问题 填空题

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:

温度/℃400500800
平衡常数K9.9491
试回答下列问题:

(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有    (选填A、B、C、D、E);

 n(CO)n(H2O)n(H2n(CO2
A1523
B2211
C3300
D0.5211
E3121
(2)在1L密闭容器中通入10 molCO和10 mol水蒸气,在500℃下经过30s达到平衡,则30s内CO的平均反应速率为              

(3)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K;K的表达式             

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 平衡常数K1

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K2

则K、K1、K2之间的关系是:    

(4)某温度下C(s)+CO2(g)2CO(g)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

A.c(CO2)=c(CO)            B.K不变                C.容器中的压强不变

D.v(CO)=2v(CO2)       E.c(CO)保持不变         F.混合气体相对分子质量不变

(5)如图1所示,在甲、乙两容器中都充入1molC和1molCO2,并使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g),并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中

CO2的转化率随时间变化的图像如图2所示,请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图像。

图1                                       图2

答案

(1)BCE                                (2) 0.25mol·L-1·s-1          

(3)K=   K=K1/K        (4)CEF

(5)

题目分析:(1)先求各个情况下的生成物浓度幂之积与反应浓度幂之积的比:Q(A)=1.2;Q(B)=0.25;Q(D)=1;Q(E)=0.67;可以看出只有BCE向正反应方向移动,而A是逆向移动,D已达到平衡状态。

CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)

起始: 10mol    10mol          0        0

变化: x        x              x        x

平衡:(10-x)   (10-x)         x        x

依题意有:

解之得:X=7.5mol

则30s内CO的平均反应速率为:

因为碳是固体,因此浓度是定值,在平衡常数表达式中不写出碳。

①   C(s)+CO2(g)2CO(g)            平衡常数K;

②   C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)    平衡常数K1

③   CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  平衡常数K2

①就等于②-③,因此平衡常数K=K1/K

(5)乙相当于甲在相同条件下达到平衡后再减小压强,平衡继续右移,二氧化碳的转化率增大,但是达到平衡的时间会加长,因为压强减小,减慢了反应的速率。

单项选择题
辨析题