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7.700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)反应过程中测定的部分数据见表(表中t1>t2):
反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol
01.200.60
t10.80
t20.20
依据题意回答下列问题:
(1)反应在t1min内的平均速率为v(H2)=$\frac{0.20}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1
(2)保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,到达平衡时,n(CO2)=0.40mol.
(3)保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大(填“增大”或“减小”或“不变”),H2O的体积分数增大(填“增大”或“减小”或“不变”).
(4)温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为放热反应(填“放热”或“吸热”).
(5)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol,则平衡向正移动(正、逆、不).

分析 (1)根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率;
(2)根据反应时转化的物质的量计算n(CO2);
(3)根据浓度对平衡移动的影响分析;
(4)根据温度变化对平衡常数的影响判断反应热;
(5)计算此时反应的浓度商,和平衡常数比较分析反应进行的方向.

解答 解:(1)化学反应中,反应速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=v(CO)=$\frac{\frac{(1.2-0.8)mol}{2L}}{{t}_{1}min}$=$\frac{0.20}{{t}_{1}}$mol/(L•min),
故答案为:$\frac{0.20}{{t}_{1}}$;
(2)由以上数据可知,t2时n(H2O)=0.2mol,转化H2O的物质的量为0.4mol,转化的H2也为0.4mol,t2时n(H2)=0.4mol,与t1时相同,说明t1时达到达到平衡状态,根据化学方程式可知,则生成的n(CO2)=0.4mol,故答案为:0.4mol;
(3)在t2时向容器中再通人0.20molH2O,平衡向正反应方向移动,CO的物质的量减小,H20的体积分数增大,则CO的转化率增大,
故答案为:增大;增大;
(4)根据反应方程式计算,
      CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始:1.2mol  0.6mol    0         0  
转化:0.4mol  0.4mol   0.4mol    0.4mol2
平衡:0.8mol  0.2mol  0.4mol    0.4mol 
t1时达到达到平衡状态,平衡常数=$\frac{c(C{O}_{2})c({H}_{2})}{c(CO)c({H}_{2}O)}$=$\frac{\frac{0.4}{2}×\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=1:温度升至T2℃,上述反应的平衡常数为0.64,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应放热,即△H<0,
故答案为:放热;
(5)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol,浓度商Qc=$\frac{c(C{O}_{2})c({H}_{2})}{c(CO)c({H}_{2}O)}$=$\frac{1.20×1.20}{1.20×2.00}$=0.6<K=0.64,所以反应正向进行,
故答案为:正.

点评 本题考查化学平衡计算,主要是反应速率、平衡常数概念的计算应用,影响平衡的因素分析判断,题目难度中等,注意把握有关公式的理解和运用.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列事实与胶体知识有关的是(  )
①用盐卤点豆腐   ②生产出果冻   ③用明矾净水   ④河海交汇处可沉积成沙洲   ⑤初冬凌晨的迷雾的形成.
A.全部都是B.②③④C.①③⑤D.①②③

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.对下面①和②两个结构简式的说法中,正确的是(  )
A.①是2,3-二甲基-2-乙基丁烷  ②是3,3,4-三甲基戊烷
B.①②互为同系物
C.①②是同一种物质
D.①②互为同分异构体

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.已知:
①C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO(g)△H1=-110.5kJ•mol-1  
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=-242kJ•mol-1 
则2C(s)+2H20(g)═2CO(g)+2H2(g)的△H为+21kJ/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.苯乙烯是重要的基础有机化工原料.工业中以乙苯(C6H5-CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反应方程式为:C6H5-CH2CH3(g)?C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)△H1=+125kJ•mol-1
(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图1所示:

600℃时,由图1可知:
①氢气的物质的量分数为25%.
②此温度下该反应的平衡常数$\frac{a}{6V}$.
(2)分析上述平衡体系组成与温度的关系图:当温度高于970℃,苯乙烯的产率不再增加,其原因可能是有机化合物在温度过高时分解.
(3)实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(稀释剂不参加反应).C6H5C2H5的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强关系如图2.加入稀释剂能影响C6H5C2H5平衡转化率的原因是:正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
(4)某些工艺中,在反应的中途加入O2和特定的催化剂,有利于提高C6H5C2H5的平衡转化率.试解释其原因:氧气将反应生成的氢气消耗掉,减小了氢气的浓度;同时该反应放热使体系温度升高,平衡正反应方向移动.
(5)已知某温度下,当压强为101.3kPa时,该反应中乙苯的平衡转化率为30%;在相同温度下,若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa,则乙苯的平衡转化率>30%
(6)乙苯在特定催化剂下发生氧化脱氢:
C6H5-CH2CH3(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?C6H5-CH=CH2(g)+H2O(g)△H
已知 H2的燃烧热△H为-285.8KJ/mol,水的汽化热为2441.12焦耳/克,则△H=-116.8kJ•mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表某一化学元素.请填写下列空白:(涉及到元素和物质的,用元素符号或化学式填空)

(1)元素c在元素周期表中的位置是第四周期ⅣB族;
(2)化学性质最不活泼的元素的原子结构示意图为
(3)a、b、d、g四种元素的原子半径从小到大的顺序是Cl<AI<Mg<Na,离子半径从小到大的顺序是AI3+<Mg2+<Na+<Cl-
(4)f、g、h为同一主族元素,它们的非金属性强弱由大到小的顺序是F>Cl>Br,请写出一个可以证明g和h的非金属性强弱关系的离子方程式Cl2+2Br-=2Cl-+Br2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.把V L含有MgSO4和Al2(SO43的混合溶液分成两等份,一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使铝离子完全转化为AlO2-(1mol铝离子消耗4molNaOH生成1mol AlO2-);另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为BaSO4.则原混合溶液中Mg2+的浓度为(  )
A.$\frac{8b-3a}{2v}$mol•L-1B.$\frac{8b-3a}{4v}$mol•L-1C.$\frac{8b-3a}{v}$mol•L-1D.$\frac{a-2b}{2v}$mol•L-1

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.100mL 0.5mol/L (NH42SO4溶液c (SO42-)为(  )
A.2 mol/LB.1.5mol/LC.1.0 mol/LD.0.5 mol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.写出下列反应的离子方程式
①铁与稀硫酸反应Fe+2H+=Fe 2++H2
②硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应Cu 2++2OH-=Cu(OH)2↓.

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