时间:2025-06-25 21:47:33
1、填空题 (8分)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
| t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
参考答案:(1 )
(2)吸热?(3) bc?(4)830
本题解析:(1)平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中,当反应达到化学平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据方程式可知,平衡常数的表达式为
(2)根据数据可知,随温度的升高平衡常数逐渐增大,即升高温度,平衡向正反应方向移动,所以反应是吸热反应。
(3)在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态。所以b正确。反应前后体积不变,所以压强始终是不变的,a不正确。C中反应速率的方向是相反的,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,c正确。d中反应速率的方向相同,所以不能说明。答案选bc。
(4)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时K=1,所以温度是830℃。
本题难度:简单
2、选择题 有一化学平衡:mA(g)+nB(g)?
?pC(g)+qD(g)(如图)表示的是转化率与压强、温度的关系。分析图中曲线可以得出的结论是( )
A.正反应吸热:m+n>p+q
B.正反应吸热:m+n<p+q
C.正反应放热:m+n>p+q
D.正反应放热:m+n<p+q
参考答案:A
本题解析:分析图象可知,A的转化率随温度、压强的增大而增大,故升高温度,平衡正移,该反应为吸热反应,增大压强,平衡正移,m+n>p+q。
本题难度:一般
3、填空题 煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知:
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
H2(g)+CO2(g),当反应达平衡时,CO的体积分数为X,若维持容器的体积和温度不变,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积分数不等于X的有??参考答案:(10分)(每空2分)(1)放热(2)ACD(3)BC(4)x(5)1? 1073
本题解析:(1)由表可知,温度越高,平衡常数越小,反应进行程度越小,平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热方向移动,故正反应为放热反应;(2)A.加入催化剂只改变反应速率不改变化学平衡,错误;B.增大CO的物质的量以提高体系的压强,CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)反应是气体物质的量不变的反应,增大一氧化碳物质的量平衡正向进行,容器内气体物质的量增大,压强增大,正确;C.反应是放热反应,降温,速率减小平衡正向进行,错误;D.减小氢气浓度,平衡正向进行,但速率减小,错误.(3)向某密闭容器中充入2molCO和4molH2O(g),CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),当反应达平衡时,CO的体积分数为X;A.采用极限分析法,1molCO(g)+4molH2O+2molCO2(g)+2molH2(g),假如反应完全转化为CO和H2O物质的量为:3mol:6mol=1:2,反应前后气体体积不变,平衡相同,CO的体积分数为x,不符合;B.采用极限分析法,2molCO(g)+2molH2O+2molCO2(g)+2molH2(g),假如反应完全转化为CO和H2O物质的量为:3mol:3mol=1:1,反应前后气体体积不变,平衡正向进行,CO的体积分数大于x,符合;C.采用极限分析法,1molCO(g)+3molH2O+0.8molCO2(g)+0.8molH2(g),假如反应完全转化为CO和H2O物质的量为:1.8mol:3.8mol=9:19,反应前后气体体积不变,平衡正向进行,CO的体积分数小于x,符合;D.采用极限分析法,1molCO(g)+3molH2O+1molCO2(g)+1molH2(g),假如反应完全转化为CO和H2O物质的量为2mol:4mol=1:2,当反应达到平衡时,CO的体积分数为x.不符合.
(4)因800℃时反应平衡常数为1.
CO(g)+? H2O(g)? H2(g)+? CO2(g),
起始:5(1-x)? 5x? 0? 0
转化: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
所以平衡常数k=
=
=1,解得y=x;(5)由方程式CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)可知,有1molCO反应则生成1molH2,开始通入10molCO,所以平衡时,CO、H2的物质的量共为10mol.则平均燃烧热为=284.5kJ/mol,利用平均值法计算CO、H2的物质的量之比,设CO、H2物质的量为x、y;x+y=10? 283x+286y=2845?计算得到x=y=5mol;
利用三段式法求出平衡时各组分的物质的量,
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),
起始:10mol? 10mol? 0? 0
转化:5mol? 5 mol? 5mol? 5mol
平衡:5mol? 5mol? 5mol? 5mol
所以常数平衡常数为K=
=1;图表分析可知温度为800°C,T=273+800=1073K.
本题难度:困难
4、选择题 在反应2SO2+O2
2SO3中,有a mol SO2和b mol O2参加反应,达到化学平衡状态时有c mol SO3生成,则SO2在反应混合物中的体积分数为
[? ]
A.
%
B.
%
C.
%
D.
%
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 (8分)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
| T/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
| K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
参考答案:(8分)(1)?吸热?反应.(2)bc.(3)830℃.(4)b.
本题解析:(1)根据表中数据可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐增大,说明升高温度平衡向正反应方向进行,所以正反应是吸热反应。
(2)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以b正确;根据反应的方程式可知,反应前后体积不变,所以压强也是不变的,因此选项a不正确;c中反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,正确;平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,因此d不正确,答案选bc。
(3)CO平衡浓度为0.25 mol/L,所以根据方程式可知,消耗CO2和氢气的浓度都是0.25mol,则剩余CO2和氢气的浓度都是(0.5mol/L-0.25mol/L)=0.25mol,因此此时平衡常数是1,所以温度是830℃。
(4)平衡时,H2的物质的量为x,则消耗CO2和氢气的物质的量都是x,剩余CO2和氢气的物质的量分别是(2-x)和(3-x),因此有
,解得x=1.2mol,答案选b。
本题难度:一般