(yīng)后,收集到0.880g氣體,說明原固體中僅含有Na2CO3和NaHCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

10.抗酸藥有效成分有:碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鋁、氫氧化鎂等,請寫出胃酸與氫氧化鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O再寫出碳酸氫鈉與胃酸反應(yīng)的離子方程式HCO3-+H+=CO2↑+H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.寫出下列有機(jī)物的系統(tǒng)命名或結(jié)構(gòu)簡式:
(1)CH3CH(CH3)C(CH32(CH22CH32,3,3-三甲基己烷.
(2)3,4-二甲基-4-乙基庚烷CH3CH2CH(CH3)C(CH3)(CH2CH3)CH2CH2CH3

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同步練習(xí)冊答案