【題目】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)上述正向反應是反應 (填“放熱”或“吸熱”)
(2)要使上述反應的逆反應速率增大且平衡正反應方向移動,下列措施不可行的有( )
A.加入催化劑
B.增大CO的物質的量以提高體系的壓強
C.降低溫度
D.減小H2的濃度
(3)向某密閉容器中充入2molCO和4molH2O(g),發(fā)生反應:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),當反應達平衡時,CO的體積分數(shù)為X,若維持容器的體積和溫度不變,起始物質按下列四種配比充入該容器中,達到平衡時CO的體積分數(shù)不等于X的有( )
A.1molCO(g)+4molH2O+2molCO2(g)+2molH2(g)
B.2molCO(g)+2molH2O+2molCO2(g)+2molH2(g)
C.1molCO(g)+3molH2O+0.8molCO2(g)+0.8molH2(g)
D.1molCO(g)+3molH2O+1molCO2(g)+1molH2(g)
(4)若反應在800℃時進行,設起始CO和H2O(g)共為5mol,水蒸氣的體積分數(shù)為X;平衡時CO的轉化率為y,則y隨x變化的函數(shù)關系式為y=
(5)在VL密閉容器中通入10mol CO和10mol水蒸氣,在T℃達到平衡,然后急速通過堿石灰,將所得混合氣體燃燒,測得放出的熱量為2845KJ(已知CO燃燒熱為283KJ/mol,H2燃燒熱為286KJ/mol),則T℃平衡常數(shù)K= , T= K (0℃時T=273K)
【答案】
(1)放熱
(2)A,C,D
(3)B,C
(4)x
(5)1;1073
【解析】解答:(1)由表可知,溫度越高,平衡常數(shù)越小,反應進行程度越小,平衡向逆反應移動,升高溫度平衡向吸熱方向移動,故正反應為放熱反應,所以答案是:放熱;(2)A、加入催化劑只改變反應速率不改變化學平衡,故A錯誤;B、增大CO的物質的量以提高體系的壓強,CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)反應是氣體物質的量不變的反應,增大一氧化碳物質的量平衡正向進行,容器內氣體物質的量增大,壓強增大,故B正確;C、反應是放熱反應,降溫,速率減小平衡正向進行,故C錯誤;D、減小氫氣濃度,平衡正向進行,但速率減小,故D錯誤;故選ACD.(3)向某密閉容器中充入2molCO和4molH2O(g),CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),當反應達平衡時,CO的體積分數(shù)為X;A、采用極限分析法,1molCO(g)+4molH2O+2molCO2(g)+2molH2(g),假如反應完全轉化為CO和H2O物質的量為:3mol:6mol=1:2,反應前后氣體體積不變,平衡相同,CO的體積分數(shù)為x,故A不符合;B、采用極限分析法,2molCO(g)+2molH2O+2molCO2(g)+2molH2(g),假如反應完全轉化為CO和H2O物質的量為:3mol:3mol=1:1,反應前后氣體體積不變,平衡正向進行,CO的體積分數(shù)大于x,故B符合;C、采用極限分析法,1molCO(g)+3molH2O+0.8molCO2(g)+0.8molH2(g),假如反應完全轉化為CO和H2O物質的量為:1.8mol:3.8mol=9:19,反應前后氣體體積不變,平衡正向進行,CO的體積分數(shù)小于x,故C符合;D、采用極限分析法,1molCO(g)+3molH2O+1molCO2(g)+1molH2(g),假如反應完全轉化為CO和H2O物質的量為2mol:4mol=1:2,當反應達到平衡時,CO的體積分數(shù)為x.故D不符合;故選BC.(4)因800℃時反應平衡常數(shù)為1. CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),
起始:5(1﹣x) 5x 0 0
轉化:5(1﹣x)y 5(1﹣x)y 5(1﹣x)y 5(1﹣x)y
平衡:5(1﹣x)(1﹣y)5(x﹣y+xy) 5(1﹣x)y 5(1﹣x)y
所以平衡常數(shù)k= ==1,解得y=x,
所以答案是:y=x;(5)由方程式CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)可知,有1molCO反應則生成1molH2 , 開始通入10molCO,所以平衡時,CO、H2的物質的量共為10mol.則平均燃燒熱為 =284.5kJ/mol,利用平均值法計算CO、H2的物質的量之比,設CO、H2物質的量為x、y;
x+y=10
283x+286y=2845
計算得到x=y=5mol;
利用三段式法求出平衡時各組分的物質的量,
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),
起始:10mol 10mol 0 0
轉化:5mol 5 mol 5mol 5mol
平衡:5mol 5mol 5mol 5mol
所以常數(shù)平衡常數(shù)為K= =1;
圖表分析可知溫度為800°C,T=273+800=1073K
所以答案是:1;1073;
分析:本題考查了化學平衡的影響因素分析,等效平衡的應用判斷,極值轉化是解題的關鍵,平衡常數(shù)只受溫度影響,同一反應溫度不變,平衡常數(shù)不變.
