煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:

溫度/℃
 
400
 
500
 
800
 
平衡常數(shù)K
 
9.94
 
9
 
1
 
試回答下列問題:
(1)在800℃發(fā)生上述反應(yīng),以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器,其中向正反應(yīng)方向移動的有    (選填A(yù)、B、C、D、E);
 
 
n(CO)
 
n(H2O)
 
n(H2
 
n(CO2
 
A
 
1
 
5
 
2
 
3
 
B
 
2
 
2
 
1
 
1
 
C
 
3
 
3
 
0
 
0
 
D
 
0.5
 
2
 
1
 
1
 
E
 
3
 
1
 
2
 
1
 
(2)在1L密閉容器中通入10 molCO和10 mol水蒸氣,在500℃下經(jīng)過30s達(dá)到平衡,則30s內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為              。
(3)已知在一定溫度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常數(shù)K;K的表達(dá)式             ;
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 平衡常數(shù)K1
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)K2;
則K、K1、K2之間的關(guān)系是:     ;
(4)某溫度下C(s)+CO2(g)2CO(g)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。
A.c(CO2)=c(CO)            B.K不變                C.容器中的壓強(qiáng)不變
D.v(CO)=2v(CO2)       E.c(CO)保持不變         F.混合氣體相對分子質(zhì)量不變
(5)如圖1所示,在甲、乙兩容器中都充入1molC和1molCO2,并使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g),并維持反應(yīng)過程中溫度不變。已知甲容器中
CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖像如圖2所示,請在圖2中畫出乙容器中CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖像。

圖1                                       圖2


(1)BCE                                (2) 0.25mol·L-1·s-1          
(3)K=   K=K1/K        (4)CEF
(5)

解析試題分析:(1)先求各個情況下的生成物濃度冪之積與反應(yīng)濃度冪之積的比:Q(A)=1.2;Q(B)=0.25;Q(D)=1;Q(E)=0.67;可以看出只有BCE向正反應(yīng)方向移動,而A是逆向移動,D已達(dá)到平衡狀態(tài)。
CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)
起始: 10mol    10mol          0        0
變化: x        x              x        x
平衡:(10-x)   (10-x)         x        x
依題意有:
解之得:X=7.5mol
則30s內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為:
因?yàn)樘际枪腆w,因此濃度是定值,在平衡常數(shù)表達(dá)式中不寫出碳。
①   C(s)+CO2(g)2CO(g)            平衡常數(shù)K;
②   C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)    平衡常數(shù)K1;
③   CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  平衡常數(shù)K2
①就等于②-③,因此平衡常數(shù)K=K1/K
(5)乙相當(dāng)于甲在相同條件下達(dá)到平衡后再減小壓強(qiáng),平衡繼續(xù)右移,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大,但是達(dá)到平衡的時間會加長,因?yàn)閴簭?qiáng)減小,減慢了反應(yīng)的速率。
考點(diǎn):考查化學(xué)平衡的有關(guān)知識。

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:填空題

氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)在T℃時,將0.6molH2和0.4molN2置于容積為2 L的密閉容器中(壓強(qiáng)為mPa)發(fā)生反應(yīng):3H2+N22NH3 △H<0。若保持溫度不變,某興趣小組同學(xué)測得反應(yīng)過程中容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時間變化如圖所示:8 min內(nèi)分鐘NH3的平均生成速率為   mol·L-1·min-1

(2)仍在T℃時,將0.6molH2和0.4molN2置于一容積可變的密閉容 器中。
①下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是      (填序號)。
a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為l:3:2
b.3v(N2)=v(H2)
c.3v(H2)=2v(NH3)
d.混合氣體的密度保持不變
e.容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
②該條件下達(dá)到平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)與題(1)條件下NH3的體積分?jǐn)?shù)相比          (填“變大”“變小”或“不變”)。
③達(dá)到平衡后,改變某一條件使反應(yīng)速率發(fā)生了如圖所示的變化,改 變的條件可能是         。

a.升高溫度,同時加壓
b.降低溫度,同時減壓
c.保持溫度、壓強(qiáng)不變,增大反應(yīng)物濃度
d.保持溫度、壓強(qiáng)不變,減小生成物濃度
(3)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。   氨氣能將氮氧化物還原為氮?dú)夂退浞磻?yīng)機(jī)理為:
2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)  H=-akJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-bkJ·mol-1
則NH3直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為:              。
若標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO與NO2混合氣體40.32L被足量氨水完全吸收,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)?2.56L。該混合氣體中NO與NO2的體積之比為       

