D.若平衡浓度符合关系式=,则此时的温度为1 000 ℃
解析:依据平衡常数的表达式可知反应物是一氧化碳和水,生成物是二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g),A正确;表中数据分析,温度越高,平衡常数越小,则反应是放热反应,B正确;在1 L的密闭容器中:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始量(mol/L) 0 0 1 1 变化量(mol/L) 0.6 0.6 0.6 0.6 5 min的量(mol/L) 0.6 0.6 0.4 0.4
Qc==<1,830 ℃时Qc不等于K,说明反应未达到平衡,C错误;关系
式:=,得到=0.6,对照平衡常数可知温度是
1 000 ℃,D正确。
12. 有如下的可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),现将X和Y以1∶2的体积比混合在密闭容器中,加压到3× 7
10Pa,达到平衡后,已知平衡状态时反应物的总物质的量和生成物的总物质的量相等,对应图中坐标上的温度是( C )
A.100 ℃ B.200 ℃ C.300 ℃ D.不能确定
解析:设开始加入的X和Y的物质的量分别为1 mol、2 mol,设达到平衡时,X转化的物质的量为x mol,则:
X(g)+2Y(g)2Z(g)
起始/mol 1 2 0 转化/mol x 2x 2x 平衡/mol 1-x 2-2x 2x 所以有1-x+2-2x=2x,解得x=0.6,
故X和Y的转化率均为×100%=60%,对应温度为300 ℃。
13. 研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1 ΔH<0 (Ⅰ) 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH<0 (Ⅱ) (1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K= (用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L 恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和
- 5 -
0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10 mol·L·min,则平衡后n(Cl2)= mol,NO的转化率α1= 。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2 α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2 (填“增大”“减小”或 “不变”)。
解析:(1)2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH<0 (Ⅰ) 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH<0 (Ⅱ)
根据盖斯定律,Ⅰ×2-Ⅱ可得:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g),
-3-1-1
则该反应的平衡常数K=。
-3
-1
-1
(2)测得10 min内v(ClNO)=7.5×10 mol·L·min,则Δn(ClNO)
-3-1-1
=7.5×10 mol·L·min×10 min×2 L=0.15 mol,由方程式可知,参加反应的氯气的物质的量
为0.15 mol×=0.075 mol,故平衡时氯气的物质的量为0.1 mol-0.075 mol=0.025 mol;参加反
应的NO的物质的量为0.15 mol,则NO的转化率为×100%=75%;正反应为气体物质的量减
小的反应,恒温恒容下,到达平衡时压强比起始压强小,其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,等效为在恒温恒容下的平衡基础上增大压强,平衡正向移动,NO转化率增大,故转化率α2> α1;平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,即平衡常数K2不变。
答案:(1)
(2)0.025 75% > 不变
14.(2017·陕西延安联考)氨是重要的氮肥,合成原理为:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/ mol。回答下列问题:
(1)写出平衡常数K的表达式 ,如果降低温度,该反应K值 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),化学反应速率 ,N2的转化率 。
(2)在500 ℃、20 MPa时,将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应,反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示,回答下列问题: ①10 min内以NH3表示的平均反应速率: 。
②在10～20 min内,NH3浓度变化的原因可能是 。 A.加了催化剂 B.缩小容器容积 C.降低温度 D.增加NH3物质的量
③第1次达到平衡的时间为 ,第2次达到平衡的时间为 。 ④在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因为 。 A.缩小容器容积 B.降低温度 C.分离了部分NH3
达第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2 K1(填“大于”“小于”或“等于”)。
- 6 -
解析:(1)化学平衡常数K=;该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,降低
温度平衡正向移动,化学平衡常数增大,降低温度化学反应速率减小,氮气转化率增大。
(2)①10 min内v(NH3)== mol/(L·min)=0.005 mol/(L·min)。
②在10～20 min内,根据图知,改变条件的瞬间各物质的物质的量不变,接着平衡正向移动,且相同时间内改变的物质的量增大,说明反应速率增大,则改变的条件是缩小容器容积。
③反应达到平衡状态时各物质的物质的量不变,根据图知,第一次达到平衡时间为10 min,第二次达到平衡时间为20 min。
④在反应进行至25 min时,氨气物质的量减小,氮气和氢气物质的量不变,所以改变的条件是分离出部分氨气;该反应中温度越高,化学平衡常数越小,温度相同则化学平衡常数相等,所以达第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2等于K1。
答案:(1)K= 增大 减小 增大
(2)①0.005 mol/(L·min)
②B ③10 min 20 min ④C 等于
- 7 -
