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13.将一定量的A和B加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+B(s)?2C(g).忽略固体的体积,平衡时A的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:

压强/MPa

体积分数/%
温度/℃
1.02.03.0
81046.0ab
915c25.0d
1000ef15.0
回答下列问题:
(1)欲提高C的产率,应采取的措施为升高温度、降低压强;
(2)该反应△H> 0(填“<”或“>”);
(3)比较K(810℃)< K(915℃) (填“<”、“>”或“=”),说明理由升高温度平衡向正向移动,因此平衡常数增大;
(4)915℃2.0MP时A的转化率为60%;
(5)比较b>f(填“<”、“>”或“=”),说明理由升温平衡正向移动所以f<25.0<a,增大压强平衡逆向移动所以a<b,所以b>f;
(6)若1000℃,3.0MPa时,向容器中加入0.16mol A和0.20mol B,平衡时容器体积为10L,则此时平衡常数K=0.133(保留两位有效数字).

分析 (1)根据题中的反应,该反应为气体体积增大的反应,正反应为气体物质的量增大的反应,根据表中数据,当压强增大平衡应逆向移动,A的体积分数应增大,但当温度升高且同时压强增大时,A的体积分数下降,平衡正向移动,说明该反应为吸热反应,根据影响平衡移动的因素答题;
(2)根据(1)的分析答题;
(3)结合(1)中分析可知正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大;
(4)设A、B的起始物质的量为x、y,A的转化率为a,
    根据反应A(g)+B(s)?2C(g),
起始(mol) x      y       0 
转化(mol)ax      ax      2ax
平衡(mol)x-ax             2ax
根据题意有$\frac{x-ax}{x-ax+2ax}$=25.0%,据此计算;
(5)根据温度和压强对平衡移动的影响判断;
(6)1000℃,3.0MPa时,A的体积分数为15.0%,向容器中加入0.16mol A和0.20mol B,平衡时容器体积为10L,则A的浓度为0.016mol/L,B的浓度为0.02mol/L,利用三段式分析,
               A(g)+B(s)?2C(g),
起始(mol/L) 0.016  0.02      0 
转化(mol/L)   x      x      2x
平衡(mol/L)0.016-x          x
$\frac{0.016-x}{0.016-x+x}$=15.0%a,据此求得x,根据平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(C)}{c(A)}$计算.

解答 解:(1)根据题中的反应,该反应为气体体积增大的反应,正反应为气体物质的量增大的反应,根据表中数据,当压强增大平衡应逆向移动,A的体积分数应增大,但当温度升高且同时压强增大时,A的体积分数下降,平衡正向移动,说明该反应为吸热反应,所以欲提高C的产率,应采取的措施为升高温度、降低压强,
故答案为:升高温度、降低压强;
(2)根据(1)的分析可知,该反应为吸热反应,
故答案为:>;
(3)结合(1)中分析可知正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,所以K(810℃)<K(915℃)
故答案为:<;升高温度平衡向正向移动,因此平衡常数增大;
(4)设A、B的起始物质的量为x、y,A的转化率为a,
    根据反应A(g)+B(s)?2C(g),
起始(mol) x      y       0 
转化(mol)ax      ax      2ax
平衡(mol)x-ax             2ax
根据题意有$\frac{x-ax}{x-ax+2ax}$=25.0%,a=60%,
故答案为:60%;
(5)由于该反应是气体物质的量增大的吸热反应,根据温度和压强对平衡移动的影响可知,升温平衡正向移动所以 f<25.0<a;增大压强平衡逆向移动所以a<b,所以b>f,
故答案为:>;升温平衡正向移动所以 f<25.0<a,增大压强平衡逆向移动所以a<b,所以b>f;
(6)1000℃,3.0MPa时,A的体积分数为15.0%,向容器中加入0.16mol A和0.20mol B,平衡时容器体积为10L,则A的浓度为0.016mol/L,B的浓度为0.02mol/L,利用三段式分析,
               A(g)+B(s)?2C(g),
起始(mol/L) 0.016  0.02      0 
转化(mol/L)   x      x      2x
平衡(mol/L)0.016-x          2x
$\frac{0.016-x}{0.016-x+2x}$=15.0%a,x=0.0118mol/L,根据平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(C)}{c(A)}$=$\frac{0.023{6}^{2}}{0.016-0.0118}$=0.133,
故答案为:0.133.

点评 本题考查化学平衡有关计算、平衡常数计算、化学平衡影响因素等,(4)中计算物质的分压是关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.下列说法中正确的是(  )
A.有易溶电解质在溶液中才存在溶解平衡
B.难溶电解质在溶液中只存在溶解平衡,不存在电离平衡
C.溶解平衡只能通过电解质溶解于水时建立
D.溶解平衡时,电解质表面上的离子或分子脱离电解质的速率与溶液中的离子或分子回到电解质表面的速率相等.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,回答下列问题:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)?CO2+H2.T℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气.反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol•L-1.该温度下此反应的平衡常数K=1(填计算结果).
(2)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气,目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)?4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)?2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ•mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.相同温度下,两个恒压密闭容器中发生可逆反应X2(g)+3Y2(g)?2XY3(g)△H=-92.6kJ•mol-1实验测得反应在起始及达到平衡时的有关数据如表所示:
容器编号起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系能量变化
X2Y2XY3
0.10.304.63kJ
0.82.40.4Q(Q>0)kJ
下列叙述正确的是(  )
A.反应的平衡常数:①>②
B.达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol•L-1
C.达到平衡时,容器①、②中各物质的百分含量相同
D.若容器①体积为0.20L,则达平衡时放出的热量大于4.63kJ

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

8.t℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△H=-196.6kJ/mol.2min时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2还乘余0.8mol,请填写下列空白:
(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速率为0.1mol/(L•min);平衡时SO2转化率为20%.
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号,下同)ABE.
A.容器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO2转化率的是AD.
A.向容器中通入少量O2
B.向容器中通入少量SO2
C.使用催化剂
D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气(已知:氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%,SO2的转化率为80%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.下列物质中属于强电解质的是(  )
A.氧化钠B.二氧化硫C.氨水D.氯气

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.室温下,向含有溶质为0.10mol的下列溶液中通入0.10mol的相应的气体(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
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B.向Na2SO3溶液通入SO2:c(Na+)═[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)]
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

2.下列关于实验的叙述中正确的有 (  )
A.不慎碰翻燃着的酒精灯使酒精在桌面上燃烧起来,应立即用湿抺布灭火
B.不慎将酸沾到皮肤或衣物上,应立即用浓NaOH溶液清洗
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D.实验时应节约药品,实验剩余的药品应放回原试剂瓶
E.可燃性气体点燃前一定要验纯
F.可燃性气体点燃前一定要验纯

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.水的电离平衡如图所示.
(1)若A点表示25℃时水的电离平衡状态,当升高温度至100℃时水的电离平衡状态为B点,则此时水的离子积的值为1×10-12;该温度下pH均为4的盐酸和NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)之比为1:104
(2)将100℃时pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的盐酸混合,并保持100℃的恒温,欲使混合溶液的pH=7,求Ba(OH)2溶液与盐酸的体积比2:9.

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