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

金屬鎂及其化合物不僅在國防上有重要應(yīng)用,在化學(xué)研究中也有廣泛應(yīng)用。
(1)某同學(xué)研究反應(yīng)速率時用如下方法:取一段鎂條,用砂紙擦去表面的氧化膜,使足量鎂條與一定量鹽酸反應(yīng)生成H2的量與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線如圖所示。鎂與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為                  ;在前4min內(nèi),鎂條與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸加快,在4 min之后,反應(yīng)速率逐漸減慢,請簡述其原因:_____________。

(2)向少量的Mg(OH)2懸濁液中加入適量的飽和氯化銨溶液,固體完全溶解,寫出NH4Cl飽和溶液使Mg(OH)2懸濁液溶解的離子方程式                 
(3)Mg Al可形成原電池:

編號
電極材料
電解質(zhì)溶液
電子流動方向
1
Mg Al
稀鹽酸
Mg流向Al
2
Mg Al
NaOH溶液
 
 
根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問題:
①實(shí)驗(yàn)1中Mg為      極;
②實(shí)驗(yàn)2中電子流動方向          ,Al為      極,為什么?       。 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

工業(yè)制硫酸的過程中利用反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,將SO2轉(zhuǎn)化為SO3,尾氣SO2可用NaOH溶液進(jìn)行吸收。請回答下列問題:
(1)一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng),則下列說法正確的是            
A.若反應(yīng)速率v(SO2)=v(SO3),則可以說明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
B.保持溫度和容器體積不變,充入2 mol N2,化學(xué)反應(yīng)速率加快
C.平衡后僅增大反應(yīng)物濃度,則平衡一定右移,各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定都增大
D.平衡后移動活塞壓縮氣體,平衡時SO2、O2的百分含量減小,SO3的百分含量增大
E.保持溫度和容器體積不變,平衡后再充入2molSO3,再次平衡時各組分濃度均比原平衡時的濃度大
F.平衡后升高溫度,平衡常數(shù)K增大
(2)將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng)得到如下表中的兩組數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)編號
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所需時間/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
4
2
x
0.8
6
2
T2
4
2
0.4
y
9
 
①實(shí)驗(yàn)1從開始到反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,v(SO2)表示的反應(yīng)速率為     ,表中y=    。
②T1      T2 ,(選填“>”、“<”或“=”),實(shí)驗(yàn)2中達(dá)平衡時 O2的轉(zhuǎn)化率為       。
(3)尾氣SO2用NaOH溶液吸收后會生成Na2SO3,F(xiàn)有常溫下0.1mol/LNa2SO3溶液,實(shí)驗(yàn)測定其pH約為8,完成下列問題:
①該溶液中c(Na+)與 c(OH-之比為          。
②該溶液中c(OH-= c(H+)+         +         (用溶液中所含微粒的濃度表示)。
③當(dāng)向該溶液中加入少量NaOH固體時,c(SO32-    ,c(Na+    。(選填“增大”、“減小”或“不變”)
(4)如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別來吸收SO2,則理論吸收量由多到少的順序是             
A.Na2CO3       B.Ba(NO3)2     C.Na2S    D.酸性KMnO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

向某密閉容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的氣體B三種氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時間變化如下面左圖所示。下面右圖為t2時刻后改變?nèi)萜髦袟l件,平衡體系中速率隨時間變化的情況且t2—t5四個階段都各改變一種條件,所用條件均不同。t3—t4階段為使用催化劑。

(1)若t1=15s,則t0—t1階段以C濃度變化表示的反應(yīng)速率為v(C)=        mol/(L?s);
(2)若t2—t3階段,C的體積分?jǐn)?shù)變小,此階段v正    v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)B的起始物質(zhì)的量為                        mol;
(4)t1時刻,平衡常數(shù)K=         
(5)t5—t6階段容器內(nèi)A的物質(zhì)的量共減小0.03mol,而此過程中容器與外界的熱交換總量為a KJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                             ;
(6)若t2時刻后圖像變化如下圖,則改變條件為                       
  
a.恒溫恒壓下,按照2:1比例充入任意量的B和C
b.恒溫恒壓下,加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C
c.恒溫恒壓下,加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C
d.恒溫恒壓下,加入0.14mol B和0.30mol C

