Question

【題目】某溫度下，在2L容器中3種物質(zhì)間進(jìn)行反應(yīng)，X，Y，Z的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖，反應(yīng)在t1 min時到達(dá)平衡，如圖所示：

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。若t1=10min，用X表示化學(xué)反應(yīng)速率為_________

(2)若上述反應(yīng)中X，Y，Z分別為NH3、H2、N2， 且已知1mol氨氣分解成氮?dú)夂蜌錃庖�吸�?/span>46kJ的熱量，則至t1 min時，該反應(yīng)吸收的熱量為_______；

(3)保持容器溫度不變，縮小容器體積，化學(xué)反應(yīng)速率_______(填“增大”或“減小”或“不變”)�；瘜W(xué)平衡常數(shù)K_______ (填“增大”或“減小”或“不變”)

(4)在一定容積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表所示：

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：

①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=__________

②能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______

A.容器中壓強(qiáng)不變 B.混合氣體中c(CO)不變

C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)

(5)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，試判斷此時的溫度為__________℃；

(6)在800℃時，發(fā)生上述反應(yīng),某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)=2mol·L-1,c(H2)=1.5mol·L-1，c(CO)=1mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，則下一時刻，反應(yīng)向__________(填"正反應(yīng)"或"逆反應(yīng)")方向進(jìn)行。

Answer 1

【答案】2X3Y+Z 0.04mol/(Lmin) 36.8kJ 增大 不變 BC 830 逆反應(yīng)

【解析】

(1)化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學(xué)計量數(shù)成正比，且反應(yīng)進(jìn)行到t1時各種物質(zhì)都存在，物質(zhì)的量都不發(fā)生變化，說明反應(yīng)為可逆反應(yīng)，以此書寫化學(xué)方程式；根據(jù)v=計算反應(yīng)速率；

(2)若上述反應(yīng)中X、Y、Z分別為NH3、H2、N2，且已知1mol 氨氣分解成氮?dú)夂蜌錃庖�吸�?/span>46kJ的熱量，則至t1min時，分解氨氣物質(zhì)的量△n(NH3)=2.4mol-1.6mol=0.8mol，據(jù)此計算反應(yīng)放出的熱量；

(3)根據(jù)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響分析判斷；

(4)①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念來書寫；②化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正逆反應(yīng)速率相等；

(5)根據(jù)c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)進(jìn)行整理，并與化學(xué)平衡常數(shù)K比較判斷反應(yīng)溫度；

(6)將該時刻的濃度代入濃度商公式，并與800℃時的化學(xué)平衡常數(shù)K比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。

(1)由圖象可以看出，X的物質(zhì)的量逐漸減小，則X為反應(yīng)物，Y、Z的物質(zhì)的量逐漸增多，則Y、Z為生成物，當(dāng)反應(yīng)到達(dá)2min時，△n(X)=0.8mol，△n(Y)=1.2mol，△n(Z)=0.4mol，化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學(xué)計量數(shù)成正比，則△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=2：3：1，此時各種物質(zhì)的濃度都不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2X3Y+Z；

反應(yīng)從開始至達(dá)到平衡，X的物質(zhì)的量變化了0.8mol，則用X表示的反應(yīng)速率v(X)==0.04mol/(Lmin)；

(2)若上述反應(yīng)中X、Y、Z分別為NH3、H2、N2，且已知1mol 氨氣分解成氮?dú)夂蜌錃庖�吸�?/span>46kJ的熱量，則至t1 min時，分解氨氣物質(zhì)的量△n(NH3)=2.4mol-1.6mol=0.8mol，反應(yīng)放出的熱量Q==36.8 kJ；

(3)該反應(yīng)有氣體參加，保持容器溫度不變，縮小容器體積，物質(zhì)的濃度增大，所以化學(xué)反應(yīng)速率增大，由于化學(xué)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，溫度不變，所以化學(xué)平衡常數(shù)K不變；

(4)①因平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物的濃度冪之積的比，所以化學(xué)平衡常數(shù)K=；

②A.反應(yīng)是一個反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變不會要引起平衡移動，A錯誤；

B.化學(xué)平衡時，各組分的濃度不隨時間的改變而改變，B正確；

C.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；

D.c(CO2)=c(CO)時，不能表明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達(dá)到了平衡狀態(tài)，D錯誤；

故合理選項是BC；

(5) c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，則=1，與830℃時達(dá)到化學(xué)平衡常數(shù)K相等，因此反應(yīng)溫度為830℃；

(6)在800℃時,發(fā)生上述反應(yīng)，某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)=2mol/L，c(H2)=1.5mol/L，c(CO)=1mol/L，c(H2O)=3mol/L，則Qc==1，大于800℃時的化學(xué)平衡K=0.9，說明化學(xué)反應(yīng)逆反應(yīng)方向進(jìn)行。