Question

【題目】Ⅰ.氫氣用于工業(yè)合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJ·mol-1。一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中，一定量的N2和H2反應(yīng)達到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如下圖所示，其中t5 ﹑t7時刻所對應(yīng)的實驗條件改變分別是

t5 ___________________。t7___________________。

Ⅱ.已知化學反應(yīng)①：Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g), 其平衡常數(shù)為K1；

化學反應(yīng)②：Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)，其平衡常數(shù)為K2。

在溫度973K和1173K情況下，K1、K2的值分別如下：

溫度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）1173K時，若c(CO2)=2mol/L，c(CO) =5mol/L，則此時反應(yīng)①平衡向__________（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向移動。

（2）現(xiàn)有反應(yīng)③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K3的表達式：K3=_______________________（用K1 、 K2表示）。據(jù)此關(guān)系式及上表數(shù)據(jù)，能推斷出反應(yīng)③是______（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動，可采取的措施是______(填寫序號)。

A．縮小反應(yīng)容器容積 B．擴大反應(yīng)容器容積 C．降低溫度

D．升高溫度 E．使用合適的催化劑 F．設(shè)法減少CO的量

能判斷反應(yīng)③已達平衡狀態(tài)的是_______________________________。

A．恒容容器中壓強不變 B．混合氣體中c(CO)不變

C．(H2)==(H2O) D．c(CO2)==c(CO)

（3）723K時，0.2molCO2和0.1molH2通入抽空的1L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)③，達到平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.1。則H2的轉(zhuǎn)化率α（H2）=___________％。723K該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=________________。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】t5 減少NH3濃度 t7 降低溫度 逆 K3= 吸熱 DF BC 30％ 0.076

【解析】

I.根據(jù)圖像中正逆反應(yīng)速率的變化確定移動方向；

II．（1）根據(jù)Qc與K1的關(guān)系確定平衡移動方向；

（2）根據(jù)方程式確定K3=；計算K3，確定正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

（3）根據(jù)方程式列出關(guān)系進行計算。

I. t5時，正反應(yīng)速率未變，逆反應(yīng)速率減小，則改變的外界條件為減小生成物的濃度；t7時，正逆反應(yīng)速率均減小，且反應(yīng)正向進行，若為減小壓強，體積增大平衡逆向移動，與題意不符，若為降低溫度，平衡向放熱的方向移動，已知正反應(yīng)為放熱，則正向移動，符合題意；

II．（1）1173K時，Qc= c(CO)/c(CO2)=5/2=2.5> K1=2.15，則平衡逆反應(yīng)方向移動；

（2）根據(jù)方程式，K3=，K1= ，K2=，則K3=；973K時，K3=1.47/2.38=0.62，1173K時，K3=2.15/1.67=1.29，升高溫度，K值增大，平衡正向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

A．可逆號兩邊氣體計量數(shù)相同，縮小反應(yīng)容器容積，平衡不移動，與題意不符，A錯誤；

B．可逆號兩邊氣體計量數(shù)相同，擴大反應(yīng)容器容積，平衡不移動，與題意不符，B錯誤；

C．反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，降低溫度，平衡向放熱的方向移動，即逆反應(yīng)方向，與題意不符，C錯誤；

D．反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，即正反應(yīng)方向，符合題意，D正確；

E．使用合適的催化劑，可提高反應(yīng)速率，對化學平衡無影響，與題意不符，E錯誤；

F．設(shè)法減少CO的量，CO為生成物，則平衡正向移動，符合題意，F正確；

答案為DF；

A．可逆號兩邊氣體計量數(shù)相等，反應(yīng)自始至終，容器內(nèi)的氣體物質(zhì)的量一直未變，容積為恒容，則恒容容器中壓強一直不變，壓強不能作為判斷是否平衡的依據(jù)，A錯誤；

B．反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，體系中各氣體的濃度不再改變，混合氣體中c(CO)不變時，達到平衡狀態(tài)，B正確；

C．(H2)、(H2O) 反應(yīng)方向相反，物質(zhì)的量之比等于計量數(shù)之比，則可判斷達到平衡狀態(tài)，C正確；

D．c(CO2)==c(CO)時，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，D錯誤；

答案為BC；

（3）CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

初始：0.2 0.1

反應(yīng)：x x x x

平衡：0.2-x 0.1-x x x

x/（0.2-x+0.1-x+x+x）=0.1，則x=0.03mol，α（H2）=×100%=30%；723K時，c（CO2）=0.17mol/L，c（H2）=0.07mol/L，c（CO）=0.03mol/L，c（H2O）=0.03mol/L，K==0.076。