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應(yīng)是:3Fe2+2S2O32-+O2+xOH→Fe3O4↓+S4O32-+2H2O
①上述離子方程式中x=________;
②每生成1 mol Fe3O4,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為________mol;
(2)某高效凈水劑可由Fe(OH)SO4聚合得到。工業(yè)上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸為原料來制備Fe(OH)SO4,反應(yīng)中有NO生成,化學(xué)方程式為       。
高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為:Fe2O3(s)+ CO(g)   Fe(s)+CO2(g)+Q
已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:

溫度/℃
1000
1115
1300
平衡常數(shù)
4.0
3.7
3.5
 
(3)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_             ;Q    0(填“>”、“<”或“=”);
(4)欲提高上述反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是             ;
A.提高反應(yīng)溫度         B.移出部分CO2
C.加入合適的催化劑     D.減小容器的容積
(5)在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,此時v             v(填“等于”、“大于”或“小于”)。經(jīng)過l0 min,在1000℃達(dá)到平衡,則該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v (CO2)=               。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生下列反應(yīng):
2N2 (g)+6H2O(l)4NH3 (g)+3O2 (g)    ΔH= a kJ·mol-1
上述反應(yīng)NH3生成量與溫度的關(guān)系,常壓下達(dá)到平衡時測得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:

溫度 T/K
303
313
323
NH3生成量/(10-6 mol)
4.8
5.9
6.0
(1)此合成反應(yīng)的a      0 (填“>”、“<”或“=”)。
(2)用水稀釋0.1 mol·L-1氨水(設(shè)稀釋時溶液溫度不變),則溶液中隨著水量的增加而減小的是下列的     (填序號):
A.c(NH3·H2O)     B.    C.c(H+)·c(OH)    D.
(3)工業(yè)用氨制取硝酸的氧化反應(yīng)為:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,若起始的物質(zhì)的量相同,則下列關(guān)系圖正確的是________(填序號):

A                      B                C            D
(4)在1L容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表:
時間/濃度
c(NH3) (mol/L)
c(O2 ) (mol/L)
c(NO) (mol/L)
起始
0.8000
1.600
0.000
第4 min
0.3000
0.9750
0.5000
第6 min
0.3000
0.9750
0.5000
第8 min
0.7000
1.475
0.1000
 
反應(yīng)在第6 min到8min時改變了條件,改變的條件可能是___________________;在該條件下,平衡向_______移動(填“左”或“右”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

工業(yè)上制取三氧化硫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
2SO2(g)十O2(g) 2SO3(g)     △H=-198kJ·mol-1
(1)能夠說明在恒溫恒容條件下,上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是       (填序號)。
A.每生成1mol SO3的同時生成0.5mol O2
B.容器中混合氣體的密度不變
C.SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比為2:1:2
D.容器中氣體總壓強(qiáng)不變
(2)400℃,1.01×105Pa下,上述反應(yīng)中n(SO3)和n(O2)隨時間變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是        (填序號)。

A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B.點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.點(diǎn)d和點(diǎn)e處的n(O2)相同
D.500℃,1.01×105Pa下,反應(yīng)達(dá)到平衡時,n(SO3)比圖中e點(diǎn)的值大
(3)已知該反應(yīng)的K(400℃)=7200mol-1·L。在400℃時,容積為1.0L的密閉容器中充入0.05mol SO2(g)和0.03mol O2(g),反應(yīng)一段時間后,有0.04mol SO3生成。此時,該反應(yīng)      (填“是”、“否”或“無法判斷”)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),理由是                                                       。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

請運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。
(1)工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,在恒容容器中,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1
①下列措施中能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________

A.體系壓強(qiáng)保持不變
B.混合氣體的密度保持不變
C.CO與H2的濃度之比為1∶2
D.單位時間內(nèi),消耗2molH2的同時消耗1mol CH3OH
②在恒容容器中合成甲醇,當(dāng)溫度分別為230℃、250℃和270℃時,CO的轉(zhuǎn)化率與n(H2)/n(CO)的起始組成比的關(guān)系如圖所示。已知容器體積1L,起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol。據(jù)此判斷在上述三種溫度中,曲線Z對應(yīng)的溫度是       ;利用圖中a點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù),計算該反應(yīng)在對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K(寫出計算過程)。

(2)已知: CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H2=-283 kJ·mol-1 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H3=-242 kJ·mol-1
則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為 __________

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