【考點精析】通過靈活運用化學平衡常數(shù)的含義和化學平衡狀態(tài)本質及特征,掌握指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應混合物中各組分的濃度不變的狀態(tài);化學平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動”即是動態(tài)平衡,平衡時反應仍在進行;“定”即反應混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學平衡;與途徑無關,外界條件不變,可逆反應無論是從正反應開始,還是從逆反應開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效)即可以解答此題.
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某溫度時,在一個0.5L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示.
根據(jù)圖中數(shù)據(jù)回答下列問題:
(1)該反應的化學方程式為 .
(2)反應開始至2min,以氣體Z表示的平均反應速率為 .
(3)用物質X表示的化學反應速率為0.2molL﹣1s﹣1與用物質Y表示的化學反應速率為0.1molL﹣1s﹣1 , 哪個快?
a.前者b.后者c.一樣快d.無法比較
(4)若X、Y、Z均為氣體,2min后反應達到平衡,反應達平衡時:
①此時體系的壓強是開始時的倍;
②達平衡時,容器內混合氣體的平均相對分子質量比起始投料時(填“增大”“減小”或“相等”).
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】質量一定的下列各組物質完全燃燒,消耗氧氣總量與其各組分的含量無關的是( )
A. CH4和C2H6B. C2H4和C3H6
C. CH3OH和C6H6D. CH3COOH和C2H5OH
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關說法正確的是
A.能在水溶液或熔融狀態(tài)下導電的物質是電解質
B.電離出氫離子的化合物是酸
C.納米材料也是一種膠體
D.丁達爾效應,是膠體粒子對光散射形成的
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列框圖中的物質均為中學化學中常見物質,其中甲、乙為單質,其余均為化合物.B為常見液態(tài)化合物,A為淡黃色固體,F(xiàn)、G所含元素相同且均為氯化物,G遇KSCN溶液顯紅色.
請回答下列問題:
(1)A是 .
(2)反應①~⑤中,屬于氧化還原反應的是填序號).
(3)反應⑤的化學方程式為;甲與B反應的離子方程式為 .
(4)在空氣中將C溶液滴入F溶液中,觀察到的現(xiàn)象是 .
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】短周期主族元素X,Y,Z,W的原子序數(shù)依次增大,它們原子的最外層電子數(shù)之和為14.X是元素周期表中原子半徑最小的元素,Z與X原子的最外層電子數(shù)相同,Y與W同主族.下列說法正確的是( )
A.Y分別與X,Z形成的化合物中化學鍵類型相同
B.原子半徑的大小順序:r(Z)>r(W)>r(Y)
C.W的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強
D.Z的最高價氧化物對應的水化物是酸
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C為短周期元素,在周期表中所處的位置如圖所示。
A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的質子數(shù)。B原子核內質子數(shù)和中子數(shù)相等。
(1)寫出A、B、C三元素名稱: 、 、 。
(2)C在元素周期表中的位置是
(3)B的原子結構示意圖為 , C的氫化物與B的氫化物的穩(wěn)定性強弱順序為> (填化學式)。
(4)比較A、C的原子半徑:A (填“>”或“<”)C,寫出A的氣態(tài)氫化物與A的最高價氧化物對應水化物反應的化學方程式: 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是 ( )
A.物質的量可理解為物質的質量
B.物質的量就是物質的粒子數(shù)目
C.物質的量是度量物質所含微觀粒子多少的一個物理量
D.物質的量的單位——摩爾,只適用于分子、原子和離子
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